桥梁基坑井点降水施工技术

桥梁基坑井点降水施工技术

摘要：文章就井点降水在南通市通启路高架工程桥涵基坑开挖施工中的实际应用，并结合桥涵工程施工实例，介绍井点降水施工技术。

关键词：真空井点降水、滤管、砂性土、井点系统、优化设计

工程概况

项目所在南通，南通地处长江下游北岸，本项目道路场地较平坦，标高在3.3～4.2m。地下水位观测，钻孔内初见水位标高约为2.4m～2.7m，稳定潜水位标高约为2.2m～2.5m，水位年变幅1.5m左右，一般在85国家高程1.8～3.3m，历史高水位约 3.5m，地质多为砂性土。承台基坑在开挖时，基坑内地下水大量渗出，造成基坑内积水成患，坑壁连续坍塌，开始时采取集水坑明排水坑壁支撑加固法进行开挖，由于基坑底部及坑壁渗水量较大，发生流砂现象，造成支撑失效，坑壁继续严重坍塌，无法进行进一步施工。后来经过分析长江下游地区地质情况，决定采用井点降水法降低基坑范围地下水位，保证基底及坑壁土壤疏干。通过实践证明，这种施工方法在砂性土中非常有效。

井点降水优点

1.运用轻型井点降水，研究合理的施工工艺，提前降低基坑范围内的地下水位，保证基坑开挖及基础混凝土施工，有效缩短工期。

2.地质状况：基坑土质为细砂土，且地下水位较高。用明排水法排水时易于夹砂带泥，随水流失发生流砂现象。用井点降水法施工，可以完全克服流砂现象。

3.用井点降水可以从根本上降低地下水位，形成稳定的降落曲线，稳定土臂，土壤疏干，抗剪强度增加。

4.基坑开挖时可不必放坡或坡度改陡，减少挖方和回填土量，并降低支撑要求，甚至可不支撑。

5.基坑井点降水后，因浮力减少，增大压密有效压力，有利于增大地基强度，正好弥补河套地区地基承载力较低的缺陷。

三、降水工艺

3.1轻型井点降水系统布置方案选择

考虑桥涵基坑开挖一般在2～5米深，基坑宽度20米，根据井点降水类型决定采用一级轻型普通井点降水，采用环状井点，真空法抽汲排水。根据本地区的

地质条件,我们所选的排水井为无压非完整井。

3.2井点降水设备

为满足井点降水需要，首先需要一套冲管冲孔设备：冲孔机，需要一套抽水设备：真空泵、抽汲总管、连接管及井管。

3.3井点系统降水各参数计算

轻型井点计算的主要内容有：计算涌水量，确定井点管数量与间距，选择抽水设备等。井管间距、井管直径、井点滤管及抽水设备是影响井点降水效果的主要原因。下面以本标段48#墩承台深基坑为例进行井点降水各参数计算：本基坑，各项参数如下：长48米，宽20米，要求降水深度S=3.1米，S’=5米，L=15米，渗透系数K=0.5m/d（砂性土），H= S’+L=20米。

井管间距详细计算过程如下：

3.3.1井管影响半径R

R=1.95S=1.95×3.1×=16.55

3.3.2基坑假想半径X0

X0== =17.48

3.3.3H0 :有效带深度，系经验值，如下表所示，

表-1抽水影响深度H0值

3.3.4涌水量Q

对于无压非完整井，地下水不仅从井的侧面流入，还从井地渗入。经过佛尔赫格麦尔试验，认为无压非完整井点系统的涌水量的计算公式如下：

Q=1.366K=1.366×0.5×(2×28-3.1)×

3.1/(log16.55-log17.48)=1252.5m3/d

3.3.5单根井管的抽水能力：

q=65πd l =65×π×0.3×1.2×=12.96 m3/d

d——滤管直径（m）；

l ——滤管长度（m）；

K——渗透系数（cm/s）。

3.3.6井管数量n

n=Q/q=1252.5/12.96=96.65取值97根

3.3.7井点管间距则为：

D=2(L+B)/ n =2×(48+20)/97=1.4m，为保证抽水效果，实际施工布置时间距必须小于1.4米，这里取值1.3米。

L、B——矩型井点系统的长度和宽度。

四、降水对环境影响的研究现状与不足

基坑降水通过抽排方式，在一定时间内降低地层中各类地下水的水位，以满足工程的降水深度和时间要求，保证基坑开挖的施工环境，同时为基坑底板与边坡的稳定提供有力保障。同样如果地下水处理不当就会给基坑工程带来问题。为了实现基坑开挖的干作业和基坑底板与边坡的稳定，常常需要在一定时间内大量抽水。当对基坑地下水处理不当时，常造成基坑坍塌，地面沉降等事故，在这方面有许多工程实例在此不必赘述。分析地下水处理不当造成不良现象的原因，可归纳如下：

(1)在基坑开挖过程中，因基坑排水使坑壁内外侧形成较大的水头差、增大了地下水流的渗透压力，可能在基坑内产生管涌；

(2)降水井结构不合理或洗井不规范，当抽取地下水时带走大量土颗粒，导致土体被掏空，造成地面塌陷或开裂；

(3)围护结构防渗性差，坑外土颗粒流失；

(4)基坑底板以下有承压水，坑底至承压含水层顶板之间的土体压力小于承

压水的水头压力，坑底产生突涌，流砂、流土等；

(5)水质变化，特别是沿海地区特别容易导致海水入侵，淡水资源咸化。

结束语

根据对本项目承台基坑的井点降水施工，顺利实现了基坑降水，保证了基础施工，缩短了工期，达到预期目标，为下一步大范围基础施工打下了坚实的基础，取得了显著的经济效益和社会效益。

参考文献

[1].人民交通出版社桥梁工程师手册(第二册)

[2].张永波、孙新忠，基坑降水工程，地震出版社,2000.

[3].龚晓南主编．深基坑工程设计施工手册，中国建筑工业出版社．1998.

[4].杨根芳，深基坑真空井点降水技术的应用与研究，工程技术，2009.