新型真空泵轻型井点降水组合法的研究应用

马军尧

【摘 要】井点降水对处于地下水位以下施工的基坑有消除流砂、稳定边坡的作用，能为基础施工提供干作业的施工条件。通过对新型真空泵轻型井点降水组合法的研究，文中新型真空泵轻型井点降水组合法在该工程中成功应用，该降水方法的主要特点是采用了新型的PP-R管作为井点管，采用真空泵搭配7.5KW高速电机作为抽水设备，选用高压式离心泵作为冲孔设备，快速有效地降低了地下水位，保证了工程的顺利施工，为类似工程的施工积累了一系列经验。

【关键词】新型；真空泵；轻型；井点；降水

0 工程概况

工程为开封市某化工厂二期工程，根据工程挖土深度并减少降水成本，本方案考虑选用环形轻型井点降水。工程基坑长约200m，宽约50m，面积约10000平方米，基础挖深约现状自然地坪以下约2.7m。本工程地质条件第一层为粉质粘土厚约0.6m，第二层为细砂粉土，含水率57.5%，地下水位距地表0.7-1m。

1 确定方案

本工程基坑面积较大，地下水位较高，土质为粉质粘土和细沙含水率极高，如果降水不到位，开挖后会造成发生流砂、管涌现象、坑底回弹隆起和塌方等不良现象，危及基坑安全，为此我们结合实际情况进行分析，采用传统的基坑降水（排水沟排水、集水井集水、污水泵抽水）的方法时需挖至设计基底标高以下才能进行抽水，且在本工程地质条件下易塌方，采用污水泵进行抽水时需专人盯班作业，操作复杂，安全系数低，人工费机械费高。而采用新型真空泵搭配7.5KW高速电机同采用PP-R管材的轻型井点降水组合法在基坑土方开挖前即可进行降水，很容易降低浅层水的地下水位，降低土体的含水率，提高土体的抗剪强度和稳定性，防止发生流砂、管涌、坑底回弹隆起和塌方现象[1]。

选用高压式离心泵作为冲孔设备，可以加快冲孔速度，防止了因成孔时间过长造成的塌孔现象。

采用新型的PP-R管作为井点管，可以节约成本，另外该种管材重量较轻操作方便，加工、安装较钢管简单。

采用真空泵搭配7.5KW高速电机作为抽水设备，大大提高了抽水速度。

2 施工工艺

2.1 施工准备

2.1.1 施工机具

1）井点管：用直径？椎32的新型管材（PP-R管材），每根长约4.0m，下端装1.0～1.2m长的滤管。

2）连接管：用40mm的透明塑料管与集水总管连接。

3）集水总管：用直径？椎76mm的钢管或HDPE管材分段连接，每节长4.0～6.0m。每隔1.5m设一个连接井点管的接头。

4）选用真空泵搭配7.5KW高速电机。

5）冲孔设备：选用高压式离心泵。

6）井点设备配电柜：均按国家现行标准及建设单位要求配置。

2.1.2 材料：粗砂与豆石，不得采用中砂，以防堵塞虑管网眼。

2.1.3 技术准备

详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。冲孔设备与抽水设备检查。

2.2 工艺流程

确定井点降水的形状（环形）—测量放线—挖井点沟槽—冲孔—下设吸水井点管—灌填粗砂滤料—铺设集合水管—连接集合水管与井点管—安装抽水设备—试抽与检查—正式抽水—基础施工完后撤离井管。

2.3 井点降水施工技术[2]的实施

2.3.1 确定井点的布置形状为环形：考虑工程位置，对照地质资料，为确保基坑开挖质量，在土方开挖之前依次安装井点设备。

2.3.2 测量放线，挖沟槽

按确定的井点布置形状，放出土建基础线后，考虑到现场土质情况，为方便安装井点管，应用挖掘机开挖需布置井点管位置的沟槽（挖至原土），井点管位置距基础施工边线不小1.5m。（距离过小则不利于形成真空）

2.3.3 冲孔、埋设井点管、灌填粗砂滤料、冲洗井管

将水枪对准井点位置，启动高压水泵，水压控制在0.4～0.8MPa，在水枪高压水射流冲击下水枪开始下沉，冲孔到底标高后，再将水枪上提1m，再冲孔一遍后成孔（扩大井点滤层用）。冲击孔的成孔直径应达到300，保证管壁与井点管之间有一定间隙，以便于填充砂石，冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上，以防止冲击套管提升拔出时部分土塌落，并使滤管底部存有足够的砂石。

井点管埋设之前，用布头或麻丝塞住管口，以免埋设时杂物掉入关内。井孔冲成后，立即拔出冲管，插入井点管，在井点管与孔壁之间根据现场情况选择性执行回填粗砂滤层，以防孔壁塌土。

每根井点管埋设后，将Φ15mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止，避免出现“死井”。并应及时检验渗水性能，向管内灌水时，很快下渗方为合格。

2.3.4 敷设集合水总管、连接抽水设备

敷设集合水总管前，必须对集合水总管进行清洗，对其它部件进行检查清洗。井点管与集合水总管之间用橡胶软管连接，并用塑料薄膜绑牢（处理方便），确保其密闭性。最后安装抽水设备。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用砖将主干管垫好。并作好冬季降水防冻保温。

2.3.5 进行试抽、检查

井点系统安装完，及时试抽，并检查接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等，如发现漏气和死井，应立即处理。每套机组所能带动的集合水管总长度必须严格按机组功率及试抽确定。试抽合格后，井点孔口到地面下1m的深度范围内，用粘土填塞严密，以防漏气。

2.3.6 正式抽水：当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。开始抽水后一般不应停抽、时抽时止，滤网易堵塞，也易抽出土粒，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂。正常排水应是细水长流，出水澄清（出水规律应先大后小，先浑后清）。设置监测孔，派专人监测水位，发现情况及时上报。并做好井点降水施工记录。开机后一个星期后将形成地下降水漏斗，并趋向稳定，土方工程可在降水10d后开挖。

2.3.7 撤离井管，待土建基础进度至±0m以上，且地下部分混凝土凝固、模板拆除、土方回填完毕后本次降水工程结束。

2.4 注意事项

2.4.1 本次井点设备的布置应考虑预留施工通道，以方便设备及材料的出入。

2.4.2 为保证过路的排水管道不被施工车辆碾压，因此挖沟将管放置地下，并加以套管保护。

2.4.3 当施工中遇到基坑内明水较多时，采取潜水泵直接抽取或利用井点管敷设槽底的方法进行抽取。

2.5 成品保护

2.5.1 井点成孔后，应立即下井点管并填入滤料，以防塌孔。

2.5.2 井点管埋设后，管口要用木塞堵住，以防异物掉入管内堵塞。

2.5.3 井点使用应保持连续抽水，并设备用电源，以避免泥渣沉淀淤管。

2.5.4 冬期施工，井点联结总管上要覆盖保温材料，或回填30cm厚以上干松土，以防冻坏管道。

3 效益分析

新型真空泵轻型井点降水组合法摒弃了传统工艺施工速度慢，施工成本高，施工工艺复杂，延误工期等缺点。在采用了合理的真空泵轻型井点降水组合法后，很快降低浅层水的地下水位，降低了土体的含水率，提高了土体的抗剪强度和稳定性，防止了流砂、管涌现象、坑底回弹隆起和塌方的发生。不但大大节约了人工费和机械费，而且缩短了工期，为项目节约了大量成本，在建筑施工中取得了良好的经济效益、安全效益和社会效益，为公司发展做出了应有的贡献。

【参考文献】

[1]江正荣.建筑地基与基础施工手册[M].2版.中国建筑工业出版社，2005（5）.

[2]宋功业.井点降水施工技术与质量控制[M].1版.中国电力出版社，2014（1）.