基坑井點(diǎn)降水分析研究

張 俊

（仙桃市水利水電建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北 仙桃 433000）

1 基坑井點(diǎn)降水

在基坑降水過程中，井點(diǎn)降水方法主要包括：噴射井點(diǎn)；真空井點(diǎn)、輻射井、大口井以及管井等，其中管井具有施工簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛。在管井井點(diǎn)降水施工過程中，對(duì)地下水的抽取，主要采用的是單井單泵抽取。真空井點(diǎn)還可以分為三種，多級(jí)井點(diǎn)、單級(jí)井點(diǎn)以及接力井點(diǎn)，利用真空井點(diǎn)抽取地下水時(shí)，需要利用射流泵、真空泵以及往復(fù)泵真空后降水。電滲井點(diǎn)降水一般應(yīng)用在難以以重力水狀態(tài)滲出地下層的水，主要利用電動(dòng)勢(shì)能產(chǎn)生電滲、電泳現(xiàn)象，從而強(qiáng)制性在井點(diǎn)匯集粘性土中的非重力水。噴射井點(diǎn)主要是對(duì)通過往境地輸送高壓造成地下水負(fù)壓，從而抽取地下水和空氣，同時(shí)對(duì)于地下水和空氣還應(yīng)與工作水融合，并形成汽水溶液，排到地下水后降低地下水。該方法的優(yōu)勢(shì)在于應(yīng)用范圍廣，缺點(diǎn)在于工作效率低、降水耗費(fèi)大。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

仙桃市洪北地區(qū)地處杜家臺(tái)分洪道以北、漢江以東，東與漢川市、蔡甸區(qū)接壤，地勢(shì)西北高、東南低，自然面積178km2，耕地面積15.4萬畝，根據(jù)《仙桃市國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)戰(zhàn)略規(guī)劃》已列入仙桃市國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)范圍，地勢(shì)較低，需按城市排澇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃，沿洪道堤興建排水泵站直接提排入洪道河。三合垸泵站新建工程主要是通過提排澇水入洪道河來解決展翅長(zhǎng)河流域的農(nóng)田排澇問題，南部的國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)排澇問題需今后按城市排澇標(biāo)準(zhǔn)興建排水泵站解決。當(dāng)洪道河水位較低時(shí)，流域內(nèi)澇水通過三合垸閘外排入洪道河；洪道河水位較高時(shí)，三合垸閘關(guān)閉，澇水只能通過漢江沿線的鄢灣、黃越、八潭三處泵站提排入漢江，由于3處提排泵站提排流量?jī)H為16m3/s，還需增加提排流量為19.59m3/s的排水能力，因此擬定在三合垸閘（杜家臺(tái)分洪道左堤樁號(hào)12+535）前新建一處排水泵站，提排出洪道河。經(jīng)復(fù)核，確定擬建的三合垸泵站設(shè)計(jì)排水流量為20m3/s，泵站總裝機(jī)1500kw。

2.2 地質(zhì)條件

2.2.1 地形地貌

泵址地處漢江平原分洪區(qū)北堤。位于三合垸閘以北125m處。堤頂高層27.5m，堤內(nèi)外地勢(shì)平坦開闊，地面標(biāo)高25.60～26.00m。

2.2.2 地層巖性

該泵址區(qū)為第四系全新統(tǒng)統(tǒng)沖積層（Q4a-1）。總沉積厚度未探明，根據(jù)鉆探資料（標(biāo)高7.4m以上）揭露：除人工填土外，據(jù)沉積環(huán)境和顆粒粗細(xì)可分五層。人工填土在25.6m高程以上，為堤身部分。由土黃色砂壤土組成，干燥、密實(shí)，與原生土結(jié)合處含植物雜質(zhì)較多，系大堤清基不徹底所至。①重粉質(zhì)壤土（Q4a1-5）；②中粉質(zhì)壤土（Q4a1-4）；③淤泥質(zhì)粘土（Q4a1-3）；④輕壤土（Q4a1-2）；⑤粉細(xì)砂（Q4a1-1）。

2.3 井點(diǎn)降水施工方案

井點(diǎn)降水過程中，可以根據(jù)可以根據(jù)基坑或溝槽的寬度、降水深度進(jìn)行設(shè)置，一般情況下，基坑或溝槽、降水深度在6m以內(nèi)，可以布置成單排線狀井點(diǎn)，反之則應(yīng)布置雙排線狀井點(diǎn)，與此同時(shí)若基坑面積較大，則選擇環(huán)狀井點(diǎn)或者U形較為適宜。在設(shè)計(jì)井點(diǎn)管距時(shí)，應(yīng)與基坑壁保持一定的距離，一般至少保持在1.0-1.5m。在總管四角部位，還應(yīng)適當(dāng)加密井點(diǎn)管。需要注意的是濾管的設(shè)置，任何條件下必須設(shè)置在透水層內(nèi)。另外在對(duì)總管進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行挖槽，使其接近于地下水位線，其設(shè)置坡度為0.2-0.5%，與濾管應(yīng)處于同一平面內(nèi)。

2.4 基坑井點(diǎn)降水計(jì)算

2.4.1 基坑突涌的可能性分析

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告：地下水位高24.0m，含水層頂板高19.3m，基礎(chǔ)開挖面高18.7m，覆蓋層厚0.6m，覆蓋層土容重18.6kN/m3，則：

承壓水壓力 P水＝10× （24-19.3） ＝47kpa

覆蓋層土壓力 P土＝18.6×0.6＝11.2kpa

P水＞P土，基坑可能發(fā)生突涌，需采取措施降低地下水位。

2.4.2 需降低的地下水水位

地下水位坡降比0.7，降值0.6×0.7＝0.42m

基坑中點(diǎn)水位：18.7+0.42＝19.12m

2.4.3 井點(diǎn)排水系統(tǒng)布置

考慮基坑開挖的實(shí)際情況，本著盡量靠近被保證工程基礎(chǔ)，達(dá)到降低地下水位和施工完成后便于封閉的原則，采用對(duì)稱布置法布置井點(diǎn)降水圖。從井內(nèi)抽出的水由基坑平臺(tái)邊地截流溝排出場(chǎng)區(qū)外。

2.4.4 有關(guān)計(jì)算參數(shù)的選定

滲透系數(shù)K：地質(zhì)報(bào)告建議值為0.432m/d，此值太小，根據(jù)楊林尾泵站（K＝23.39m/d） 和新灘口泵站（K＝9m/d） 的井點(diǎn)排水資料，參照工程地質(zhì)手冊(cè)P929表9-3-9a，取K＝18m/d。

含水層厚：m＝50m,影響半徑：R＝200m，（查工程地質(zhì)手冊(cè)），無窮遠(yuǎn)處的地下水位H＝24.05m

2.4.5 抽水流量用下式計(jì)算：

求得總抽水量為7485T/d，如用10口井。單井流量為31T/h。

按以下群井抽水計(jì)算公式求，基坑各特征點(diǎn)的降水效果：

計(jì)算結(jié)果如下圖：（井點(diǎn)降水效果圖）

2.4.6 從以上基坑內(nèi)的地下水位計(jì)算成果可以看出，最高為19.0m，低于要求降低的地下水位19.12m，故基坑開挖后是安全的。

3 總結(jié)

總之，井點(diǎn)降水在基坑應(yīng)用的較為廣泛，在具體的施工過程中，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的井點(diǎn)降水方式，從而達(dá)到良好的抽取地下水的效果，保證基坑工程施工的質(zhì)量。