多级轻型井点降水的应用

多级轻型井点降水的应用

第１６卷第２期

２００２年６月

土工基础

ＳｏｉｌＥｎｇ．ａｎｄＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ

Ｖ０１．１６ＮＯ．２

Ｊｕｎｅ２００２

多级轻型井点降水的应用

郭

煜

（中铁大桥局集团第一工程有限公司，郑州４５００５３）

摘要以京张高速公路二期工程官厅湖特大桥主桥２Ｉ＃墩承台基坑施为例，叙述了多级轻型井点降水方案设

计及具体的施工过程。关键词

轻型井点降水，设计，施工

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００４—３１５２（２００２）０２—０００７—０４

中图法分类号：Ｐ３３２

为主，少量云母，含较多粘粒，厚度５ｍ；

１前言

对于在地下水位较高的透水层中进行基坑开挖式的基础施工时。由于坑内外的水位差大，较易产生流砂、管涌等涌透破坏现象，甚至使边坡或坑壁失稳

（４）亚砂土Ⅱｌ层，软塑或硬塑状，质均。其下为粘土层。

场地水文地质条件：

桥址区地表水主要为官厅水库库水。地下水主要以孔隙式潜水的形式赋存于砂砾层中，两岸地下水位约４７４．８０ｍ（水库水位高程４７４．７６ｍ时）。补给主要来源于大气降水及官厅水库库水，水位也受其控制。施工时水位４７４．１ｍ。

坍塌。在基坑开挖前，采用井点降水方法，将基坑内

外水位降低，从而达到开挖基坑的目的，是常用的且较为有效的施工方法。本文以京张高速公路二期工程官厅湖特大桥主桥２１＃墩承台施工为例。论述了多级轻型井点降水的方案设计及施工方法。

３降水方案的选择

根据该场地的环境条件和水文地质条件。拟采用三级轻型井点降水坑外降水方案。主要原因有：

（１）地质条件为砂土、粉土等中透水性含水层；（２）要求降低水位约６．１ｍ，且填土与河床面之

２工程概况

官厅桥２１＃墩位于官厅湖岸边，墩位处水深ｌ－３．５ｍ，承台基础埋深约７ｍ，基础底面积１１×２５ｍ。为便于基础施工，在２１＃墩位处填土筑岛，筑岛面积３０×４４ｍ，筑岛土质选用了透水性好，易于压密的砂类土。

场地工程地质条件，承台施工影响范围内的地层如下：

间有一浮草夹层，为安全起见，选用三级轻型井点降

水。形成阶梯式接力迭加降深。

（３）基坑降水面积较小，宽度Ｂ＝１２ｍ，降水深

度约６．１ｍ，即宽度小于二倍设计降深条件下的影

响半径。

（４）可有效防止基坑边坡产生渗流破坏。

（１）筑岛填土层：主要为新填砂类土，厚度２～

４ｍ；

（２）亚粘土１２层：软塑状，质较匀，局部含较多角砾，厚度２ｍ；

（３）粉砂Ｉ。层：饱和，松散状，成份以石英、长石

（５）基坑开挖自然放坡。（６）降水对邻近地面无影响。（７）节约成本，施工速度快。

收稿日期：２００１一Ｏｌ一１０

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土工基础

２００２

（２）稳定流管井出水量计算

４轻型井点设计

（１）轻型井点管过滤器顶端埋置深度Ｈ（见图

１）。

根据桥址处的水文地质条件判断，地下水以潜水的形式赋存，且集水井形式为非完整井。

对均质、层流、靠近水体的井点（见图２），按下

式计算：

Ｈ≥Ｈｉ＋ｈ＋Ｉ ｌ＝７＋０．５（１／１０）×９

＝８．４ｍ

ｑ＿１．３６６ｋｓ。［箍

ｌｇ—１＂ｗ—

．．——————————————————ｊ：—————————————一１

’ｌｇ

０．，６。６Ｌ＋。Ｌ。。ｍ。一ｂｕ２．瓦ｉ。

＝１３５．０ｍ３／ａ

ｑ——单井出水量ＩＴｌ３／ａ；ｋ——渗透系数，取５ｍ／ｄ；ｓ。——抽水井中水位降深，

ｓ。＝４７４．１—４６８＝６．１０ｍ；

ｒ。——抽水井半径，ｒ。＝２．５×１０－２ＩＴＩ；Ｌ——过滤器工作部分长度，Ｌ＝ｌｍ；

图１轻型井点管过滤器顶端埋置情况

ｂ——钻孔至水边线距离ｂ＝８ｍ；

１＂１１０——ｈ—ｓ。一Ｌ／２＝１４—６．１—１／２＝７．４ｍ；Ｈ——含水层厚度Ｈ＝１４ｍ；又ｑ＝６５７ｒ（２ｒ。）Ｌ／Ｋ＝１７．４２ｍ３／ａ。

取单井出水量ｑ＝１７．４２ｍ３／ａ。

式中：ｈ——基坑底面至降低水位的竖向距离，

取０．５ｍ；

Ｈ１——基坑深度ｍ；

Ｉ——降落漏斗平均水力坡降，环式井点，取１／

１０；

ｌ——井点管至基坑中心线距离，取９ｍ。

图２井点布置剖面图

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第２期郭煜：多级轻型井点降水的应用９

（３）基坑总涌水量计算：

基坑长宽比：Ｌ／Ｂ＝４０／２６＝１．５＜５

取２．０ｍ

（５）校核水位降低数值

１９ｍ

ｘ。＝、／会＝√￡竖Ｌ兰呈２王ｚ禁幽＝１８．

所以简化为理想半径为Ｘｏ的圆井进行计算抽水影响半径

ｈ＝、／嘲一若蠹（１９Ｒ一１９ｘ。）

＝Ｊ１３．１２－１１３４＂６５（１９９９．５２－１９１８．１９）＝７ｍ

实际可降低水位：Ｓ＝Ｈｏ—ｈ＝１３．１—７＝６．１ｍ与需要降低水位数值６．１ｍ相符．故布置可行。

Ｒ＝１．９５Ｓ。何ｉ＝９９．５２ｍ

基坑总涌水量：Ｑ＝１．３６６ｋ笔基三尝

因此并点系统形式属潜水非完整并，Ｈ应换算成有效带深度Ｈｏ。

５具体施工步骤

为防止筑岛被波浪冲刷，在筑岛临水面坡面处

用木桩、柴排及碎石袋加以防护，效果良好。

（１）井点降水的主要机具设备

轻型井点系统主要机具设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。抽水设备选用ｗ一３型７．５ｋｗ真空吸水泵６台，备用２台，共８台。

（２）井点布置

根据计算结果，井点按下表布置（见图３）

因卉＝篙＿０．８

ａ

Ｑ＝１．３６６ｋ糕－１１３４．６ｍ３／ｄ

则：Ｈｏ＝１．８５（ｓ。＋Ｌ）＝１３．１ｍ（４）计算井点管数量及间距

井点管数量：ｎ＝ｍ詈＝１．１×警筹乎＝７２／

１

．‘．二

ｍ——考虑堵塞等因素的井点备用系数，取１．１

井点间距：Ｄ：丛兰三掣＝２（７４，０一＋了２６）．＝１．９ｍｎ

一

１，Ｚ一上

图３井点平面布置图

按计算设二级轻型井点即能达到降水要求，考虑到筑岛与原河床面之间有薄弱夹层（主要由浮草形成），且筑岛有三个面临湖水，故具体运用中设三级降水。外排井点紧临坑壁边缘井点管长６ｍ，下

端深度比坑底深３ｍ，井点间距为２ｍ，并在基坑捌角处适当加密，降水深度达６．１ｍ。

（３）井点施工工艺流程：

管、填砂砾滤料、上部填粘土密封——用弯联管将井点管与总管接通——安装抽水设备与总管连通——安装集水管与抽水管——开动真空泵排气，再开动离心水泵抽水——测量观测井中地下水位变化。

（４）井点管埋设

开动高压水泵，冲涮土体，用直径为６０ｍｍ冲

水钢管扰动土壤助冲，将土体冲成圆孔后埋设井点

管，并在井点管与孔壁之间立即用粗砂灌实，距地

放线定位——铺设总管——冲孔——安装井点

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