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摘要：传统轻型井点成井方式因操作水平、地质情况、滤料嵌填不到位等情况，经常出现“死井”情况，当“死井”数量超过总井点数10%时将会严重影响降水效果。故，避免塌孔、保证滤料嵌填到位、保证真空度、保证井点成活率是轻型井点降水成功的关键因素。
关键词：轻型井点；套管跟进；降水
前言
随着高层建筑的飞速发展，基坑工程在建筑工地基本上都会涉及。基坑工程在设计、施工中要求做到安全适用、保护环境、技术先进、经济合理、确保质量。基于基坑安全考虑，《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）明确要求基坑内的设计降水水位应低于基坑底面0.5m[1]。而地下水控制应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、集水明排或其组合方法。对于粘性土、粉土、砂土地质，当地下水渗透系数为0.005～20.0m/d时常采用真空井点降水工艺，俗称轻型井点。该工艺具有施工速度快、成本低、降水效果好等特点。轻型井点降水深度对于单级井点而言小于6m，对于多级井点而言小于20m[2]。在施工过程中，轻型井点施工方法通常为：采用高压水枪冲孔后插入滤水管，填入粗砂或米石等滤料，将滤水管与集水总管连接，靠真空吸水泵在管内产生负压形成降水效果。但是在实际操作过程中，因操作水平、地质情况、滤料嵌填不到位等情况，经常出现“死井”情况，当“死井”数量超过10%时将会严重影响降水效果。故，避免塌孔、保证滤料嵌填到位、保证真空度、保证井点成活率是轻型井点降水成功的关键因素。
1轻型井点降水原理
轻型井点是人工降低地下水位的一种方法，它是沿基坑四周或一侧将直径较细的井管沉入深于基底的含水层内，井管上部与总管连接，通过总管利用抽水设备将地下水从井管内不断抽出，使原有地下水位降低到基底以下。轻型井点系统由井点管、集水总管及抽水设备等组成。
2传统轻型井点成井工艺弊端
轻型井点施工方法通常为：采用高压水枪冲孔后拔出高压水枪，插入滤水管，填入粗砂或米石等滤料，将滤水管与集水总管连接，靠真空吸水泵在管内产生负压形成降水效果。这种方法在不易塌孔或粗砂地质情况效果尚好，遇到容易塌孔的黏性土、粉土地质情况，常发生以下不利情况：
（1）因为塌孔导致滤水管无法插入。
（2）滤料无法顺利填入至孔底，或在滤料填入前滤水管已经被覆盖一层泥皮从而影响滤水效果。
（3）成孔过程中在孔壁内形成一层泥皮，从而影响土层渗水效果。
（4）孔内水位高度与地面齐平，不能有效平衡孔外水土压力，容易发生塌孔现象。
（5）孔口处因操作人员踩踏或孔内泥水浸泡、冲刷等原因会破坏孔口处原土性状，导致孔口不能有效密封，降低真空度，从而降低降水效果。
基于上述弊端，轻型井点在理论上可行的工地中付诸实施时，常发生堵井、死井情况，导致降水效果事倍功半，甚至无功而返。
3轻型井点套管跟进成井工艺
针对传统轻型井点施工工艺的缺陷，若能像套管跟进施工锚杆/锚索一样进行套管跟进轻型井点施工，将会有效克服诸多成井效果不好的难题。
下面结合附图和工程实例对本工艺进一步说明。图中所有构件仅为示意。
图中：
①为软体水管，通常为消防水带，外接水泵以便供给高压水。
②为轻型井点跟进套管，可为橡胶材质。展开时为矩形板，合拢时为圆柱状，通过元件③保证其圆度。
③为钢圈。间距300mm一道。钢圈内径大于套管外径，钢圈外径宜稍大于元件 ④内径，这样钢圈安装后稍微带有外胀性，更能保证套管真圆度效果。
④为钢圈限位装置，可用4mm厚钢板加工，固定于元件②上，间距300mm一道，每道均布8个。
⑤为钢圈限位装置固定螺栓，每组两个螺栓以防止该装置旋转。
⑥为加强板，共4组，固定在轻型井点枪头杆上，使用时压在元件⑦上带动套管向下跟进。
⑦为卡挡元件，固定在元件②上，在距离元件②下口50mm处均布4个。在向下和环向方向限制元件⑥。
⑧为元件②开口线。
⑨为镀锌管卡，用于连接元件①和○10。
○10为轻型井点高压水冲枪杆体部位。与元件①通过元件⑨连接。
○11为轻型井点高压水冲枪枪头部位，近似圆台体，分布多组射水孔用于冲刷土体形成井孔。
4轻型井点套管跟进成井工艺优势
套管跟进轻型井点施工工艺为：在高压水枪冲击成孔过程中，冲枪枪头带动套管跟进。所采用套管未使用时可展开为矩形板，跟进过程中逐个安装钢圈可使套管下口卷成圆柱状，依靠外部钢圈保证其圆柱状，上口近似矩形板，这样可以避免搭设较高的作业架。套管跟进到位后，拔出高压水冲枪，套管留置在井点孔内，该套管依靠自身刚度以及内部水压平衡孔外水土压力，可以有效避免塌孔情况发生。当滤水管插入后嵌填粗砂滤料，因为套管的保护与隔离作用，滤料可以完全包裹滤水管并完全嵌填至孔底。根据滤料嵌填深度逐步拔出套管，逐个拆除钢圈，可使套管展开成矩形，作业人员站在地面完全可以操作而无需搭设作业架。套管拔出后，在井口下0.5m范围内黏土回填密实以保证密封效果。
轻型井点套管跟进施工工艺的优势：
①套管跟进，可以增强平衡孔外水土压力能力，避免塌孔、保证滤料嵌填至底，避免泥土封堵滤水管降低降水效果。
②开口套管，展开为矩形，合拢为圆柱，不需要搭设作业架。
③因为套管保护作用，洗井效果好，用水量少，泥浆量少，作业成本低，可文明施工。
④因套管保护效果，高压水冲成孔时对原土扰动小。
⑤原理简单，操作简单，构配件易配置，可按原理在现场加工。
5工程施工要求
5.1降水井的布置
降水井的布置形式应根据基坑形状、地质条件及降水要求而定。通常要求为：
（1）当基坑、基槽宽小于6m时，且降水深度不超过5m时，轻型井点应该按单排布置式来布置。
（2）当基坑宽度大于6m或土质不良，则宜采用双排井点。
（3）当基坑面积较大时，宜采用环形井点。
5.2操作布置
套管跟进轻型井点降水施工工艺具体操作步骤为：
第一步：定位轻型井点位置，连接高压水枪冲头、消防水管和水泵等准备工作。
第二步：将套管上口展开，下口成封闭圆柱，将钢圈提前全部套在套管下口位置，当高压水枪带动套管向下水冲成孔时，展开的套管随进尺逐步合拢，逐一安装钢圈，直到孔底达到设计标高后，在套管保护下洗井完成后，拔出高压水冲枪，套管留在土体内，井内水压和套管、钢圈共同低于外部水土压力避免塌孔。
第三步：插入轻型井点滤水管至设计标高，然后在滤水管和套管之间灌入粗砂或米石（距井口0.5m处改用粘土密封），逐步拔出套管（套管下口距离粗砂或米石上平面不小于1m），拔出过程中逐节去掉钢圈，使套管展开。因为套管的保护可以避免滤水管被泥土封堵降低降水效果。
第四步：移位下一井点作业。
6工程应用
盐城港滨海港区中电投煤炭码头一期工程球形仓S1/S2工程（SG-05标段）之中心堆取料机和地下廊道分部工程涉及基坑开挖（开挖深度7.5m）和降水作业内容（降深约5m），场区土为黏性土，渗透系数为0.2m/d，采用轻型井点降水工艺，但效果很差，出水量很小。经检查发现，井点密封效果不好，死井较多（高达27%），滤料用量比理论用量少30%左右。将原轻型井点全部拔出，按套管跟进施工工艺重新施工，降水效果良好，有效保证了边坡稳定，实现基坑无水开挖，保障了施工安全。
基于轻型井点套管跟进施工工艺的良好应用，已申请专利。
7结论
经过实践检验证明，轻型井点套管跟进施工工艺与传统施工工艺比较具有避免塌孔、保证滤料嵌填到位、保证真空度、保证井点成活率等众多优势，能以较小的投入博得非常巨大的经济效益。是一种值得大力推广的节能新型施工工艺。
参考文献：
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部。建筑基坑支护技术规程[S]JGJ120-2012。北京：中国建筑工业出版社，2012。
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部。建筑与市政降水工程技术规范[S]JGJ/T111-98。北京：中国建筑工业出版社，2013。
作者简介：
王金鸽（1984—），男，汉族，中级工程师，岩土工程硕士毕业。
论文作者:王金鸽,孙拥军
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/21
标签：套管论文; 基坑论文; 钢圈论文; 水管论文; 效果论文; 滤料论文; 元件论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;