摘要：本文主要针对基坑工程井点降水施工工艺展开了研究探讨，通过结合具体的工程实例，对其工艺特点及原理作了系统分析，并着重介绍了其工艺的施工流程及操作要点，旨在令基坑工程达到满意的降水疏干效果，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：基坑工程；降水技术；工艺流程；操作要点
前言
随着我国建筑技术的不断发展，深基坑工程项目的开挖深度越来越大，这就使得降水井的施工成为了深基坑工程的重要项目。为了有效提高软土降水效果，降低土质中的水含量，需要采用针对性的井点降水施工方案，才能达到工程降水要求，促进深基坑项目的顺利进行。基于此，本文就深基坑近点降水施工工艺作深入研究，为有关方面的需要提供一定的技术帮助。
1 工艺特点
（1）该井点降水工艺采用φ100镀锌双管U形构造，底部连通上部对称分开，口部既可封堵与真空泵连接实施真空负压降水，又能敞开口部与电吹风机连接，实施常压热风对流蒸发疏干。由于该井点降水施工工艺采用双管U形井点构造、大直径双滤管滤水、单枪双头冲水成孔、泥浆护壁、椭圆柱体级配砂石滤层工艺，故滤水面积增大，疏干效果明显，一般情况下滤体断面长边尺寸≥600mm，短边尺寸≥400mm，高度3500～5000mm。如图1所示。
图1 U型干湿井点工艺
（2）U型干湿井点管滤水孔呈梅花形分布，孔径φ10@30，分布长度不大于U型井点管高度1/2，一般控制在2000～3000mm，采用双层滤网，内层为细滤网采用网眼30～50孔/cm2耐温黄铜丝布，外层网为粗滤网采用网眼3～10孔/cm2耐温黄铜丝布，真空度一般不低于55～70kPa。
（3）根据相关地区多年轻型井点降水数据统计，在止水围幕阻隔下继续实施常规轻型井点降水，15d后单井日出水量一般不足0.3m3/d，此时射流泵由于缺水真空度不足30kPa，设备处于空转发热阶段。通过打开U型井点上口封头，单侧安装3kW大功率高温电吹风机并对U型管内加吹热风（风速5.0～8.0m/s，进风温度120～140℃、出风温度45～65℃），具有良好的疏干效果。井点间距一般控制在3.0～3.5m，真空负压降水按单井双管计算，每25～30口井配备射流真空泵1台；常压热风疏干按单井双管计算，每口U型干湿井配备2.2kW电热风机1台，采用集中送风，每20～30口井配备大功率80kW电热风机1台。
2 适用范围
基坑井点降水施工工艺适用于在淤泥、黏土及低渗透性软土等地区进行的工业、民用建筑基坑降水工程；软土渗透系数K＜X×10－6，外围设有止水围幕且降水疏干深度在6～10m。
3 工艺原理
（1）普通真空轻型井点对于淤泥、黏土及低渗透性的软土地区只能降低土体夹层潜水和大颗粒孔隙水的含量，不能有效降低包裹在软土细颗粒表面的附着水分；一般情况下，淤泥质粉土、黏土及低渗透性软土的显著特性是在开挖暴露在大气中时风干固结速度很快，而U型干湿井点真空负压降水、常压热风疏干原理就是模拟土方开挖工况，通过U型管道、电热风机将下部土层颗粒间接暴露于大气之中，实现下部软土被动疏干固结的效果。
（2）该干湿井点真空降水阶段和普通真空轻型井点工艺原理基本相似，在上部端口封闭和真空负压条件下连接射流真空泵、水平横管、支管、U型井点管，通过双滤管将软土夹层潜水和构造孔隙水排出地表；而常压疏干阶段则借助φ100U型风道和大功率电热风机将干燥热风源源不断吹入软土区间管道之中，通过管道滤孔、滤层虹吸作用将土体湿气引入管中，利用管内热对流、蒸发原理将软土细颗粒孔隙水和表面附着水排出地表。
4 工艺流程及操作要点
4.1 施工工艺流程（见图2）
图2 U型干湿井点施工流程
此类型干湿井点施工工艺流程与普通轻型井点降水施工工艺流程基本一致，由于采用U型双管构造，增加后期电热、蒸发、排湿工艺，故降水疏干分成2个阶段完成，第1阶段依靠真空负压抽水降水，第2阶段采用电热风机管内送风、管壁土体虹吸蒸发、排湿疏干工艺；其主要工艺流程：施工准备→设备进场→井点制作→井点成孔→泥浆护壁→井点安装→滤层及封堵→设备管线连接→真空负压降水→常压热风疏干→降水疏干检测→验收评定→设备拆除→设备出场。
4.2 施工操作要点
井点降水施工关键是井点标准组件制作，采用2根φ100，L=6000mm的镀锌钢管、4个直角弯头作为原材料，通过丝接或焊接组装成U型井点管构件，在U型井点管中下部2500～3000mm范围内呈梅花形分布钻滤水孔φ10@30（见图3）。
图3 U型干湿井点管
该干湿井点降水施工冲孔直径和几何尺寸控制是关键，采用单枪双头水管冲孔时必须严格控制管井垂直度、孔径和沉渣厚度，必须严格控制管井垂直度、孔径和沉渣厚度其施工误差值≤100mm，采用原土造浆泥浆相对密度≥1.12，U型井点管安装前必须进行二次清孔，清孔后泥浆相对密度≤1.1，沉渣厚度≤200mm；其U型干湿井点断面基本构造和尺寸如图4所示。
图4 井点成孔断面
该干湿井点降水疏干施工应保证孔井级配砂石填充数量和滤水效果，一般情况下在井管安装就位后立即进行对称均匀砂石填充，单井填充1：1砂石数量不少于300～600kg，双滤管中心应置于滤层中心部位，管壁与孔壁距离≥150mm；为了保证井口封堵密闭性和系统真空度，应采用无杂质优质黏土分3层夯填，黏土含水率15%～20%，封填厚度≥1000mm，井管连接、焊接、丝接严密不漏气，并保证真空度严格控制在55～70kPa。
该干湿井点真空负压降水10d后当日平均出水量＜0.3m3/d时可采用常压热风疏干工艺，此时必须先拆除真空降水设备及管线，打开U型干湿井点上口两端丝接封盖，采用HWIR300B-13电热风机和专用金属软管连接U型干湿井点进风口，确保所有U型干湿井点管进风温度控制在100～120℃、出风温度控制在45～65℃，出风口风速3～5m/s，出风湿度保持＞70%，单井日排湿量一般控制在0.5～1.0m3/d。
5 应用实例
5.1 工程概况
某地商务区建设项目占地面积为6.39万m2，总建筑面积达42.5万m2；由四幢120米高塔楼、六层商业裙房和三层地下室组成，基坑开挖面积约7.1万m2，开挖深度12m。
5.2 地质情况
土层依次为：①杂填土，平均厚度1.0m；②灰黄色粉质黏土，平均厚度1.5m；③灰色淤泥质粉质黏土，平均厚度2.3m；③灰色黏质粉土，平均厚度1.6m；④灰色淤泥质黏土，平均厚度2.3m；⑤灰色黏土，平均厚度3.5m；⑥褐黄色粉质黏土，平均厚度2.5m；⑦灰色砂质粉土，平均厚度3.8m；⑧灰色黏土夹粉质黏土，平均厚度8.2m。
5.3 技术参数
基坑深度范围内土体①～⑥层土除③夹层K值为4.89×10－4外，其余均在（4.42～7.86）×10－7，属微弱渗透性土层，边坡土层平均含水率在45%～52%。
5.4 施工方案
该项目基坑围护采用中心岛、边坡留土、钻孔灌注桩、三轴搅拌桩和钢支撑支护体系，基坑降水采用真空管井、轻型井点和部分U型干湿井点降水疏干护坡技术。
由于基坑面积较大，根据周边地区土层特点，该工程在常规成熟降水技术普遍应用的基础上，首次在坑内边坡留土区域部分试用U型干湿井点降水疏干技术。具体方案如下：在边坡留土区域采用单组双排（22口）坡顶布井方案，如图5所示。
图5 U型干湿井点布置
井点间距3.0m，井点深度5.5～6.5m，其余524根普通轻型井点仍采用常规施工工艺施工，该区域试验U型井点前期真空负压降水阶段与普通轻型井点降水疏干工艺一样，当进入常压热风疏干阶段时采用1台80kW大功率电热吹风机，在坡顶铺设φ150～200钢质保温水平风管（横管每3.0m预留φ100支管接头），用专用金属软管连接电热吹风机出风口和U型干湿井点管进风口，最终实现常压热风边坡土体疏干目的。
5.5 降水时间
采用该井点降水工艺方案事，应在真空负压降水阶段其降水时间一般控制在10～15d，当单井日真空降水量＜0.3m3/d时应采用常压热风疏干工艺，常压热风疏干时间一般控制在30～40d以内，也可根据边坡土体含水量和基坑变形动态检测数据确定时间，当含水量＜25%，监测数据稳定时可停止常压热风疏干施工，遇雨季可适当延长疏干降水时间。
5.6 降水疏干数据监测
对其井点降水疏干数据的动态进行监测十分重要，在降水实施阶段必须对出水量、真空度每天监测4次，根据监测数据绘制时间、指标曲线图并进行数据和技术参数分析，采取相应整改措施。在常压热风疏干阶段必须对送风温度及出风温度、出风湿度每天监测4次，同时对土体含水率每天监测，根据监测数据绘制时间、指标曲线图并及时进行数据参数分析和疏干时间调整。如图6所示。
图6 真空度、含水率、温度时间曲线
5.7 降水疏干效果
该工程采用的井点降水工艺，通过真空负压降水16d后单井日出水量＜0.25m3/d，边坡土体平均含水率仍保持在30%～40%；20d后改用常压热风疏干工艺，45d后边坡土体含水率由原来平均35%降低到25%以下，各项技术参数和性能均满足施工规范和基坑围护设计要求。与常规疏干降水相比，土体疏干固结速度明显加快，对于淤泥质粉土、黏土及低渗透性软土降水疏干时间可缩短30%～40%，节约降水疏干施工成本约30%。
6 结语
综上所述，在进行井点降水施工后，通过监测基坑内的状态，当其基坑侧壁未出现渗漏现象，并且出水含砂率符合要求、建筑物沉降观测值小于理论值时，说明所采用的降水方案合理有效，为基坑工程的顺利实施打下有效的基础。
参考文献
[1]陈国粱.建筑工程施工中深基坑井点降水技术的要点分析[J].江西建材.2016（01）.
[2]冯继光.房屋建筑工程基坑降水技术在施工中的应用分析[J].中国住宅设施.2016（04）.
论文作者:佘丽君
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/29
标签：干湿论文; 基坑论文; 黏土论文; 热风论文; 真空论文; 厚度论文; 工艺论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;