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摘要：本文介绍了电梯基坑流沙质地层轻型井点降水施工技术以及控制要点。并以北京市未来科学城A14组团项目为例，阐述了施工过程中遇流砂质地层时轻型井点降水的应用。实践证明：此类型电梯基坑采用轻型井点降水技术，并结合边开挖边护坡的施工方法，电梯基坑开挖质量得到有效控制。本文特对此技术进行分析总结，为后续工程提供借鉴。
关键词：轻型井点降水、流砂质地层、界面滞水
1 工程概况
工程位于北京市未来科技城南区，南至南区二路，西至南区四路，北至定泗路。工近5年最高地下水位标高为29.50m，最高地下水位接近自然地面。
2 水文地质条件
地质情况：由上到下依次为人工堆积房渣土①层及粉质粘土素填土①1层。细砂、粉砂②层，粘质粉土、砂质粉土②1层，粉质粘土、重粉质粘土②2层，砂质粉土②3层及有机质粘土②4层。有机质粘土、有机质重粉质粘土③层，粘质粉土③1层，粘质粉土③2层及细砂③3层；粘质粉土④层，粘质粉土④1层，有机质粘土、④2层及细砂④3层；
水文情况：地下连续墙深度内含有2层地下水。第一层水为潜水，水位埋深：3.20m~4.40m，水位标高：26.81m~27.97m。第二层水为层间水（具承压性），水位埋深：9.10m~13.20m，水位标高：18.01m~21.24m。
3 电梯基坑层间滞水控制方案设计
3.1 降水的目的
有效降低地下水位、减少电梯基坑开挖范围内的含水量，使土体固结，提高土的抗剪强度，防止管涌、流砂、渗水等不良现象出现，为基础工程施工提供良好的作业条件及保证基坑边坡支护的稳定性。
3.2 降水方案的确定
根据勘察报告，电梯基坑贯穿流砂质地层，若采用明排水施工方式对层间滞水进行疏干，较高的地下水位会导致待挖主体流动，并伴随地下水涌进电梯坑或集水坑内。一旦形成流砂，则土体则会完全失去承载能力，造成现场施工停滞。
方案一：采用钢板止水帷幕。封锁地下水的渗流路线，维持动水压为平衡，阻止流砂质地层中水流向待挖集水坑或电梯井。
方案二：布设轻型井点，人工降低地下水位。改变动水压力方向，整体降低地下水位，从根本上解决层间水问题。
经对比分析：方案一的成本较高，需购买或租用大量钢板， 同时还要用打桩机设置钢板桩，施工比较复杂且施工周期较长。方案二安全、有效、常用，成本相对较低。本工程采用方案二。
4 轻型井点降水设计
集水总管选用直径为50mm无缝PVC管，单节长1米。在每段集水总管端部可与井点管通过三通接口连接。间距按计算布设，总管布置在电梯井顶部标高上，工程典型电梯井底面平面尺寸为1.45m×2.2m。经设计计算，待开挖的电梯井基坑面积为8.58m×7.83m。井点管应设置在基坑壁外1.0m处，采用环形井点布置，则总管长度：
L=2×（9.08+8.33）=34.82m
选用长度为4.0m的井点管，并通过三通接头使之与集水管联通。井点管底部需布置梅花形滤孔，滤孔面积为滤管表面积的百分之四十。井点管按设计尺寸高出地表200mm，同时其周围应包裹两层不同密度的密目网，网孔直径分别为10眼/cm2和50眼/cm2。电梯井中心位置要求降水深度为：
S=17.2-14.1+0.5=3.6m
采用单级轻型井点。井点管所需埋设深度：
H1=H2+h+iL1=3.1+0.5+0.1×0=3.6m
其中：H2：井点管埋置面至基坑底面的距离；
h：地下水降低后的水位线与基坑底之间的高差；
i：水力坡度，取1/10；
L1：井点管中也与基坑平面对称轴之间的水平距离。
图4.1 轻型井点构造图
5 轻型井点降水施工
5.1 降水施工准备
1 井点管：采用Φ40mmPVC管；
2 三通连接：用三通接口进行集水管与井点管的连接；
3 真空泵采用 JSJ-60 型射流机组；
4 滤料：粒径1.0-3.0cm瓜米石，含泥量小于１％。
5.2 轻型井点降水施工工艺
1 测量放线
按照轻型井点降水平面布设图，通过测量放线确定井点位置。
2 挖井点盲沟
开挖深200mm宽200mm的盲沟，使其与集水坑相连，既能在冲孔时蓄水，又能把集水坑多余的水排出。
3 井点成孔
为了避免泥浆上返不利于下放井点管，采用锚杆机进行双套管成孔，通过外套管护壁，高压水冲洗外套管内泥沙，将孔钻到6m，然后进行井点管下放。
4 井点管埋设
成孔完成后，把截好的井点管放进井孔，带有滤水孔的一端必须朝下。井点管周围灌滤料，滤料瞒过滤水孔即可，然后在钻孔中用沙泥封堵端口，保证整个轻型降水管路系统密封，最后将外露200mm的井点管与集水管连接。
5 管的连接
设置集水总管，通过三通将埋设好的井点管与集水管连接，为了更高效进行轻型井点降水，将环形轻型井点分为两部分，分别连接一台真空泵机组。
6 进行试抽
布置好排水系统并接通电源，应根据设计方案进行试抽水。若无漏气现象且排水量较大即可进行正式抽水。
7 正式抽水
正式抽水前，应及时对井点管进行渗水性能检测。
8 撤离井管
待基础防水保护层施工完成后，系统才可进行拆卸；井点管一般用倒链拔除，最后及时处理井点孔洞。
6 轻型井点降水施工质量控制
1 埋管前，应对现场的管线及设备进行检测，特别是滤网和过滤孔，如果检测不合格或出现明湿破损，必须马上替换。
2 做好准备工作，包括设备保养、滤管清洗、纱布包裹、水源、电源及必要材料的准备。
3 按设计方案布设井点，利用双套管成孔工艺成孔后，立即在井孔中垂直下放井点管，并要求井点管与井孔中重合，端口与其他井点管呈一条直线。管底过滤孔周围采用滤料填充，并用沙泥封堵至井管端口上，以防漏气。
4 施工前，准备双电源，一备一用。抽水须连续进行，以确保真空正常运行。
5 频繁观察真空泵上的压力表，保证整个井点系统的真空度。发现真空度过高或过低，立即派专业技术人员到现场处理。
6 井点系统安装完成后进行抽水试验，检查无泄漏现象。对于气密性不足、＂坏井＂、＂死井＂等现象，做到及时发现及时处理。
7 结束语
本工程成功利用轻型井点降水技术快速处理了层间滞水施工问题，并取得良好的降水效果。可见，轻型井点降水技术是解决施工过程中流砂质地层问题较为行之有效的方法。轻型井点降水在实际工程中，由于其施工简单和降水效果明显，给施工带来了方便并大大缩短施工周期。
参考文献：
[1]高长歧，白晓军，胡青。利用轻型井点降水根治深基坑流砂的研究［Ａ］。山西筑2009，35（31）：85-87。
[2]廖娟华，试谈轻型井点降水法在基坑开挖中的应用(J)。中国科技信息，2010（12）：65-66。
论文作者:孙世鹏,王守敬,姚春景,洪图
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/15
标签：基坑论文; 流砂论文; 电梯论文; 粘土论文; 集水论文; 质地论文; 有机质论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;