井點降水:基坑開挖前,在基坑四周預先埋設一定數量的濾水管(井),在基坑開挖前和開挖過程中,利用抽水設備不斷抽出地下水,使地下水位降到坑底以下,直至土方和基礎工程施工結束為止。
井點降水有兩類:一類為輕型井點(包括電滲井點與噴射井點);另一類為管井點(深井泵)。
對不同的土質應采用不同的降水形式,表1.16為常用的降水形式。表1.16 降水類型及適用條件
輕型井點(圖1.17)就是沿基坑周圍或一側以一定間距將井點管(下端為濾管)埋入蓄水層內,井點管上部與總管連接,利用抽水設備將地下水經濾管進入井管,經總管不斷抽出,從而將地下水位降至坑底以下。輕型井點法適用于土壤的滲透系數為0.1~50m/d的土層中;降低水位深度:一級輕型井點3~6m,二級井點可達6~9m。
輕型井點設備由管路系統(tǒng)和抽水設備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。濾管(圖1.18)為進水設備,其構造是否合理對抽水設備影響很大。
1、輕型井點的布置
當基坑或溝槽寬度小于6m,水位降低深度不超過5m時,可用單排線狀井點布置在地下水流的上游一側,兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度(圖1.19)。
在考慮到抽水設備的水頭損失以后,井點降水深度一般不超過6m。井點管的埋設深度h(不包括濾管)按下式計算(圖1.19(b)):
h≥h1+h+il (1.14)式中 h1——井點管埋設面至基坑底的距離,m;
h——基坑中心處坑底面(單排井點時,為遠離井點一側坑底邊緣)至降低后地下水位的距離,一般為0.5~1.0m;
i——地下水降落坡度;環(huán)狀井點為1/10,單排線狀井點為1/4;
l——井點管至基坑中心的水平距離(單排井點中為井點管至基坑另一側的水平距離),m。
如寬度大于6m或土質不定,滲透系數較大時,宜用雙排井點,面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(圖1.20);為便于挖土機械和運輸車輛出入基坑,可不封閉,布置為u形環(huán)狀井點。
當一級井點系統(tǒng)達不到降水深度時,可采用二級井點,即先挖去第一級井點所疏干的土,然后在基坑底部裝設第二級井點,使降水深度增加(圖1.21)。
2、輕型井點設備
井管:φ38、φ51,長5~7m(常用6m),無縫鋼管,絲扣連濾管;
濾管:φ38、φ51,長1~1.7m,開孔φ12,開孔率20~25%,包濾網;
總管:內φ75~100無縫鋼管,每節(jié)4m,每隔0.8、1或1.2m有一短接口;
連接管:使用透明塑料管、膠管或鋼管,宜有閥門;
抽水設備:
真空泵(教材)――真空度高,體形大、耗能多、構造復雜 射流泵(常用)――簡單、輕小、節(jié)能 隔膜泵(少用)3、計算涌水量q:(環(huán)狀井點系統(tǒng))(1)判斷井型
(2)無壓完整井井點計算(積分解)
(3)無壓非完整井群井系統(tǒng)涌水量計算(近似解)
(1)判斷井型(圖)按照濾管與不透水層的關系:(見圖1-19所示)
完整井――到不透水層 非完整井――未到不透水層.
按照是否承壓水層:(見圖1-19所示)
承壓井或無壓井
(2)無壓完整井群井井點計算(積分解)
q=1.366k(2h-s)s / (lgr-lgx0)(m3/d)
k――土層滲透系數(m/d);
h――含水層厚度(m);
s――水位降低值(m);
r――抽水影響半徑(m),r=1.95s(hk)1/2;
x0――環(huán)狀井點系統(tǒng)的假想半徑(m);
當長寬比a/b≯5時,x0=(f/π)1/2,否則分塊計算涌水量再累加。
f――井點系統(tǒng)所包圍的面積
4.確定井管的數量與間距(1)單井出水量:q=65πd l k1/3?(m3/d)
d、l――濾管直徑、長度(m);
(2)最少井點數:n’=1.1q / q(根)
1.1--備用系數。
(3)最大井距:d’=l總管 / n’(m);
(4)確定井距:
15d≤井距d≤d’,且符合總管的接頭間距。
(5)確定井點數:n=l總管/ d
5、輕型井點的安裝
輕型井點的施工分為準備工作及井點系統(tǒng)安裝。
準備工作包括井點設備、動力、水泵及必要材料準備,排水溝的開挖,附近建筑物的標高監(jiān)測以及防止附近建筑沉降的措施等。
埋設井點系統(tǒng)的順序:根據降水方案放線、挖管溝、布設總管、沖孔、下井點管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯(lián)管連接井點管與總管、安裝抽水設備、試抽。
井點管的埋設一般用水沖法施工,分為沖孔(圖1.22(a))和埋管(圖1.22(b))兩個過程 。
6、輕型井點使用
輕型井點運行后,應保證連續(xù)不斷地抽水。
井點淤塞,一般可以通過聽管內水流聲響、手摸管壁感到有振動、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡便方法檢查。
地下基礎工程(或構筑物)竣工并進行回填土后,停機拆除井點排水設備。