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施工排水与市政排水适应,平坦地区需修筑土堤

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:在施工区域内考虑临时排水系统时,应注意与原市政排水系统相适应。在平坦地区施工时,除开挖排水沟外,必要时还需修筑土堤,以阻止场外水流入施工场地。

施工排水与市政排水适应,平坦地区需修筑土堤

实际工程中开挖基坑或沟槽时,有时候会遇到地下水,若不及时进行排除,不仅影响正常施工,还会造成地基承载力降低或边坡坍塌等安全事故。因此,正确地进行施工排水是非常重要的。施工排水可以分为排除地面水和降低地下水两类。

1.4.1 排除地面水

为了保证土方施工顺利进行,对施工现场的排水系统应有一个总体规划,做到场地排水畅通,尤其在雨期中施工,能尽快地将地面水排走。在施工区域内考虑临时排水系统时,应注意与原市政排水系统相适应。

地面水的排除通常可以采用设置排水沟、截水沟或修筑土堤等设施来进行。

设置排水沟时应尽量利用自然地形,以便将水直接排至场外,或流至低洼处再用水泵抽走。一般排水沟的横断面不小于0.5m×0.5m,纵向坡度应根据地形确定,一般应不小于3%,平坦地区不小于2%,沼泽地区可以减至1%。

在山坡地区施工,应在较高一面的山坡上,先做好永久性截水沟,或设置临时截水沟,阻止山坡水流入施工现场。在平坦地区施工时,除开挖排水沟外,必要时还需修筑土堤,以阻止场外水流入施工场地。

出水口应设置在远离建筑物或构筑物的低洼地点,并应保证排水畅通。

1.4.2 降低地下水位

降低地下水位的方法主要有: 集水井降水法、井点降水法等。

1. 集水井降水

集水井降水也称基坑排水,是指在基坑开挖过程中,在基坑底设置集水井,并在基坑底四周或中央开挖排水沟,使水流入集水井内,然后用水泵抽走的一种施工方法,如图1.4.1所示。该方法施工方便,设备简单,降水费用低,管理维护较易,应用最多。主要适用于土质情况较好,地下水不很旺,一般基础及中等面积基础群和建 (构) 筑物基坑(槽、沟) 的排水。

(1) 集水井设置

集水井应设置在基础范围以外,地下水走向的上游。根据地下水量的大小、基坑平面形状及水泵能力,集水井每隔20~40m设置一个。集水井的直径或宽度,一般为0.6~0.8m。其深度随着挖土的加深而加深,要经常保持低于挖土面0.7~1m。集水井壁可以用竹、木等简易加固。当基坑挖至设计标高后,集水井底应低于基坑底1~2m,并铺设碎石滤水层,以免在抽水时间较长时将泥砂抽走,并防止集水井底的土被搅动。

图1.4.1 集水井降水

2—集水井; 3—反滤层; 4—进水口; 5—撑杠; 6—竖撑板; 7—撑板

(2) 水泵的性能与选用

在建筑工地上,基坑排水用的水泵主要有离心泵潜水泵和软轴水泵等。

①离心泵。离心泵由泵壳、泵轴及叶轮等主要部件所组成,其管路系统包括滤网和底阀、吸水管及出水管等。

离心泵的抽水原理是利用叶轮高速旋转时所产生的离心力,将轮心部分的水甩往轮边,沿出水管压向高处。水泵的主要性能指标包括: 流量、总扬程、吸水扬程和功率等。

离心泵的选择,主要根据流量与扬程而定。对基坑排水来说,离心泵的流量应满足基坑涌水量的要求,一般选用吸水口径2~4英寸 (5.08~10.16cm) 的离心泵; 离心泵的扬程在满足总扬程的前提下,主要是考虑吸水扬程是否能满足降水深度的要求,如果不够,则可以另选水泵或将水泵位置降低至坑壁台阶或坑底上。离心泵的抽水能力大,宜用于地下水量较大的基坑。

②潜水泵。潜水泵是由立式水泵与电动机组合而成的,潜水泵的特点是工作时完全浸在水中。水泵装在电动机上端,叶轮可以制成离心式或螺旋桨式,电动机要有密封装置。

这种泵具有体积小、重量轻、移动方便、安装简单和开泵时不需引水等优点,因此在基坑排水中采用较广泛。

使用潜水泵时,为了防止电机烧坏,应特别注意不得脱水运转,或陷入泥中,也不适于排除含泥量较高的水质或泥浆水,以免泵叶轮被杂物堵塞。

集水井降水法由于设备简单,排水方便,降水费用低,管理维护较易,工地上采用比较广泛。该方法适宜于粗粒土层的排水,因为水流一般不致将粗粒土带走,也可以用于渗水量小的粘性土。但当土质为细砂或粉砂时,用集水坑降水法排降地下水,会将细土粒带走,发生流砂现象,使边坡坍塌、坑底凸起、难以施工。在这种情况下,就必须采用有效的措施和方法,防止流砂现象发生。

(3) 流砂及其防治

当基坑挖土到达地下水位以下,而土质是细砂或粉砂,又采用集水井降水时,基坑底下的土就会形成流动状态,随地下水一起流动涌进坑内,这种现象称为流砂现象。发生流砂现象时,土完全丧失承载力,工人难以立足,施工条件恶化,土边挖边冒,难挖到设计深度。流砂严重时,会引起基坑边坡塌方,如果附近有建筑物,就会因地基被掏空而使建筑物下沉、倾斜,甚至倒塌。

1) 流砂发生的原因

当水由高水位处流向低水位处时,水在土中渗流过程中受到土颗粒的阻力,同时水对土颗粒也作用一个压力,这个压力称为动水压力,记为GD

动水压力与水的重力密度和水力坡度有关为

GDwI (1.4.1)

式中: GD——动水压力(kN/m3);

γw——水的重力密度;

I——水力坡度 (等于水位差除以渗流路线长度)。

由于动水压力与水流方向一致,当水流从上向下时,则动水压力与重力方向相同,加大土粒间的压力; 当水流从下向上时,则动水压力与重力方向相反,减小土粒间的压力,也就是土粒除了受水的浮力外,还受到动水压力向上举的趋势。如果动水压力等于或大于土的浸水容重γ'w,即

GD≥γ'w (1.4.2)

则土颗粒失去自重,处于悬浮状态,土的抗剪强度等于零,土颗粒能随着渗流的水一起流动,这时,就产生了“流砂”现象。

在一定的动水压力作用下,细颗粒、颗粒均匀、松散且饱和的土容易产生流砂现象。

通常情况下,当地下水位愈高,坑内外水位差愈大时,动水压力也就愈大,愈容易发生流砂现象。实践证明: 在可能发生流砂的土质处,基坑挖深超过地下水位线0.5m左右时,就要注意防止流砂现象的发生。

此外,如图1.4.2所示,当基坑坑底位于不透水层内,而其下面为承压水的透水层,基坑不透水层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时,基坑底部便可能发生管涌现象,即

H·γw>h·γ (1.4.3)

式中: H——压力水头 (m);

h——坑底不透水层厚度 (m);

γw——水的密度(1000kg/m3);

γ——土的密度(kg/m3)。

图1.4.2 管涌冒砂

1—不透水层; 2—透水层; 3—压力水位线; 4—承压水的顶托力

2) 流砂的防治

发生流砂现象的重要条件是动水压力的大小与方向。因此,在基坑开挖中,防止流砂的途径有: 一是减小或平衡动水压力; 二是设法使动水压力的方向向下,或是截断地下水流。其具体措施如下:

①在枯水期施工。因地下水位低,坑内外水位差小,动水压力小,此时不易发生流砂现象。

②抛大石块。往基坑底抛大石块,增加土的压重,以平衡动水压力。采用该方法时应组织人力分段抢挖,使挖土速度超过冒砂速度,挖至标高后立即铺设芦席并抛大石块把流砂压住。

③打板桩。将板桩打入基坑底下面一定深度,增加地下水从坑外流入坑内的渗流路线,从而减少水力坡度,降低动水压力,防止流砂现象发生。

④水下挖土。即采用不排水施工,使基坑内水压与坑外水压相平衡,阻止流砂现象发生。

⑤井点降低地下水位。如采用轻型井点或管井井点等降水方法,使地下水的渗流向下,动水压力的方向也朝下,从而可以有效地防止流砂现象,并增大了土粒间压力。这种方法采用较广泛并比较可靠。

此外,还可以采用地下连续墙法、土壤冻结法等,截止地下水流入基坑内,以防止流砂现象。

2. 井点降水法

井点降水法是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管 (井),利用抽水设备在开挖前和开挖过程中不断地抽水,使地下水位降低到坑底以下,直至基础工程施工完毕。这样,可以使基坑挖土始终保持干燥状态,从根本上消除了流砂现象。同时,由于土层水分排除后,还能使土密实,增加地基土的承载能力; 在基坑开挖时,土方边坡也可以设置得陡一些,从而也减少了挖方量。

井点降水的方法有: 轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等。其中以轻型井点、管井井点采用较广。施工时可以根据土层的渗透系数、要求降低水位的深度、设备条件及经济性比较等因素,参照表1.4.1选用。

表1.4.1 各类井点的适用范围

(1) 轻型井点

轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管 (下端为滤管) 至地下蓄水层内,井点管上端通过弯联管与总管连接,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出; 使原有地下水位降至坑底以下,如图1.4.3所示。

图1.4.3 轻型井点全貌图

点管; 2—滤管; 3—集水总管; 4—弯联管; 5—水泵房; 6—原地下水线; 7—降低后的地下水位线

1) 轻型井点设备

轻型井点设备主要是由井点管、滤管、集水总管及抽水机组等组成。

井点管直径为38~50mm、长为5~7m (一般为6m) 的无缝钢管,可以采用整根或分节组成。上端用弯联管与总管相连接,弯联管可以用塑料管连接或采用90°弯头连接,如图1.4.4 (a) 所示。井点管下端配有外径为38~51mm的无缝钢管作为滤管,长1.0~1.2m,下端为一铸铁塞头,其构造如图1.4.4 (b) 所示。集水总管为内径127mm的无缝钢管,每段长4m,上面装有与井点管连接的短接头,接头间距0.8~1.6m。

轻型井点设备的抽水机常用的有干式真空泵井点设备和射流泵井点设备两类。

干式真空泵井点设备是由真空泵、离心泵和水汽分离器 (又称为集水箱) 等组成。

图1.4.4 井点管的构造

1—井点滤管; 2—滤孔; 3—塑料绳骨架; 4—纤维网眼布; 5—筛绢

射流泵井点设备与干式真空泵井点设备相比较,具有结构简单、体积小、重量轻、制造容易、使用维修方便、成本较低等优点,便于推广。但射流泵井点排气量较小,真空度的波动较敏感,易于下降,所以施工时要特别注意管路密封,否则会降低抽水效果。

2) 轻型井点布置

轻型井点系统的布置,应根据基坑平面形状及尺寸、基坑的深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求等因素确定。

①平面布置。当基坑或沟槽宽度小于6m,且降水深度不超过5m时,可以采用单排井点,如图1.4.5所示。井点管应布置在地下水流的上游一侧,两端延伸长度以不小于坑(槽) 的宽度为准。若基坑宽度大于6m或土质不良时,宜采用双排井点。对于面积较大的基坑,可以采用环状井点,环状井点的四周应加密,如图1.4.6所示。为防止抽水时局部发生漏气,要求井管距井壁边缘一般保持在0.7~1m。

图1.4.5 单排井点

1—集水总管; 2—井点管; 3—抽水设备

图1.4.6 环状井点

1—集水总管; 2—井点管; 3—抽水设备

高程布置。轻型井点的降水深度,在井点管底部 (不包括滤管),一般不超过6m。对井点系统进行高程布置时,应考虑井点管的标准长度,井点管露出地面的长度 (为0.2~0.3m) 以及使滤管必须埋设在透水层内。

井点管的埋设深度H1,可以按下式计算(见图1.4.6)

H1≥H2+h1+Il1 (1.4.4)

式中: H2——井点管埋置面至基坑底面的距离(m);

h1——基坑底面至降低后的地下水位线的距离,一般取0.5~1m;

I——水力坡度,单排井点取1/4,环形井点取1/10;

l1——井点管至基坑中心的水平距离(m)。

按上式计算出的H1值,若大于降水深度6m,则应降低井点系统的埋置面,以适应降水深度的要求。

为了充分利用抽水设备的抽吸能力,通常可以在井点系统平面布置的位置上,事先挖槽,使总管的布置标高接近于原地下水位线,以降低井点系统的埋置面; 当上层土的土质较好时,也可以先用集水坑降水法,挖去一层土后,再布置井点系统,使降水深度增加。

单层轻型井点系统所能降低的水位,一般为3~6m。当用一层轻型井点达不到降水深度要求时,可以采用二层轻型井点,即先挖去第一层井点降水后所排干的土,然后再在其底部装设第二层井点。如图1.4.7所示。

图1.4.7 二层轻型井点

1—第一层井点管; 2—第二层井点管; 3—原地下水位线; 4—降低后的地下水位线

3) 轻型井点的计算

轻型井点的计算内容主要包括: 涌水量计算、井点管数量与间距确定、抽水设备选择等。井点的计算由于受水文地质条件和井点设备等许多不易确定的因素影响,目前计算出的数值只是近似值。井点系统的涌水量按水井理论进行计算。

<1>水井的类型

水井根据其井底是否到达不透水层,分为完整井与非完整井。井底到达不透水层的称为完整井 (见图1.4.8 (a)、(c)); 否则为非完整井 (见图1.4.8 (b)、(d))。根据地下水有无压力,水井又可以分为承压井与无压井 (潜水井)。凡水井布置在两层不透水层之间充满水的含水层内,因地下水具有一定的压力,该井称为承压井 (见图1.4.8 (c)、(d)); 若水井布置在潜水层内,这种地下水无压力,这种井称为无压井 (见图1.4.8 (a)、(b))。

水井的类型不同,其涌水量的计算方法也不相同,其中以无压完整井的计算理论较为完善。

<2>涌水量计算

①无压完整井单井涌水量的计算。无压完整井抽水时水位的变化如图1.4.8 (a) 所示。当水井开始抽水后,井内水位逐步下降,周围含水层中的水则流向井内,经一定时间的抽水后,井周围的水面由水平面逐步变成漏斗状的曲面,渐趋稳定形成水位降落漏斗。自井轴至漏斗外缘 (该处保持水位不变) 的水平距离称为抽水影响半径,记为R。

图1.4.8 水井类型

根据达西直线渗透定律,无压完整井的涌水量Q为

式中: Q——涌水量(m3/d);

H——含水层厚度 (m);(www.xing528.com)

R——抽水影响半径 (m);

r——水井半径 (m);

h——井内水深 (m);

k——渗透系数 (m/d)。

设水井水位降低值S=H-h; 代入式 (1.4.5) 后则得无压完整井单井涌水量计算公式

②无压完整井环状井点系统 (群井) 涌水量的计算。井点系统是由许多井点同时抽水,各个单井水位降落漏斗相互影响,每个井的涌水量比单独抽水时小,所以总涌水量不等于各个单井涌水量之和。

当基坑的长宽比小于或等于5,宽度小于或等于2倍抽水影响半径 (B≤2R) 时,可以将矩形井点系统换算成一个假想半径为x0的圆形井点系统计算,涌水量计算公式为

式中: Q——井点系统总涌水量(m3/d);

k——土的渗透系数 (m/d),可以由实验室试验或现场抽水试验确定;

H——含水层厚度 (m);

S——水位降低值 (m);

R——环状井点系统的抽水影响半径 (m),可以近似按下述经验公式计算

x0——环形井点系统的假想半径(m),可按下式计算

式(1.4.9) 中,F为环状井点系统所包围的面积(m2)。

③无压非完整井环状井点系统涌水量计算。在实际工程中往往会遇到无压非完整井的井点系统,如图1.4.8 (b) 所示。这时地下水不仅从井的侧面流入,还从井底渗入。因此涌水量要比完整井大。精确计算比较复杂,为了简化计算仍可采用式 (1.4.6)。此时式(1.4.6) 中含水层厚度H换成有效深度H0,H0值系经验数值,可以查表1.4.2。但是,如果算得的H0值大于实际含水层厚度H,则仍取H值。无压非完整井环状井点系统涌水量计算公式为

式中: H0——含水层有效深度(m);

k、S、R、x0符号意义同前。

表1.4.2 有效深度H0

注: s'——井管处水位降低值; l——滤管长度。

<3>井点管数量与井距的确定

井点管的数量n,根据井点系统涌水量Q和单根井点管最大出水量q,按下式确定

式中: q=65π·d·l·(m3/d);

d——滤管直径 (m);

l——滤管长度 (m)。

井点管间距D,按下式确定

式中: L——总管长度 (m)。

<4>选择抽水设备。

轻型井点抽水设备一般多采用干式真空泵井点设备。干式真空泵的型号可以根据所带的总管长度、井点管根数进行选用。采用W5型泵时,总管长度不大于100m,井点管数量约80根; 采用W6型泵时,总管长度不大于120m,井点管数量约100根。

当采用射流泵井点设备时,总管长度不大于50m,井点管数量约40根。

4) 轻型井点施工

轻型井点系统的施工,主要包括施工准备、井点系统安装与使用。

井点施工前,应认真检查井点设备,施工机具、砂滤料规格和数量、水源、电源等准备情况。同时还要挖好排水沟,以便于泥浆水的排放。为了检查降水效果,必须选择有代表性的地点设置水位观测孔。

井点系统的安装顺序是: 挖井点沟槽、铺设集水总管→冲孔、沉设井点管、灌填砂滤料→用弯联管将井点管与集水总管连接→安装抽水设备→试抽。

井点系统施工时,各工序之间应紧密衔接,以保证施工质量。各部件连接接头均应安装严密,以防止接头漏气,影响降水效果,弯联管宜采用软管,以便于井点安装,减少可能漏气的部位,避免因井点管沉陷而造成管件损坏。南方地区可以用透明的塑料软管,便于直接观察井点抽水状况,北方寒冷地区宜采用橡胶软管。

井点管的沉设方法,常用的有下列两种:

①用冲水管冲孔后,沉设井点管;

②直接利用井点管水冲下沉。

采用冲水管冲孔法沉设井点管时,可以分为冲孔与埋管两个过程,如图1.4.9所示。冲孔时,用起重设备将冲管吊起并插在井点位置上,然后开动高压水泵,将土冲松,冲管则边冲边沉。冲管采用直径为50~70mm的钢管,长度比井点管长1.5m左右。冲管下端装有圆锥形冲嘴,在冲嘴的圆锥面上钻三个喷水孔,各孔间焊有三角形立翼,以辅助冲水时扰动土层,便于冲水管下沉。冲孔所需的水压,根据土质不同,一般为0.6~1.2MPa。冲孔时应注意冲水管垂直插入土中,并作上下左右摆动,加剧土层松动。冲孔孔径不应小于300m,并保持垂直,上下一致,使滤管有一定厚度的砂滤层。冲孔深度应比滤管底部低0.5m以上,以保证滤管埋设深度,并防止被井孔中的沉淀泥砂所淤塞。

图1.4.9 冲水管冲孔法沉设井点管

1—冲管; 2—冲嘴; 3—胶皮管; 4—高压水泵; 5—压力表; 6—起重机吊钩7—井点管; 8—滤管; 9—填砂; 10—粘土封口

井孔冲成后,应立即拔出冲水管,插入井点管,并在井点管与孔壁之间,填灌干净粗砂做砂滤层,砂滤层厚度一般为60~100mm,填灌高度至少达到滤管顶以上1~1.5m,以保证水流畅通。

直接用井点管水冲下沉方法,是在井点管的底端,装上冲水装置来进行冲孔沉设井点管。

每根井点管沉设后应检查渗水性能。检查的方法是: 在正常情况下,当灌填砂滤层时,井点管口应有泥浆水冒出; 否则应从井点管口向管内灌清水,测定管内水位下渗快慢的情况,若下渗很快,则表明滤管质量良好。

在第一组轻型井点系统安装完毕后,应立即进行抽水试验,检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机运转情况等,若发现漏气、漏水现象,应及时处理。若发现滤管被泥砂堵塞,则属于“死井”,特别是在同一范围有连续数根“死井”时,将严重影响降水效果。在这种情况下,应对“死井”逐根用高压水反向冲洗或拔出重新沉设。

轻型井点系统使用时,应连续抽水,若时抽时停,滤管易堵塞,也容易抽出土粒,使出水混浊,严重时会引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂; 同时由于中途停抽,地下水回升,也会引起土方边坡坍塌或在建的地下结构 (如地下室底板等) 上浮等事故。

轻型井点的正常出水规律是: “先大后小,先混后清”,否则应立即检查纠正。在降水过程中,应按时观测流量并做好记录。

采用轻型井点降水时,由于土层水分排除后,土壤会产生固结,使得在抽水影响半径范围内引起地面沉降,这往往会给周围已有的建筑物带来一定危害。因此,在进行降低地下水位施工时,为避免引起周围建筑物产生过大的沉降,采用回灌井点方法是一种有效措施。这种方法,就是在抽水影响半径范围内建筑物的附近,预先布置一排回灌井点,在井点系统进行抽水的同时,向回灌井点内灌水,以保持已有建筑物附近原地下水位不变化,防止地面产生沉降而给已有建筑物带来危害。

5) 轻型井点降水设计计算示例

[例1.4.1]如图1.4.10所示,某工程基坑开挖,坑底平面尺寸为20m×15m,天然地面标高为±0.00,基坑底标高为-4.2m,基坑边坡坡度为1∶ 0.5; 土质为: 地面至-1.5m为杂填土,-1.5m至-6.8m为细砂层,细砂层以下为不透水层。地下水位标高为-0.70m,经扬水试验,细砂层渗透系数k=18m/d,采用轻型井点降低地下水位。

试求: (1) 轻型井点系统的布置;

(2) 轻型井点的计算及抽水设备选用。

解: (1) 轻型井点系统布置

总管的直径选用127mm,布置在±0.000标高上,基坑底平面尺寸为20m×15m,上口平面尺寸为

长=20+ (4.2×0.5) ×2=24.2m, 宽=15+2×4.2×0.5=19.2m

井点管布置距离基坑壁为1.0m,采用环形井点布置,则总管长度为

L=2× (26.2+21.2) =94.8m

图1.4.10 轻型井点系统布置图 (单位: m)

井点管长度选用6m,直径为50mm,滤管长为1.0m,井点管露出地面为0.2m,基坑中心要求降水深度为

S=4.2-0.7+0.5=4m

采用单层轻型井点,井点管所需埋设深度为

H1=H2+h1+Il1=4.2+0.5+0.1×10.6=5.76m<6m

符合埋深要求。

井点管加滤管总长为7m,井管外露地面0.2m,则滤管底部埋深在-6.8m标高处,正好埋设至不透水层上。基坑长宽比小于5,因此,可以按无压完整井环状井点系统计算。轻型井点系统布置如图1.4.10所示。

(2) 轻型井点的计算及设备选用

①基坑涌水量计算。

按无压完整井环状井点系统涌水量计算公式

其中:

含水层厚度  H=6.8-0.7=6.1m

基坑中心降水深度  S=4m

抽水影响半径

环状井点假想半径

②井点管数量与间距计算

单根井点出水量

井点管数量

n=1.1×Q/q=1.1×1020.9/26.7=42.1 (根)

井点管间距

D=L/n=94.8/42=2.2m

考虑到水文地质条件和井点设备等许多不易确定的因素影响,为确保顺利降水,间距D一般要乘以一个经验系数 (可以取0.75) 并考虑方便施工,取整为1.6m。

则实际井点管数量为 94.8÷1.6≈60根。

③抽水设备选用

根据总管长度为94.8m,井点管数量60根。

水泵所需流量 Q1=1.1×1020.9=1123m3/d=46.8m3/h

水泵的吸水扬程 HS=6.0+1.0=7.0m。

根据以上参数,查阅相关离心泵手册,可选用3B33型离心水泵。(例1.4.1毕)。

(2) 管井井点

当基坑的地下水丰富,其渗透系数很大 (如k=20~200m/d),轻型井点不易解决降水问题时,可以采用管井井点的方法进行降水。管井井点是沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断地抽水,以降低地下水位。

管井井点的设备主要由管井、吸水管及水泵组成,如图1.4.11所示。管井可以采用钢管管井和混凝土管管井等。钢管管井的管身采用直径为150~250mm的钢管,其过滤部分采用钢筋焊接骨架外缠镀锌铁丝并包滤网 (孔眼为1~2mm),长度为2~3m。混凝土管管井的内径为400mm,分为实管与过滤管两种,过滤管的孔隙率为20%~25%,吸水管可以采用直径为50~100mm的钢管或胶管,其下端应沉入管井抽吸时的最低水位以下,为了启动水泵和防止在水泵运转中突然停泵时发生水倒灌,在吸水管底应装逆止阀。管井井点的水泵可以采用潜水泵或单级离心泵。

滤水井管的埋设,可以采用泥浆护壁钻孔法成孔。孔径应比井管直径大200mm以上。井管下沉前要进行清孔,井保持滤网的畅通。井管与土壁之间用粗砂或小砾石填灌作过滤层。

(3) 深井井点降水法

若施工要求降水深度较大,而且土的渗透系数又很大,在管井井点内采用一般的离心泵和潜水泵已不能满足要求时,可以改用深井泵,即深井井点降水法来解决。该方法是依靠水泵的扬程把深处的地下水抽到地面上来,适用于土的渗透系数为10~250m/d、降水深度大于15m的情况。

(4) 喷射井点

当要求降水深度大于6m,而土的渗透系数又较小 (k=0.1~2m/d) 时,若采用轻型井点就必须采用多层井点,这样不仅增加井点设备,而且增大基坑的挖土量,延长工期等,往往是不经济的。在这种情况下,可以采用喷射井点法进行降水,其降水深度可以达到8~20m。喷射井点的设备,主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。喷射井点的平面布置可以依据其宽度而定,当基坑宽度小于10m时,可以用单排布置; 大于10m时,用双排或环形布置。井点间距一般为2~3m,每一套喷射井点设备可以带动30根左右喷射井管。

图1.4.11 管井井点

沉砂管; 2—钢筋焊接骨架; 3—滤网; 4—管身; 5—吸水管; 6—离心泵; 7—小砾石过滤层;8—粘土封口; 9—沉砂管 (混凝土实管); 10—混凝土过滤管; 11—潜水泵; 12—出水管

(5) 电渗井点法降水

对于渗透系数很小的土 (k<0.1m/d),土粒间微小孔隙的毛细管作用,将水保持在孔隙内,单靠用真空吸力的井点降水方法效果不大,对这种情况需采用电渗井点法降水。

电渗井点是井点管作阴极,在其内侧相应地插入钢筋或钢管作阳极,通入直流电后,在电场作用下,使土中的水加速向阴极渗透,流向井点管,这种利用电渗现象与井点相结合的做法,称为电渗井点。这种方法因耗电较多,只有在特殊情况下使用。

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