井点降水在砂性土路基施工中的应用

'井点降水在砂性土路基施工中的应用曹忠明单位：中交一公局桥隧公司江海高速川-1IA4标【摘要】本文主要介绍在砂性土路基施工中，利用井点降水来降低取土场中土的天然含水量，来加快施工进度，降低施工成本的应用。【关键词】井点降水砂性土路基施工一、工程概况江都至海安高速公路是《江苏省高速公路网规划》中“五纵九横五联”第三横的重要组成部分。其向西通过扬州西北绕城高速公路接扬镇高速公路，向东接规划建设的海启高速公路。本项目的建设对于完善区域和江苏省商速公路公路网，带动整个苏屮区域经济社会协调发展，改善沿线交通条件适应区域交通运输发展等具有十分重要的意义。海安叫标位于南通市海安县境内，里程桩号为K85+800〜K93+700，路线全长7.9Km。路基土方102.73万方，采川5%灰土处理填筑。路基填筑用土采用沿线収土坑集中収土，全线取土坑用地共需565.71亩。二、沿线取土坑土层水文地质情况本标段地处氏江三角洲冲击平原，地带平坦，河道纵横，原始地面高程一般在4.0-5.0m之间。根据区域性地质资料，本标段线路依据地形地貌属于长江三角洲冲击平原地质区，沿线取土坑为砂性土为主，水位埋深在0.5-3.0m之间，平均2.5米，标高1.0-4.5m,平均2.64m,土层的透水性较好，接受大气降水、农用水、地表水补给以民井开采和蒸发为主要排泄方式。土含水量平均为22.2-42.2%之间。为了满足路基整体强度和压实度的要求，路基用土须经过晾晒、翻拌，以降低路基土的天然含水量。我标段于2008年9月底开始路基填筑施工，按以往经验，路基取土因含水量较大，耑进行翻拌晾晒，含水量达到最佳含水量左右（5%灰土最佳含水量力17%-18%）,再进行压实。M前路基施工的黄金季节已过，气温较低，取土场含水量较大，路基填料翻晒时间过忪，一般须翻拌6-7天，对施工成本、施工进度造成了很大的影响。为了圆满完成业主下达的第三阶段劳动竞赛“抢抓关键线路进度”的目标，确保年底完成业主下达的30%土方任务，结合业主关于取土坑“深挖少占”的要求，我项目经理部决定对于取土坑采用深井井点降水施工措施以降低収土坑原状土的天然含水量，增加収土坑的収土深度，以加快工程施工进度。三、井点降水方案的选择与实施海安南互通取土坑（K93+200）右侧，长400m、宽80m,征地而积32000平方米，占地约50亩。根据施工图设汁和地质勘察报告，结合以往的施工经验及水利专家现场勘察论证，工程施工降水采川深井井点降水，来降低取土场砂性土的含水量，增加取土场的取土深度。深井井点降水是在取土坑的周围埋貫于基底的井管，通过设貫在井管A的潜水泵将地下水水位降低，使地下水水位低于取土深度。本方法具有排量大、降水深（大于6m〉，不受 吸程限制，排水效果好；井距大，对平面布罝的干扰小；成孔(打井)用人工或机械均可,比较容易解决；井点制作、降水操作工艺、维护均简单，施工进度快，尤其对透水性强的砂性土，效果极好。根据现场条件，结合实际经验，井深按25m计算，每口井辐射面积为：3.14X20^1256平方米，需打井32000/1256=25口。根据实际情况，在取土场共没置深井22口，间距为40X40iHo四、井点降水施工方法1、目的一般该方法川于地下水位较高的施工环境中，是土方工程，地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能有效降低基土中的含水量，促使土体固结，提高地基强度，同时4以减少土坡土体侧句位移与沉降，稳定边坡、消除流砂、减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，提供比较干燥的施工条件，对于取土坑还可以增加取土方量，缩短工期，提高工程质量和保证施工安全。2、施工准备井点设备主要包括深井井管、集水总管和抽水设备等。井管采用直径30cm无砂混凝土滤水管，长度为lm/节，采用60目尼龙丝而包裹井管2层，以达到滤水目的。集水总管为內径100-127mm的钢宵，每节长4m，其间用橡皮套管连接，并用钢管拉紧，以防漏水，总管上装有与井点管联结的短接头。抽水设备采用功率为2.2Kw的高压潜水泵，扬程25m以上。3、施工方法井点的布置一般距坑边缘不小于2m,防局部产生漏空。高程布置，井点管一般要露处地而0.2m左右。在任何情况下，井管必须埋在透水层内，为了充分利用抽水能力，总管的布置接近地下水位线。井点管采用水冲法埋设，分为冲孔和埋管两个过程。冲孔时先将高压水泵，利川高压胶管与孔连接，并插在井点的位置上，利用高压水(1.8N/mm2)又经主冲孔管头部的喷水小孔，以急速的射流冲刷洗土壤，同时使冲孔管上下左右转动，边冲边下沉，从而逐渐在土中形成孔洞，井孔形成后，拔出冲水管，立即插入井点管，并及时在井点管与孔壁之间填灌20cm厚砂滤层，以防止孔壁塌土。施工时，认真做好井点管的埋设和砂虑层的填灌，是保证井点顺利抽水，降低地下水的关键。同时应注意，冲孔过程中，孔洞必须保持垂直，冲孔深度宜比水管低0.5m左右,以防止拔出冲孔管时部分土回填而触及滤管底部。砂虑层宜采用籼砂，以免堵塞滤管网眼，并填至滤管顶上砂虑层填灌好后，距地面下0.5-1.0m的深度内，应用粘土封口以防漏气，井点系统全部安装完毕后，需进行抽试。井点降水使川时，一般应连续抽水，时停时抽，滤网易堵塞出水混浊，并引起附近建筑物由于土颗粒流失而沉降、开裂。同时由于抽水中途停抽，地下水冋升，也4能引起边坡塌方等事故。抽水过程中，应调节水泵的岀水阀以控制水S:,使抽吸排水保持均匀，正常的出水规律是“先大后小、先混后清”。并应检查有无堵塞“死井”，死井太多时，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反复冲洗拔出重埋。4、通病及预防措施4.1现象抽出的地下水始终不清，水屮含砂量较多，基坑附近地表沉降较大。4.2原因 井点滤网破损，井点滤网孔径和砂滤料粒较大。失去过滤作用。土层中的大量泥沙随地下水被抽出，滤层厚度不足。4.3预防措施下井点管必须严格检查滤网，发现破损或包扎不严密应及吋修补，井点滤网和砂滤料应根据土质条件选用。当始终抽出浑浊的井点，必须停止使用。五、经济效益措施比较海安南互通取土场，占地50亩，深井降水投入费用如下：1、开挖深井费用：2000元/口X22口=44000元2、2.2KW潜水泵及配套设施费用：1800元/台X22台=39600元3、电费（按30天计算）:2.2KWX0.85元/KWX20小时X22口X30天=24684元4、人工費：60元/天/人X3人X30天=5400元以上费用合计：113684元。本取土坑没置22口深井，可以直接辐射的取土坑面积50亩，平均每亩取土坑增加成本5167元。但是在实际取土时，取土坑的取土深度由原来的4m,每亩平均取土2130元，现在可以把取土深度增加到6m,每亩可以平均取土3195方，每方增加取土量1065方，每亩取土坑取土量的增加可以节省50%的取土Ifif积。结合取土坑50亩计，可以节省征地面积50X50%=25亩，仅此一项就可以节省征地费用100万元。在降水后取土施工中，取土坑原状土的含水量在35%左右，3m以下更是超过了40%以上，在采用井点降水后，取土坑原状土的含水U基本上减少至25%左右，可以减少10%-15%.路基翻晒时间由原来的6-7天可缩短至目前的3天左右，并可减少铧犁翻拌费用：10000元/台/MX4台X3月=12万元，不仅为每层路基施工节省了大量吋间，而且也带来了很好的经费效益.并且，在当前土地日益紧张，征地协调工作异常难的情况下，采用井点降水，深挖少占的方式来解决取土坑面积不足的问题，不仅W以缓解地方矛盾，而且对于我标段施工工期短，气温低的惜况下，更是可以很大程度上加快施工进度，提高机械利用率，减少路基施T.成本。六、结束语井点降水对于砂性土层，含水量较大的収土坑的应用确实是起到了加快施工进度，降低施工成本的作用，但在实际应用中还存在一下几点问题：1、井深与降水辐射而积的布置及计算。2、对周围建筑物地基基础沉降的影响。3、深井降水量的验算与水泵扬程、功率的配套使用。以上I"m］题，在今后的施工屮，还将有待于进一步的研宄与探讨。作者简介：曹忠明，男，1971年9月生，1994年毕业于南京交通髙等专科学校土建系公路与桥梁工程专业，工程师。'