在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,明沟排水法难以排干大量的地下涌水,当遇粉细砂层时,还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象,不仅基坑无法挖深,还可能造成大量的水土流失、边坡失稳、地面塌陷,严重者危及邻近建筑物的安全。
轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,将地下水位降至基坑底以下。适用于渗透系数为0.1~50m/d的土层中。
由管路系统(滤管、井点管、弯联管及总管)和抽水设备(真空泵、离心泵和水气分离器)组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图:
①单排布置:当基坑(槽)宽度<6m、降水深度≯5m时可采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧,两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。
③环型或U 型布置:当基坑面积较大时,应采用环型布置(考虑施工 机械进出基坑时宜 采用U 型布置)。
●采用双排、环型或U型布置时,位于地下水上游一排的井点间距应小些,下游井点的间距可大些。
轻型井点降水深度一般≯6m。井点管埋置深度H(不包括滤管),可按下式计算:
●当H 值稍大于6m时,如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时,仍可用一级井点降水;
●在确定井点管埋置深度时,还应考虑井点管露出地面0.2~0.3m,滤管必须埋在透水层内。
井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。
设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外,尚应进行涌水量的计算,确定井管数量及井距,选择抽水设备等工作。
井点降水必然会形成降水漏斗,从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷,为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响,可在井点线m处设置回灌井点,将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中,形成一道水墙。
管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定,一般间距10~50m,最大埋深可达10m,管井距基坑边缘距离≮1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔),适用于降水深度3~5m、渗透系数为20~200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。
如需降水深度较大,可采用深井井点,适用于降水深度>15m、渗透系数为10~250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。
是在井点管内设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气,形成水气射流,将地下水抽出排走。其降水深度可达8~20m。
电渗井点以井点管作负极,打入的钢筋作正极,通入直流电后,土颗粒自负极向正极移动,水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。
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