非降水施工（共7篇）
非降水施工 篇1
0 引言
目前, 城市大深基坑的施工采用注浆止水已成为趋势, 非降水施工的风险监控尚未形成系统的方法体系, 国内的基坑施工风险控制的研究案例也主要集中在降水基坑的施工。为了丰富基坑施工风险控制经验、提高施工的安全性、预测环境风险, 本文以北京某地铁主体基坑施工监控为背景, 针对砂卵石地层开挖深度超过20 m的大深基坑非降水施工工程进行风险监控及分析, 旨在提出复杂周边环境下、砂卵石地层大深基坑工程的风险监测要点及控制措施, 为非降水深基坑工程的设计和施工提供指导。
1 工程背景
1. 1 工程概况
北京某地铁车站A站位于城市主道路北侧, 东西走向布置, 横跨道路交叉路口, 与位于路口北侧南北走向的另一车站B站形成换乘。车站主体采用明挖法施工, 主体基坑总长279. 800 m, 标准段总宽度13. 800 m, 基坑深26. 7 m, 车站主体基坑被B站换乘节点分为东西两部分, A站主体基坑贴近换乘节点施工, 施工场地狭窄。
1. 2 工程条件
1) 工程地质、水文地质环境差。所处地层主要为砂卵石层, 地层孔隙率大, 砂土层粘结性差, 透水性好, 这对基坑开挖极为不利; 地下潜水位处于底板结构以上, 基坑降水成为难点。2) 周边建 ( 构) 筑物密集。主体基坑邻近多层商厦建筑物且换乘节点深基坑邻近高架桥。针对此类风险源, 施工时需加强监控量测, 采取相应的风险控制措施, 保证安全。3) 地下管线密布, 错综复杂。4) 与原有地铁车站B站相交。
1. 3 非降水施工措施
根据以往施工经验, 城市的地铁车站的基坑开挖, 一般采用管井降水施工实现基坑内无水作业环境。厚卵砾漂石地层的渗透性较大, 降水形成的沉降槽大, 同时, 基坑周边建筑物密集、各种管线密布对地层沉降控制要求较高, 传统的排水井降水施工方法不能满足施工对于沉降控制的要求。因此, 采用帷幕注浆阻排水的非降水方法, 对基坑封闭后结合明排方式 ( 大口井) 将水疏干, 为结构施工创造无水作业环境。
2 基坑开挖数值模拟
采用有限元软件MIDAS-GTS对基坑开挖过程进行二维数值模拟, 通过对基坑典型断面的开挖支护过程的模拟, 评估、预测基坑开挖对基坑自身以及周边建筑物的风险性影响。
2. 1 计算模型的建立
考虑到边界效应, 模型的计算范围选取如下: 模型的左、右边界与基坑的侧边相距67 m, 60 m ( 约为车站隧道跨度的3 倍) , 下边界与车站隧道的底边相距60 m, 上边界取至地表; 模型中的土体、既有建 ( 构) 筑物采用摩尔—库仑模型、平面单元进行模拟, 围护桩、支撑以及管道单元则采用弹性模型、梁单元进行模拟; 模型计算参数如表1 所示; 模型采用四边形网格划分, 网格划分图如图1所示。
2. 2 数值计算结果分析
1) 桩体变形。由模型计算结果可以看出, 随着基坑的开挖, 桩体水平位移的最大值逐渐下移, 随着支撑的逐步施作, 桩体位移得到了有效的控制。基坑开挖完成后, 桩体变形趋于稳定, 最终桩体的变形及变形量如图2 所示。
2) 桩顶位移。模型对桩顶水平位移的计算结果如图3 所示, 围护桩就位后桩顶向基坑内的方向发生小变形, 基坑完成第一步开挖后, 桩顶向内位移迅速增大, 施作第一道支撑后位移得到约束, 随着基坑的进一步开挖, 左、右侧桩顶全部位移量逐步增大, 施作第三道支撑后趋于稳定, 最大位移量分别为3. 04 mm和2. 34 mm。
3) 高层商厦。基坑开挖完成后, 高层商厦的竖向、水平向位移分别如图4 所示。由位移云图可以看出: 竖直方向上, 高层商厦发生整体沉降, 近基坑侧沉降略大, 最大沉降值为5. 88 mm, 最大差异沉降为0. 92 mm; 水平方向上, 高层商厦底部位移最大位移量为4. 92 mm, 相对位移量为2. 1 mm。
4) 高架桥。基坑开挖完成后, 高架桥的竖向、水平向位移分别如图5 所示。由位移云图可以看出: 竖直方向上, 高架桥整体略有抬升, 靠近基坑侧的向上位移值较大, 最大为0. 57 mm, 桥面差异沉降为0. 46 mm; 水平方向上, 高架桥桩底向基坑侧变形, 桥面则向相反方向发生位移, 相对位移量为1. 97 mm。
5) 周边管线。数值模型中取四条典型管线进行沉降计算, 管线的位置图如图6 所示。随着基坑开挖的进行四条管线的竖向位移曲线如图7 所示, 由计算结果可知, 变化最大的是污水管线D1 050 沉降达到7. 15 mm, 其次是上覆土厚度较小的D500 和D2 200 分别向上隆起4. 50 mm和4. 17 mm。
3 风险控制效果评价
3. 1 基坑自身风险监测分析
1) 桩体水平位移。选取基坑围护桩最大桩体水平变形一断面南、北侧对应一对测点数据进行分析, 基坑围护桩最大桩体变形为15. 1 mm; 该监测断面挖至18 m深时, 变形开始加大, 直至挖至26 m深时, 10 d内变形达10 mm左右, 对第三、四道钢支撑加力后桩体向基坑外变形约2 mm; 分析变形数据, 桩顶2 m左右有冠梁锁定、桩底2 m有坑内土体锁定变形很小, 最大变形在14 m ~24 m之间, 即第三、四道钢支撑部位, 可见桩体变形与开挖深度和钢支撑轴力的施加密切相关, 及时架设钢支撑并施加轴力可有效控制桩体变形, 并且在钢支撑拆撑过程中, 补加其余各层损失轴力, 加强对桩体变形的关注。
2) 桩顶位移。由桩顶监测数据记录可知, 围护桩桩顶水平位移累计值最大为6. 5 mm, 累计值位于4 mm ~ 5 mm之间的测点占总测点的50% , 其余测点均小于4 mm。
图8 列出了典型基坑桩顶水平位移测点的变形历时曲线, 可以看出, 开挖初期变形不明显, 随着开挖深度的增加, 位移趋势加大, 并且贯穿于整个开挖过程, 当基坑开挖且底板混凝土浇筑完成后, 位移曲线趋于平稳, 钢支撑拆除对位移影响不大。
3. 2 周边环境风险源监测分析
1) 高层商厦监测数据分析。由高层商厦测点监测数据可知, 高层商厦最大沉降值为5. 84 mm, 累计差异沉降最大值为3. 5 mm, 两者均小于控制值。
从图9 曲线可以看出, 基坑开挖初期变形不明显, 随着开挖深度的增加, 特别是挖至第二道支撑的深度后, 沉降趋势加大, 并且贯穿于整个开挖过程中, 当基坑开挖完成, 沉降并未立即稳定, 直至底板混凝土浇筑完成后, 沉降曲线趋于平稳。1 号点比2 号点距离基坑较远, 沉降量较小, 两点差异小于控制值。
2) 高架桥监测数据分析。由高架桥测点监测数据可知, 高架桥最大沉降值为2. 28 mm, 沉降值90% 以上集中在1 mm ~ 2 mm之间, 未超过控制值。
从图10 曲线可以看出, 基坑开挖初期变形不明显, 随着开挖深度的增加, 变形趋势加大, 并且贯穿于整个开挖过程中, 当基坑开挖完成, 沉降并未立即稳定, 直至底板混凝土浇筑完成后, 沉降曲线趋于平稳, 1 号点比3 号点距离基坑较远, 初期沉降量较小且变形相对3 号缓慢, 两点差异沉降小于控制值。
3) 周边管线。从监测情况来看, 地铁车站基坑施工重点监测的6 条管线中以D1 050 污水管的沉降最大, 累计最大沉降7.52 mm, 其次是D2 200 雨水管, 累计最大沉降为6. 68 mm, 均小于预警值10. 5 mm, 且各管线变化趋势较为平缓。
从图11 曲线可以看出, 基坑开挖初期变形量不明显, 随着开挖深度的增加, 沉降趋势加大, 直至底板浇筑混凝土后, 部分沉降曲线趋于稳定, 进入结构施工阶段, 基坑周边大型车辆动载及堆载荷载增加, 造成部分测点沉降继续小幅加大。
4 结语
1) 针对地质条件差、周边环境复杂、管线多以及与既有车站相交的环境风险, 采用有限元软件MIDAS-GTS对基坑开挖过程进行二维数值模拟, 通过模拟可以看出不同开挖阶段周边建 ( 构) 筑物的变形趋势, 又经现场实际监控量测数据对其模拟结果进行了验证, 通过数值模拟的变形趋势可以对其开挖过程进行有效指导。
2) 地铁车站基坑开挖过程各监测项目的监测数据累计变化值均小于其控制值, 反映所采用的施工方式对地层及建 ( 构) 筑物的变形控制非常有效, 基坑及周边环境均处于安全可控状态, 总体施工沉降满足风险管理的需求。
3) 基坑自身监测点和周边环境监测点的受力与变形都是随着基坑开挖逐渐增大的, 当基坑开挖完成, 沉降并未立即稳定, 直至底板混凝土浇筑完成后, 受力和变形曲线才趋于平稳。
参考文献
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[5]骆建军, 张顶立, 王梦恕, 等.地铁施工对管线的影响[J].中国铁道科学, 2006, 27 (6) :124-128.
基坑降水施工方案 篇2
某整备候班综合楼占地约671.29m2, 自然地平-0.4m, 槽底标高-4.6m, 基坑深4.1m。
地下水位于自然地面下9.6m (勘察期间) , 经施工前再次测量, 地下水位于自然地面下3.5m。土层由上至下分布如下: (1) 杂填土:层厚约3.6m; (2) 粉质粘土:层厚3.0m; (3) 中砂:层厚0.5m; (根据实际情况降水深度约为1.5m) 。
2 降水方案的设计与计算
2.1 在选择降水方案时, 结合工程的实际情况并兼顾的几个要素
(1) 地下水位的标高 (本工程为地面以下3.5m) 及基底标高, 一般要求地下水位应降到基底标高以下500mm处即可; (2) 土层性质, 包括土的种类和渗透系数; (3) 基坑开挖施工的方式; (4) 开挖面积的大小; (5) 周围环境的影响。
2.2 降水方案的选择
根据本工程的实际情况, 渗水层为细砂层, 渗水系数K=1.0~5m/d, 可以采用在基坑内四周设排水沟, 在基坑内设六个直径为800mm, 深度为1000mm的积水井。
2.3 降水方案的设计和优化
2.3.1 排水方案设计
(1) 排水沟和集水井设置在基坑内距围护结构0.35m处。 (2) 基坑中的明沟与集水井随基坑的不断开挖而逐步加深, 其离开支护结构不小于0.3m, 明沟的断面采用梯形, 其沟底宽度为0.3m。 (3) 保证集水井设置在每个基坑角和1~9轴方向两边中间各设置一个积水井, 井底铺0.3m厚的砾石, 以防泥沙填塞水泵。 (4) 排水沟与集水井保持一定高差, 集水井应比排水沟低0.5 m~1m, 排水沟应比挖土面低0.3m~0.5m。用抽水设备将集水井中的水排至基坑外部, 保证排水畅通, 严禁排出的水流入基坑内。 (5) 施工应随时检查现场的排水系统, 保证水流畅通。 (6) 抽水设备的选用:根据涌水量的计算结果, 本工程决定选用的水泵类型为QY-15型潜水泵。
2.3.2 管井降水方案
本工程采用管井降水方法。管井井点系统由井点管、连接管、集水总管和抽水设备等组成。
(1) 管井的构造与设备。
(1) 滤水井管。
滤水管的长度由计算来确定, 本工程使用内径300mm外径400mm的无砂混凝土管。
(2) 水泵选择。
采用QY-15型潜水泵8台, 其中两台备用。
(2) 管井井点的布置。
平面布置根据基坑实际情况, 集水井设置在基坑的四角, 1~9轴方向两边中间各设置一个积水井。
(3) 坑涌水量计算。
根据本工程的特点, 为规则基坑, 且面积不大。
基坑涌水量计算:
3 管井井点的施工
3.1 准备工作
首先搞好施工现场准备工作, 包括排水沟的开挖、临时施工道路的铺设及泵站的处理等, 对周围在抽水影响半径范围内需要保护的建筑物及地下管线等建立好标高观测系统, 并准备好防止沉降的措施及其实施等等。
3.2 施工技术要求
(1) 在松软或松散易缩孔、塌孔的土层中钻探施工时, 应采用清水钻进, 要求送水泵压不得低于2mPa, 流量不少于20m/h。 (2) 钻到设计预定孔深后, 应加大泵量冲冼, 将孔内土块及泥浆冲冼出孔口, 使孔内水体的含泥量不大于5%。 (3) 钻探成孔后, 应立即下入井点管, 井点管应居中心, 严禁将井点管强行压入孔中。 (4) 在井点管周围投入滤料, 宜采用边向孔内送水边投滤料的办法, 以保证填入的滤料孔隙不被泥沙堵塞, 有利于上层地下水通过井点管向下部疏导。滤料投量应不少于计算值的95%。滤料填至地面以下1m~1.5m。改用粘性料填至地面, 并压实封闭孔口。 (5) 井点施工结束后, 应立即组织清冼。洗井宜自上而下进行, 洗至水清不出砂、出水正常, 井点底不存砂为止。 (6) 每根井点施工完毕, 即着手组装水泵。
3.3 降水监测与管理
降水监测与管理是整个降水工程得以顺利完成的重要环节, 是降水方案设计与总结经验的关键所在。
3.3.1 观测点的布置应能控制降水区和影响范围内地下水动态, 根据不同观测目的, 观测孔内的分布应符合下列要求
(1) 为控制降水区和影响范围内的地下水动态, 自降水区中的垂直和平行于地下水的流向各布置观测孔, 每排4个。 (2) 为查明降水区内最不利 (即受抽水影响最小点) 的水文情况时, 应有选择地布置观测孔。
3.3.2 监测与管理
(1) 降排水之前观测一次自然水位, 在抽水开始的5d~10d内, 要求每天早晚各观测一次水位、流量, 以后每天观测一次, 并做好记录。进入雨季或出现新的补给源时, 应增加观测次数, 做好记录。 (2) 对观测记录应及时整理, 绘制Q-t和s-t曲线图。分析水文下降的趋势与流量变化。预测水文下降达到设计要求的时间;根据实际抽水情况, 研究降水设计的可靠程度或提出调整措施。查明抽水过程中的不正常状部角度其产生的原因, 及时组织排除。 (3) 应观测抽水井的水位和流量, 注意调整水泵合理运行的深度。 (4) 对抽水设备应建立定期检查保养制度, 保证设备的正常运行。降水期间不得停泵。 (5) 抽出的水应排至降水区外指定排水井内, 绝对不能产生回渗。
3.4 井点拆除
地下室或进下结构物竣工后并将基坑回填后, 方可拆除井点系统, 拔出井点管, 所留孔洞用砂或土填塞, 对地基有防渗要求时, 地面下2m可用粘土填塞密实。另外, 井点的拆除应在基础及施工部分的自重大于浮力的情况下进行, 且底板混凝土必须要有一定的程度。防止因水浮引起地下结构浮动或破坏底板。
4 质量管理及保证措施
(1) 严格按照国家有关规范, 规程和设计要求施工, 实行全面质量管理。 (2) 各分项工程, 要严格把关, 明确责任分工。 (3) 及时做好各项施工记录, 收集有关地质资料及试验数据, 以便发现问题及时整改。 (4) 分派专职人员进行试验工作, 做好各项试验数据的记录与整理, 以便及时发现问题, 解决问题。
5 现场安全、文明施工管理
5.1 文明施工
(1) 在基坑范围内就近平整场地, 堆放砂石。 (2) 在现场设置配电箱。 (3) 进入施工现场戴好安全帽, 并接受教育, 现场各种机电设备由专人负责, 非操作人员不得随意动用设备。 (4) 电工、电焊工必须持证上岗。 (5) 现场交叉作业注意密切配合, 听从指挥, 发现问题及时解决。 (6) 基坑开挖后, 甲方及时在四周设置护拦杆, 设专人看护。
5.2 安全施工
(1) 进入施工现场戴好安全帽。 (2) 机械施工时, 危险区内严禁站人。 (3) 施工现场禁止吸烟, 绝对禁止明火, 电气焊作业开火证, 并派专人看火。 (4) 现场电缆除移动部分外, 其它部分需用钢管套护或埋入地下0.3m~0.5m处。 (5) 各种设备必须有专人操作, 非操作人员或维修人员不得随意操作。 (6) 施工期间安全员全面负责安全监督工作, 发现隐患随时排除, 并采取预防措施。 (7) 在保证质量和安全的前提下, 提高效率, 缩短工期, 降低工程成本。
摘要：某整备侯班楼基础开挖过程中降水方案设计与实施。
管井降水施工要点分析 篇3
关键词：管井降水,施工,措施
管井降水是目前施工中最常用的一种降水方法, 所谓管井降水, 是指在拟建工程基坑周围和基坑中间每隔一定距离, 布置一个管井, 放置一台水泵, 不间断抽取地下水, 使基坑内的地下水水位始终低于基坑操作面的一种降水方法。因其具有井距大、多井点相互独立、降水设备和操作工艺简单, 工程费用低等特点[1], 广泛应用于各类深基坑工程, 尤其适用于渗透系数较大、降水位置较深及具有承压含水层的深基坑工程。本文以泰州市中医院工程实例介绍管井井点的施工方法和施工要点。
1 工程概况
泰州市中医院新院建设工程, 地上15层, 地下1层, 高度63.3 m, 建筑面积为14.5万m2, 地下室2.5万m2, 深度6 m。地下水高度-1.5 m。设计降水管井88口, 深度19 m。施工时间:2014年3月10日~4月2日。封井时间:2014年7月8日。
2 操作工艺及施工要点
2.1 测量放线、确定管井位置
对照图纸测量地面实际标高, 按设计图纸确定管井位置, 距基坑上口线1.5 m布置管井中心线, 定位放线后监理及相关单位进行验线, 要求控制井位偏差与设计图纸比较在300 mm以内, 在避让承台影时, 与设计单位协商解决。用钢钎在管井中心位置打入地面下200 mm, 并做明显标志。
2.2 开挖泥浆池
根据现场条件确定泥浆池位置, 并结合管井深度、数量、泥浆排量综合确定泥浆池大小, 在特定位置可布置多井一池。开挖与选定泥浆池时应注意避让地下管网, 并采取防止泥浆流入市政管网的措施, 必要时采用砖砌泥浆池, 防止发生跑浆、漏浆。对地勘报告显示有地下障碍物时, 应在井位处挖直径800 mm, 深1.0 m~1.5 m的探坑;当遇到地下障碍物时, 用挖土机挖出障碍物并用粘土回填;对于土质松散位置的井口, 为避免泥浆浸泡、冲刷导致孔口坍塌[2], 须设置护筒, 本工程基坑南侧医技楼部分为粉沙土, 在施工时采取了800 mm的钢护筒进行井口保护。
2.3 钻机就位、冲击成井
结合地勘报告, 本工程成孔采用冲击钻方法, 利用地层自造浆进行护壁。当地层土质松散时, 利用护筒使孔内泥浆高于地面。成井直径大于井管外径200 mm以上, 且井管外径不应大于200 mm, 井管内径必须大于水泵外径50 mm, 本工程成井直径为800 mm, 无砂混凝土管直径为600 mm, 水泵外径为400 mm。孔深不小于设计深度, 但也不可超深, 以避免受到下部含水层的影响, 井孔保持圆正垂直, 本工程控制井深为20 m。
2.4 清水换浆
在成井过程中, 不断注入清水对泥浆进行置换, 沉渣及时用水泵抽出, 控制井内泥浆密度在0.05 g/cm3~1.10 g/cm3之间。
2.5 吊放井管、回填滤料
井管按实际要求, 采用无砂混凝土管, 放置在混凝土预制托底上, 导中器设置在底部中间, 用8号铅丝进行四周固定, 缓缓下放。上节井管的连接控制在管口与井口相差200 mm时进行, 两截混凝土管的接头处用无纺布粘贴, 防止泥砂挤入淤塞井管;为防止上下节错位, 用2条~4条30 mm宽毛竹片竖向固定井管。井管吊放必须垂直, 且保持在井孔中心位置。井管要高出地面200 mm, 井口加盖, 以防止雨水泥砂或异物流入井中。
滤料回填在井管下入后立即进行。一般采用2 mm~3 mm的粗砂或碎石。为防止回填不均匀或冲击井壁, 应用手推车沿井孔四周均匀填入。滤料回填时应进行计量, 一般以每一手推车为一个计量单位, 其载料约0.2 m3。回填滤料须连续进行, 短时间内将泥浆迅速挤出井孔, 当滤料填至设计高度后, 其上用粘土封填。
2.6 清洗管井
成井后, 在4 h以内, 反复用污水泵进行不少于6次的抽洗, 否则护壁泥皮因时间过长, 逐渐老化, 难以破坏, 影响渗水效果[3]。为确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求, 洗井后可进行试验性抽水。
2.7 潜水泵安装
潜水泵安装前先进行质量检查, 合格后用钢丝绳或尼龙绳吊放, 吊放到设计指定位置, 一般高于井底500 mm~1 000 mm。吊放就位后铺设电缆和电闸箱, 单井单控安装并接通电源。水泵的出水量选择应根据地下水位降深和排水量大小确定, 一般应大于设计值的20%~30%[4]。
2.8 排水管网铺设和地下水抽降
按照管井出水量的要求确定排水管直径, 本工程采用150 mm硬塑料管作为排水管路铺设排水管网, 排水管一端放置在基坑四周的排水沟内。管井进行地下水抽降后应中途不间断, 连续抽水, 逐一进行水泵、井管的维修。开始抽水时, 如果泥浆量过大, 可将水泵适当上提, 如出泥浆量仍然较大, 应重新进行洗井, 或停泵重新补打管井。
2.9 管井封堵
在地上部分建筑达到抗浮要求, 基础外侧防水施工结束后, 可以进行管井封堵。基坑内管井在降水施工结束后采用混凝土封井, 基坑外管井直接采用粘土做回填处理。本工程封井在门诊、医技楼封顶, 住院楼四层结束后进行。
3 安全、环保措施
降水时, 对于周围在抽水影响半径范围内需要保护的建筑物及地下管线等建立好标高观测系统, 并准备好防止沉降的措施, 井点的拔除应在基础及已施工部分的自重大于浮力的情况下进行, 且底板混凝土必须要有一定的强度, 防止因水浮力引起地下结构浮动或破坏底板。抽水过程中注意施工用电, 抽水泵必须实行三相五线制和一机一闸保护, 特别在雨季注意用电巡察。由于井点降水引起周围地层的不均匀沉降, 会对周围环境产生不利影响, 在降水前认真做好对周围环境的调研工作并合理使用井点降水[5]。
4 结语
管井降水因其排水量大, 排水效果好, 设备简单, 易于维护而被广泛应用[6]。在泰州市中医院深基坑工程施工中, 在基坑四周布置40口井, 中间布置44口, 间隔15 m (避开承台) , 井深19 m, 保持不间断抽水, 整个施工过程中基坑内地下水水位均有效控制在-6.5 m以下, 确保基坑在干燥状态下施工, 可见施工方案是可行的。
参考文献
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如何控制井点降水施工质量 篇4
1.1 施工机具
1.1.1 管:
φ38~55, 壁厚为3.0mm的无缝钢管或镀锌管, 长2.0m左右, 一端用厚为4.0mm的钢板焊死, 在此端1.4m长范围内, 在管壁上钻φ15mm的小圆孔, 孔距为25mm, 外包两层滤网, 滤网采用编织布, 外部再包一层网眼较大的尼龙丝网, 每隔50~60mm用10号铅丝绑扎一道, 滤管另一端与井点管进行连接。1.1.2井点管:φ38~55, 壁厚为3.0mm的无缝钢管或镀锌管。1.1.3连接管:透明管或胶皮管, 与井点管和总管连接, 采用8号铅丝绑扎, 应扎紧以防漏气。1.1.4总管:φ75~102钢管, 壁厚为4.0mm, 用法兰盘加橡胶垫圈连接, 防止漏气、漏水。1.1.5抽水设备:根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵, 以及机组配件和水箱。1.1.6移动机具:自制移动式井架 (采用旧设备振冲机架) 、牵引力为6t的绞车。1.1.7凿孔冲击管:φ219×8的钢管, 其长度为10m。1.1.8水枪:φ50×5无缝钢管, 下端焊接一个φ16的枪头喷嘴, 上端弯成大约直角, 且伸出冲击管外, 与高压胶管连接。1.1.9蛇形高压胶管:压力应达到1.50MPa以上。1.1.10高压水泵:100TSW-7高压离心泵, 配备一个压力表, 作下井管之用。
1.2 材料
粗砂与豆石, 不得采用中砂, 严禁使用细砂, 以防堵塞滤管网眼。1.2.1技术准备。1.2.2详细查阅工程地质勘察报告, 了解工程地质情况, 分析降水过程中可能出现的技术问题及采取的措施。1.2.3凿孔设备与抽水设备检查。
1.3 平整场地
为了节省机械施工费用, 不使用履带式吊车, 采用碎石桩振冲设备自制简易井架, 因此场地平整度要高一些, 设备进场前进行场地平整, 以便于井架在场地内移动。
2 井点安装
2.1 安装程序
井点放线定位→安装高压水泵→凿孔安装埋设井点管→布置安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。
2.2 井点管埋设
2.2.1 施工现场的条件, 先降Ⅰ施工段区域的地下水 (Ⅱ、Ⅲ施
工段的施工方法同Ⅰ施工段) , 沿R轴、9轴/Q~R轴段, Q轴/9~11轴段、P/11~15轴段、3/K~L轴段、L/3~15轴段, 开挖线外2.5M处开挖宽1.20m, 深1.50m的水沟, 沿水沟间距1.0m确定井点位置。2.2.2用绞车将简易井架移到井点位置, 将套管水枪对准井点位置, 启动高压水泵, 水压控制在0.4~0.8MPa, 在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉, 并不断地升降套管与水枪。遇到较厚的纯粘土时, 沉管时间要延长, 此时可增加高压水泵的压力, 以达到加速沉管的速度。冲击孔的成孔直径应达到300~350mm, 保证管壁与井点管之间有一定间隙, 以便于填充砂石, 冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上, 以防止冲击套管提升拔出时部分土塌落, 并使滤管底部存有足够的砂石。2.2.3凿孔冲击管上下移动时应保持垂直, 这样才能使井点降水井壁保持垂直, 若在凿孔时遇到较大的石块和砖块, 会出现倾斜现象, 此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。2.2.4井孔冲击成型后, 应拔出冲击管, 通过单滑轮, 用绳索提起井点管插人井孔, 井点管的上端应用木塞塞住, 以防砂石或其他杂物进入, 井在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层。该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果, 应注意以下几点:a.砂石必须采用粗砂, 以防止堵塞滤管的网眼。b.滤管应放置在井孔的中间, 砂石滤层的厚度应在60~100mm之间, 以提高透水性, 并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。填砂厚度要均匀, 速度要快, 填砂中途不得中断, 以防孔壁塌土。c.砂石滤层的填充高度, 至少要超过滤管顶以上1000~1800mm厂-般应填至原地下水位线以上, 以保证土层水流上下畅通。d.井点填砂后, 井口以下1.0~1.5m用粘土封口压实, 防止漏气而降低降水效果。
2.3 冲洗井管
将φ15~30mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗, 直到流出清水为止。应逐根进行清洗, 避免出现“死井”。
2.4 管路安装
首先沿井点管线外侧, 铺设集水毛管, 并用胶垫螺栓把干管连接起来, 主干管连接水箱水泵, 然后拔掉井点管上端的木塞, 用胶管与主管连接好, 再用10#铅丝绑好, 防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用砖将主干管垫好。
2.5 检查管路
检查集水-下管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象, 发现这种情况应重新连接或用油腻子堵塞, 重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝, 直至不漏气为止。在正式运转抽水之前必须进行试抽, 以检查抽水设备运转是否正常, 管路是否存在漏气现象。在水泵进水管上安装一个真空表, 在水泵的出水管上安装一个压力表。为了观测降水深度, 是否达到施工组织设计所要求的降水深度, 在基坑中心找一个桩孔, 以便于通过观测桩孔水位, 了解降水情况在试抽时, 应检查整个管网的真空度, 应达到550mm Hg (73.33k Pa) , 方可正式投入抽水。
3 抽水
轻型井点管网全部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后, 整个抽水管路无漏气现象, 可以投入正常抽水作业。开机7d后将形成地下降水漏斗, 井趋向稳定, 土方工程可在降水10d后开挖。
4 注意事项
4.1 土方挖掘运输车道不设置井点, 这不影响整体降水效果。
4.2 在正式开工前, 由电工及时办理用电手续, 保证在抽水期间不停电。
抽水应连续进行, 特别是开始抽水阶段, 时停时抽, 会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途长时间停止抽水, 造成地下水位上升, 会引起土方边坡塌方等事故。
4.3 轻型井点降水应经常进行检查, 其出水规律应“先大后小, 先浑后清”。若出现异常情况, 应及时进行检查。
4.4 在抽水过程中, 应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控
制流水量, 当地下水位降到所要求的水位后, 要减少出水阀门的出水量, 尽量使抽吸与排水保持均匀, 达到细水长流。
4.5 真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指
数, 现场设专人经常观测, 若抽水过程中发现真空度不足, 应立即检查整个抽水系统有无漏气环节, 并应及时排除。
4.6 在抽水过程中, 特别是开始抽水时, 应检查有无井点管淤塞的死井, 可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。
如“死井”数量超过10%, 则严重影响降水效果, 应及时采取措施, 采用高压水反复冲洗处理。
4.7 如粘土层较厚, 沉管速度会较慢, 如超过常规沉管时间时, 可增大水泵压力, 但不要超过1.5MPa。
4.8 主干管流水坡度流向水泵方向。
4.9 基坑周围上部应挖好水沟, 防止雨水流入基坑。
止水帷幕桩封闭降水施工 篇5
中铁三局集团科技研发中心工程位于太原市新建南路1号, 总建筑面积6.8万m2, 地下2层, 地上37层, 建筑高度170 m。本工程地下水埋深比较浅, 场地地下水位约-3.5 m, 为了在基坑开挖期间减少基础内土质和基底的含水量、保持基坑边坡和基坑底板的稳定、施工场地邻近建筑物和地下管网的使用、便于±0.00以下主体工程的正常施工, 需将地下水降至基底以下0.5 m~1 m。
1 基坑降水方案
1) 本工程采用止水帷幕桩封闭降水技术, 基坑外围设850 mm止水帷幕桩, 桩长23 m (西侧25 m) 。基坑内设27眼降水井, 井纵横向间距约为14 m, 井深20.7 m, 相对标高-21.9 m, (深入基底7.5 m) ;2眼观测井, 井深18 m, 相对标高-19.2 m。基坑外设19眼回灌井, 井深15 m;5眼观测井, 井深15 m。2) 降水井采用一井一泵, 一泵一管独立降水。降水井水管与排水总管相连, 排水总管接入基坑南侧沉淀池。水流经三级沉淀后排入市政管网。回灌采用自然回灌和加压回灌相结合的方式, 基坑北侧、西侧、南侧采用加压回灌, 东侧采用自然回灌, 在西侧设加压回灌水箱, 水泵抽取沉淀池内清水给水箱供水。回灌采用自动控制装置, 通过水位传感装置启闭加压回灌水泵, 实现回灌智能化。3) 降水井成孔直径700 mm, 井管直径400 mm。基坑内10眼降水井采用钢管井, 其余17眼采用水泥网眼管井。东侧基坑边采用大管径自然回灌井, 西、南、北侧基坑边采用小管径加压回灌。大管径回灌井做法同水泥网眼降水管井, 小管径加压回灌井成孔直径120 mm, 井管直径76 mm。观测井做法同小管径回灌井。
2 降水施工技术的要求
2.1 成孔施工工艺
1) 采用反循环泥浆护壁成孔, 循环泥浆性能要求为:注入孔口的泥浆比重不大于1.10;排出孔口的泥浆比重不大于1.20。2) 砂石泵启动前要检查系统的密封情况, 从砂石泵吸入口直到钻头吸渣口上, 发现密封不好及时处理。3) 启动砂石泵, 待反循环正常后, 才能开动钻机慢速回转下放钻头。开始钻进时先轻压慢转, 当钻头正常工作后, 逐渐加大转速调整钻压。4) 钻进过程中应细心观察进尺及砂石泵排渣出渣情况, 排量减少或水中含钻渣较多时应适当控制钻进速度。5) 钻进时如孔内出现坍孔等异常情况时, 应立即将钻具提离孔底并控制泵量, 保持冲洗液循环以吸除坍落物;同时向孔内输送性能符合要求的泥浆, 以抑制继续坍孔。6) 为提高钻进效率和保证孔壁稳定, 必须及时换浆和排渣, 确保泥浆性能指标满足钻进成孔需要。7) 成孔质量标准:孔径允许偏差+50 mm;孔深允许偏差+300 mm;垂直度允许偏差小于1.0%;差孔底沉渣不大于100 mm。8) 清孔:钻孔达到设计深度后, 此时空转不进尺, 加大泵量, 以比重1.05~1.10的低比重新泥浆替换孔内比重较大的泥浆。9) 滤管安置:滤管接头处用4根竹片及铁丝绑扎结实, 必要时接头处包纱网。滤管安置后应保持垂直和居中。10) 滤料填筑:滤管下完后注清水, 稀释孔内泥浆比重接近1.05后, 再填入滤料, 滤料必须沿四周均匀填入, 填入4 mm~6 mm砾石滤料, 井口下1 m~2 m四周用粘土填实封死。11) 洗井:洗井采用空气压缩机, 先清除泥浆再进行抽水, 待水清砂少后再安装潜水泵进行抽水, 直至满足要求为止。成井后必须及时洗井, 做到随打随洗, 不得搁置时间过长或成孔后集中洗井。
2.2 排水、回灌系统及观测井的技术要求
1) 抽水泵采用0.75 k W~3 k W, 流量5 m3/h~25 m3/h清水泵, 对每口管井中设置的潜水泵进行试运转, 检查泵体及控制系统是否能正常运转, 确认无误方可使用。
2) 抽水管采用32 mm的高强度胶管。
3) 在场地北侧、西侧、南侧设DN200排水总管, 排水坡度3‰, 并在适当位置预留DN50排水口便于与抽水胶管连接。在南侧靠近厕所的位置设2.5 m×1.2 m×1.2 m的沉淀池, 沉淀池的水一部分用于冲洗厕所、场地绿化、现场喷洒, 减少扬尘;一部分水用于基坑回灌, 从而节约水资源。
4) 大口径回灌井采用自然回灌。小口径回灌井采用加压注水回灌, 各回灌井用水管连通, 阀门控制, 根据自然水位下降大小调整回灌力度。回灌宜用清水, 用沉淀池抽出的清水进行回灌。
5) 基础西侧、南侧局部、北侧采取加压封闭注水, 回灌方法采用距地坪2 m高处安置2 m×1.5 m×1.2 m的储水箱, 用水管将各回灌井封闭连接, 通过安置于观测井内的浮球上下变化, 自动控制浮球阀门启闭回灌系统。
6) 观测井水位变动范围为原水位上下0.5 m。
7) 观测井安装电子感应水位装置。
回灌智能化系统示意图见图1, 原理图见图2。
2.3 降水运行及管理
1) 西侧降水井待袖阀管注浆加固施工结束后, 方可进行成井施工, 避免地基加固施工影响成井质量。
2) 降水在土方开挖前10 d或更早进行, 随着开挖深度的加深可逐节拆除上部井管, 水泵在疏干时可随井内水位即时开泵与关泵, 根据开挖进度, 控制井内水位在一定深度内。
3) 每天对抽水设备进行检查, 及时发现设备运行中的故障和异常状况, 以便及时排除。
4) 降水运行过程中, 现场实行24 h值班制, 值班人员做好各井的水位观测工作, 认真做好各项施工记录。对降水运行的记录, 及时分析整理, 绘制Q—t (抽水量与时间图) 与s—t (水位下降值与时间) 关系曲线图, 分析水位下降的趋势与流量变化, 预测水位下降至设计要求的时间, 根据实际抽水情况, 指导降水运行, 不断优化降水运行方案。
5) 井口、井管设置醒目标志, 做好标识工作。
6) 土方开挖时, 要派专人配合挖机施工, 做好井管、抽水管及电路的保护工作, 确保降水持续正常运行。
2.4 降水监测
1) 在降水过程中, 对各降水井和观测井, 挂牌标志, 对水位、水量同时进行观测。
2) 降水开始后, 在水位未达到设计要求前, 每天对观测井进行测量, 测量由专人负责, 每天早上6:30, 下午17:30进行测量, 并保证水位, 水量监测准确、真实。
3) 当水位稳定时, 每天观测1次, 主体施工至±0.00 m, 每周1次。
4) 水位有异常情况时, 要根据需要随时观测。
5) 水位观测精度±1 cm, 流量观测精度±0.1 m3。
3 降水运行相关措施及应急措施
1) 降水应急方案:如出现围护渗漏、大量降水、明水倒灌等原因导致水位降不下去, 而影响基坑开挖进度。采用在开挖部位施工轻型井点进行强行降水, 在短时间内解决降水不到位引起的问题。
2) 用电供应方案:在施工过程中, 为防止临时停电影响降水施工进度, 现场配备柴油发电机组一套, 并在临时停电时迅速开启备用电源。
3) 排水保证措施:施工现场潜水泵数量除满足现场正常施工要求外, 应多配置6台, 防止潜水泵不间断运行导致水泵烧坏, 以便第一时间进行更换。
基坑开挖期间由于降雨或泄露等出现明水, 设500 mm×500 mm×500 mm集水井进行明排或设300 mm×300 mm水沟, 将水引入井内抽走。
4) 井管保护:基坑开挖期间, 保护降水井管及排水管道, 以防被碰坏或压坏, 由专人看护井口, 进行井口覆盖, 防止杂物掉入, 以保证开挖期间降水井持续正常运转。坑内降水井的孔位根据深基坑的支撑图正确定位, 不能与设计的支撑相碰。
4 降水对基坑周围既有建筑物的影响与防治
基坑降水有可能引起基坑周边建筑物和路面的不均匀沉降。情况严重时可能引起周边建筑物的开裂、道路的塌陷等严重情况的出现, 所以在基坑降水过程中, 为防止以上情况出现, 应制定相应的应对措施:
1) 在抽水过程中, 安排专人对出水的清浊度进行观察, 如果发现出水浑浊, 说明抽水过程中有大量泥沙抽出, 则应立即停止抽水, 根据漏沙情况, 制定详细处理措施 (如在井管内加隔沙内套等方法) 。
2) 应尽量避免降水漏斗的形成, 或适当缓解降水漏斗的坡度, 在降水过程中, 根据观测情况进行回灌, 尽可能减少对基坑既有建筑物的影响。
3) 抽水过程中要考虑到一切的客观和主观因素, 提前制定应急措施, 确保抽水过程不间断地进行。
4) 采用井管下端抽取地下水, 上部自行回灌, 来平衡水位, 以达到降水坡度内不至流速太快, 而带来的水压突然释放。
5) 基坑开挖期间若出现明水, 设500 mm×500 mm×500 mm集水井进行明排或设300 mm×300 mm盲沟, 将水引入井内抽走, 也可增加真空井点辅助强降。
5 评价
1) 环保性:本工程将基坑的地下水抽取后, 经过过滤、沉淀等处理后储存于沉淀池, 一部分水用于冲洗厕所、场地绿化、现场喷洒, 减少扬尘;一部分水用于基坑回灌, 大大节约了水资源。
2) 技术先进性:回灌采用自动控制装置, 通过水位传感装置启闭加压回灌水泵, 实现回灌智能化。
3) 经济性:本工程所用的基坑降水排水总管道均为该工程中将来要安装的消防管材, 等基础工程施工完毕后, 再将管道拆除, 等待消防管道安装工程开工时使用;本工程基础施工期间, 除饮用水外, 其他生活和施工用水都为经处理后的基坑地下水, 降低了施工场地的用水成本。
6 结语
本工程采用止水帷幕桩封闭降水技术, 地下水的控制采用坑内深井降水与坑外回灌的方案, 从而达到了深基坑施工安全可靠、经济合理、节能环保的目的。
摘要：以中铁三局集团科技研发中心工程为例, 对基坑的降水方案进行了研究, 并对工程采用的止水帷幕桩封闭降水技术的施工工艺进行了详细阐述, 分析了降水对基坑周边既有建筑物的影响, 并提出了防治措施, 指出采用该降水方案确保了基坑的安全运行。
管井降水的设计与施工 篇6
水工建筑物在开挖深基坑过程中, 基础深度一旦超过地下水位埋深, 由于含水层被切断, 在压差作用下, 地下水会不断渗流入基坑, 造成基坑浸水, 使现场施工条件变差, 边坡稳定性、地基承载力下降。为保证施工安全, 应采取有效的降水措施。对于地下水丰富、降水深、面积大、渗透系数大、土质为粉砂类土的施工环境, 多采用管井降水。通过均匀布井, 控制单井落差, 使水位降深满足施工要求, 同时减少对地层的扰动和对原有建筑物的影响, 避免周围地面产生过大的沉降。根据地下水有无压力、管井底部是否达到不透水层, 管井分为无压完整井、无压非完整井、承压完整井、承压非完整井, 以无压完整井为例用水井理论分析管井的设计与施工。
2 管井的设计思路
2.1 基坑等效化
将开挖的基坑等效化为一口大井, 用大井法计算基坑总的涌水量。
总涌水量:Q大=1.366K (2H-S) S/lg (1+R/r)
参数的确定:Q大———总涌水 (m3/d)
R———群井降水影响半径 (m) , 抽水影响半径与土的渗透系数、水位降落值及抽水时间有关, 水位稳定后可按库萨金公式求出:, 也可由带观测井的抽水试验得出。r———基坑等效半径 (m) , 矩形基坑r=0.29 (a+b) , a、b为基坑的长、短边。S———水位降落值 (m) , 一般降到操作面下0.5~1m。H———含水层厚度 (m) , 综合以往施工经验和降水井的深度及地层来确定。也可先假定一个数值, 按完整井模型, 采用含水层厚度按1米间隔递增, 计算涌水量, 然后按非完整井模型, 以同样的方法计算总涌水量, 它们会有一个重合点, 再结合经验确定含水层厚度。K———渗透系数{m/d}, 可用现场抽水试验测定, 计算中取各土层渗透系数的加权平均数。
2.2 确定单井出水量
根据裘布依公式:Q单=1.366K (2H-S0) So/lgR/r0
参数的确定:Q单———单井在无干扰井下的出水量 (m3/d) ;r0———抽水井半径 (m) ;S0———管中的水位降落值 (m) ;l———滤管长度 (m)
2.3 确定管井的数量n
在群井同时抽水的状态下, 每个单井的出水量会减少, 形成干扰群井, 因此在Q单的基础上乘以一个小于1的系数α, 则Q'单=αQ单。
n'=Q大/Q’单
即用总的涌水量除以修正后单井出水量, 再加以一定的富余系数β, β一般不小于1.1.
n=βn'
2.4 确定管井的间距
管井一般基坑周围离边坡上缘2米左右环形布置, 深度应比所需降水的深度深6~8米, 井距一般为8~15米, 井距太大降水效果不好, 同时考虑水泵损坏时, 维修的间隔不能给附近的水位造成过大的提升。通常按实际部署检查疏干基坑中心点O设计水位时装置的总涌水量Q实总, Q实总=1.366K (2H-S) S/lg (R+r) -lg (X1X2X3……Xn) /n
若Q实总<n Q'单
井距、井数满足降水要求。
X为井点位置至基坑中心点的距离。
2.5 水泵的选择
水泵流量与管井的出水能力相匹配, 水泵小时, 达不到降深要求;水泵大时, 抽水不能连续, 增加维护难度, 对地层影响较大。水泵功率N (kw) 一般与流量有关:N=KQH/75η1η2.
K———安全系数;Q———基坑涌水量 (m3/d) ;η1———泵效率, 一般取0.4~0.5;η2———动力机械效率, 一般取0.75~0.85.
施工现场一般准备大中小各种规格水泵, 以便在现场调配。
3 管井的施工
3.1 工艺流程
测放井位———护筒埋设———钻机就位———钻孔———清孔———下井管———填放滤料———洗井———试抽———成井。
3.2 管井结构
管井上、下部各有一节不透水管, 中间为透水管, 井管内径与单井要求出水量、水泵直径、施工机械及井管的市场规格有关。井壁外裹2~3层尼龙网作滤网, 外缠1.0~1.5mm的铁丝固定, 井壁与井筒之间填放粗滤料, 上口用粘土封填, 以防上层滞水流入。井管底部用钢板封底, 接头用电焊接头, 井管底与井底之间填300mm厚的2~4cm碎石, 防止井管下沉。
3.3 施工技术要点
(1) 钻孔过程中, 认真填写施工记录, 记录地层变化情况、含水层岩性及顶板深度和厚度, 以及清水或泥浆的漏失情况; (2) 安装井管前必须清理井底沉渣, 稀释泥浆, 比重不大于1.25, 填料之前再次稀释泥浆, 比重不大于1.15, 填料后立即进行洗井, 水彻底抽清, 保证滤网畅通; (3) 水泵应置于设计深度, 吸水口应始终保持在动水位以下。水泵排水管线及电源线的铺设安装严格按规范要求进行; (4) 对单井进行试抽试验检查降水效果, 水位下降速度和出水量。定期取样检测含砂率, 保证含砂率不大于0.5‰; (5) 为保证降水工作顺利进行, 在施工期间不能停电或做好应对停电的预案, 使管井连续、稳定降水。
4 结束语
基坑管井降水由于土层水文地质条件的复杂性, 有关参数如渗透系数、抽水影响半径等取值的准确性将影响管井系统涌水量的计算成果。因此利用水井理论必须与场地实际情况相联系, 在降水实践中采用信息化施工, 定时检测降深、涌水量;采用抽水试验验证降水效果, 进一步优化降水设计的施工方案。
参考文献
[1]建筑与市政降水工程技术规范 (JGJ/T111-98) [S].
施工降水方案的设计与实施 篇7
随着社会的发展和科技的进步, 对于建筑工程中遇到的某些技术问题, 相关研究者已经相继提出了较为合理的解决方案。就深基坑施工降水问题来说, 解决此类问题的意义重大, 不仅为建筑工程提高便利, 还能够获得更大的效益。解决此问题, 首先就是要研究当地的地下水存在的相关问题, 即当地的地理环境分析, 然后再据此来设计施工降水方案, 讨论其中的利弊因素, 这样才能保证工程的效率和质量。接下来将来继续深入探讨该问题及其相关解决措施。
1 当前施工降水设计理论存在的局限分析
降水井出水量的公式的建立是有前提条件的, 其前提是含水层等厚、均质、分布广泛、隔水层地板和潜水面水平以及地下水渗流稳定等, 再者对于呈层流运动的缓变流来说, 必定要流向完整井才行。在建立稳定潜流完整井公式的时候, 应当直接将垂直分流忽视即可, 理由是假设垂直分流很小而能够达到忽略的程度。那么此时可考虑的只剩水平流速。这里的存在的局限性就在于实际中存在垂直分流, 并且对于这些前提条件要想同时达到是不可能的, 也就意味着理论该公式是建立在理想状态下的, 对实际中施工降水的相关计算处理可能会造成较大的误差, 而这些误差往往就关系到整个工程的质量。因此, 在按照该理论公式进行相关演算时, 应当还有兼顾到实地考察实验分析, 这样才能保证方案准确性。
2 当下施工降水设计规范探究
上述计算出水量的公式是假设在含水土层均质、水面平整等前提下得来的, 显然深基坑的实际情况比理想中的状态复杂的多, 这也就是说通过该理想公式得来的计算结果往往与现实有很大差异。那么就解决这个问题, 可以采用实验加权平均的方式得出一个中和的渗透系数, 这样就可以使得计算结果靠近真实值了。在基坑中主要起作用的是砂和砾石层时, 它们对于该渗透系数作用明显, 土层越厚对该系数影响越大。而主要是细砂层起作用时候, 层土越是薄影响就越小。再者就该公式来讲, 黏土层厚度对加权平均的渗透值也有一定的影响, 但是就实际来讲, 深基坑中粘土层一般都是极薄的因此可以看出其厚度对于该数值影响相对还是较小的。由于粘土层渗透系数与砾石层相比较小, 并且差了一万倍, 和砂层也相差了近千倍, 所以可以将粘土层看成一个相对不透水的封闭的隔水层。如果考虑粘土层的实际透水情况, 也就是说不将其理想化, 不忽略粘土层的实际渗透量, 这样来说就复杂了, 不是现有的公式所能够考虑的, 并且通过理想化后对各土层所做的水量曲线图的影响也很大, 这时候的砂层很砾石层的承压水就有可能出现两种情况, 降水曲线的状态也会发生改变, 应当将细砂中的潜水的不断跌入考虑到, 计算就会更加复杂化。因此, 总结一下, 对于施工降水不可盲目的相信理想化的公式, 也不能脱离理论公式来空谈, 应当将该公式的应用和实际情况相结合, 采用实验加权平均的方式求得一个有意义的渗透系数来帮助工程施工方案的设计。
3 实施的工程概况
3.1 基坑分块降水方案设计
对于深度大, 相应长度宽度都较大的基坑, 应当选取同时具备维护结构和止水帷幕的地下帷幕墙和降水程度好、排水量较大的管井降水方案, 并且优先考虑管井降水方案, 一排水沟明排为辅。根据施工现场基坑形式, 可采用分块之法对基坑内涌水量进行相关计算。对每个基坑进行封闭施工, 并且采取高压旋喷桩或者中隔墙来分割。然后对各个分割后的基坑进行必要的相关数据的编号测量统计, 如各基坑的长度、宽度等。对各基坑的相关数据了如指掌后才能更好的做后续工作。
3.2 管井降水井的相关设计
依据计算主体结构基坑内布置的若干口管井降水井, 还要综合考虑到降水井的布置间距和分布情况。再者降水井距维护结构的距离, 井深和滤水层厚度都在前期工作的考虑范围内。在正式施工的时候, 还要根据当地实际水文地质情况设置水井, 以防地下水补给或者维护桩漏水。对于降水井的孔径和直径, 应当根据现场实际情形进行设计。在微风化岩侵入结构地板深度时, 降水井应当深入其下约三米处, 如果微风化埋深比较深, 降水井就应该深入基坑约七米, 这样才能保证施工降水的效果。就滤水层来讲, 应采用碎石过滤层。井管采用钢管并在低端约五米处打合理孔径、间距合理的眼, 管外还需要包裹若干层尼龙布, 且用铅丝绞紧, 管底部使用钢材封底。
3.3 降水井的施工
结合实际情况考察分析, 可采取冲击钻机正循环成孔法。首先应当进行的第一步就是钻机就位。通过使用水平仪将钻机校正到水平位置, 还要使用相关固定材料将其固定在枕木上, 以防在钻孔过程中出现震动摇晃而使得钻孔失败。接下来就是成孔, 使用该冲钻机进行正循环成孔, 当孔达到设计好的深度之后, 要及时浇注新鲜的泥浆来置换出所有的孔中的泥浆, 并且使用砂石泵抽取出孔内的沉渣, 同时测出深度。在替换泥浆的过程中要合理地安排好泥浆、渣土的清理运输工作。对于降水井井管制作, 一般采用孔径为六百毫米外包滤网材料的钢管。钢管一节长约六米, 采取现场拼接, 接头处须满焊。在钢管进入地下一米时, 须依照一百五十公分的间距在管上开孔, 在对低端的约七米内全部开孔, 并且要控制好孔距等问题。最后在管外包好几层尼龙布, 用铅丝扎紧, 管低端用钢板封底。接下来就是下井管。在下井之前在管上须焊接两个吊耳以备后用。下井时使用汽车吊整体吊装, 当完全进入孔后, 将吊绳切换至两个焊接好的吊耳处将整个管完全抽出, 将井管进行准确定位在孔的正中心时再来下井。由于孔是绝对竖直的, 所以在下放井管时, 应当充分做到吊直井管, 并且还需要另外两名人员于孔口处扶持井管缓慢下放, 尽量避免井管与孔的剧烈碰撞, 下放完成后应当保证井管伸出地表不少于二十米。接下来就是填充滤料, 下放完成后, 为了稳固井管在孔中的位置, 应当立即在井管和孔壁之间的间隙中填充滤料, 滤料的成分一般采用粒径约五到二十五毫米的碎石。在进行回填时候, 将滤料沿着井管外围四周均匀填好, 并且在填充过程中对于速度也是有要求的, 应当保持连续、缓慢而均匀的速度来填入碎石, 以防其它情况造成井管偏移或者孔内架桥等现象。最后一步便是洗井。洗井工作很重要, 应当安排在填好滤料后立即进行, 防止井壁泥质硬化, 给洗井工作造成困难。一般使用深井泵抽水洗井法, 洗井抽水直到抽出来的水质清净无污浊污秽就表示洗井工作完成。洗井时还需要注意一些问题, 需要观测水位和出水量的变化, 如果洗井时出现滤料混杂在水中, 应当立即停止并检查原因。以上就是基坑施工降水的相关工艺, 希望能为广大研究人员提供一点帮助。
4 结束语
降水工程设计理论是建立在简单的理想化模型中的, 因此, 对于深大基坑来说, 这个理论与实际的误差出入就是其局限性所在。通过上述对深大基坑的施工降水的分析讨论, 相关人员一定要善于结合实际经验来进行方案设计, 这样才能够保证整个工程的质量, 在减少时间和金钱成本的同时, 还能保证其效益。
参考文献
[1]常莉, 李君.基坑施工中二级轻型井点降水方案的设计与实践[J].建材技术与应用, 2006 (4) .