大管井降水（共7篇）
大管井降水 篇1
1 工程概况
银河·中央公园工程位于临沂北城新区,沂蒙路大桥北临,沂蒙一路以东,沂蒙二路以西,三河街以南,占地500亩。拟建场区受后期人工改造影响,整体地形较平坦。
第一标段(16#~21#楼及地下车库)工程为地下一层,整体车库,16#、21#楼一个单元地上27层;17#楼二个单元、20#楼三个单元26层;18#、19#楼一个单元23层。基坑开挖深度±0.00以下6.7米,电梯基坑挖深为7.5米,基础开挖范围为15998m2,原地坪平均±0.00以下0.4~1.0米左右。
2 现场地质水文条件
2.1 地质结构
场地内上覆地层分布较稳定,主要为第四系冲洪积的粘性土层及砂层,下伏基岩为白垩系安山岩。主要结构特征如下:(1)填土:厚度0.3-0.8米,层底深度0.3-0.8米。(2)粉质粘土:厚度1.2-3.3米,层底深度1.8-3.8米。(3)粘土:厚度1.1-4.5米,层底深度4.1-6.5米。(4)粉质粘土:厚度0.6-3.5米,层底深度5.2-8.8米。(5)中粗砂:厚度2.9-6.7米,层底深度10.8—12.6米。(6)风化岩层。
2.2 地下水情况
勘查期间,在各个钻孔测得内稳定水位埋深约为5.0米,为第四系孔隙潜水,含水层主要为第(5)层中粗砂,地下水量丰富,主要是接受北侧上游径流与大气降水补给,排泄方式主要为向下游径流排放。地下水位随季节变化幅度3米左右,近几年最高水位埋深2.0米左右。
3 降水方法分析选择
依照本工程水文地质特征及降水要求:地下水位埋深约为5米,为第四系孔隙潜水,含水层主要为第(5)层中粗砂,含水量丰富,厚度为2.9-6.7米,层底深度10.8-12.6米;本工程基坑挖深为6.7米,局部7.5米,在基础施工中应保证基坑底以下1.0~1.5米内无水,水位降深最大为9米,对照表1地下水降低方法适用条件。
轻型井点、喷射井点降水降水量小,降水深度浅,深大基坑降水设备投入量大,不经济;截水帷幕结合坑内井点降水的方法施工复杂,施工周期长,可控性差,费用投入也大。管井降水方式适合用于含水丰富的潜水,水位降深大等,符合本工程的特点,所以选择管井降水方式降水。管井降水还有以下优点:(1)适用范围广,排水量大,降水效果好,保证基础施工质量。(2)井距大,对平面布置的影响小。(3)施工工艺相对简单,维修方便、快速。如遇降水效果不明显,可直接采用加管井降水,效果明显,处理方法灵活方便。
4 降水井方案设计
4.1 管井形式设计
依据地质结构特征,含水层层底深度为10.8-12.6米,下面为强风化、中风化岩层,无承压水,所以井深设计为12米,井底至风化岩,管井为潜水完整井;因下层为岩层,无承压水,故不会发生突涌,可不进行突涌验算。本工程为新建住宅小区,无其他建筑物,不必考虑降水对周围建筑物的影响。考虑基础施工期间,河水水位上升和雨季降水的因素,选择管井孔径600mm,井径500mm,井管选用无砂砼管。见图1。
4.2 计算管井降水影响半径R
对潜水含水层,见图2,管井降水影响半径R按下式计算:
式中:R为降水影响半径;S为基坑水位降深,S=3.7+1.5=5.2米;K为土的渗透系数,中粗砂K:15~35米/d。
取K=30米/d;H为潜水含水层厚度,H=12-3=9米(地上3米内无水)。
本工程基坑距离祊河最近处为240米;潜水完整井降水影响半径R=171米,因基坑与河岸距离240米>0.5*R240>0.5*171;所以此基坑属于远离水源类基坑。
4.3 基坑涌水量计算
远离水源潜水完整井基坑涌水量依下式计算:
式中:Q为基坑涌水量;r0为基坑等效半径,本基坑为不规则的基坑,见图3,其等效半径r0计算按下式计算:
4.4 单井涌水量计算
单井管井出水量q(m3/d)按以下经验公式确定:
式中:q为单井涌水量;rs为过滤器半径(rs=0.25米);l为过滤器进水部分长度(l=1.0米)。
4.5 确定理论降水井数量
4.6 校核降水井能否满足要求
计算基坑中心处地下水位降低深度S′,潜水完整井时按下式计算:
式中:S′为基坑中心处地下水位降低深度;R0为基坑等效半径与降水影响半径之和;R0=R+r0=171+71=242米
所以,降水井数量能满足要求。
4.7 选泵
管井单井出水量q=292m3/d=12m3/h。查手册潜水泵技术性能表,选用QY—25型潜水泵。技术指标:流量:15m3/h;扬程:25米,水泵出口直径为准50mm,功率W=2Kw,均能满足要求。
4.8 管井及排水总管布置
考虑现场实际情况,基坑南侧、西侧距离祊河较近,基础施工期间有利用橡胶坝蓄水的可能,所以基坑南侧布井8眼,管井间距20米;西侧布井4眼,按23米间距布井;北侧布井7眼,间距28米;东侧中间布井2眼,间距34米,共布井21眼,管井距基坑1.5米。排水总管分成东西两段布置,15#与16#井中间为基坑出土坡道,东端自18#井沿基坑敷设一道普通钢管至2#井南10米的明沟至旧有排水沟,3#、4#、5#井排水至明沟;西段自14#井沿基坑敷设一道普通钢管6#、7#井排入总管。钢管采用法兰橡胶圈连接,每管井处焊接一根准50长20cm的短管接头,并每道排水总管上均匀预留4个接头备用。起始端设40cm高的砖砌支墩,一次降低,保证排水坡度。见图3。排水总管管径按下式计算:
式中:d为管径(m);Q为排水量(l/s);V为管中水流速度(m/s),临时水管经济流速取V=0.8米/s。
5 管井施工要点及安全注意事项
5.1 管井施工工艺
放线定位→钻机安装→成孔→下井管→填滤料→洗井→连接输水主管→降水排水。
5.2 管井施工及降水要点
(1)管井垂直度控制。成孔采用回转钻机,钻机天轮、磨盘中心、井点中心三点一线,磨盘保持水平,钻进时经常检查钻机是否倾斜,即可保证成孔垂直度,管井垂直度允许偏差必须小于20cm。
(2)控制泥浆稠度。泥浆稠度是影响成孔的关键因素之一,泥浆比重宜控制在1:1.2~1.4之间,以保证成孔和利于洗井。
(3)破壁换浆。成孔后必须清孔,用泥浆泵抽出沉渣,排除管井内钻井时的沉淀物;然后破壁换浆,管井内泥浆控制在1:1.15以下,同时用钢丝束破坏井壁的泥皮。
(4)井管安装。井管采用无砂混凝土管,此管透水性很好。下管采用木质托盘法,托盘作为管井封底与第一节井管连接牢固,并用10~14目/cm2的尼龙纱网包好;井管之间用纱网包扎,并用四根4cm宽的竹片和8#铁丝固定,防止井管错位,然后按此方法逐节安装井管,地面上留20~30cm的井管。
(5)填滤料。井管就位后及时、均匀地回填滤料,滤料为瓜子片。回填滤料完成后,即下泵抽水,直至水清砾净。
(6)封井。滤料回填至距离井口1米时,必须用粘土回填密实,并且保证管井周围无积水。防止地面水沿井壁下渗到基坑边坡土里,造成基坑边坡垮塌。同时井口必须覆盖并加以固定,以防落入杂物及其他事故发生。
(7)排水总管根据现场实际情况,合理布置,即能保证降水效果,又不影响基坑施工,而且经济。必须保证一定的坡度,利于排水。
5.3 安全注意事项及组织安排
(1)进行安全书面交底和现场安全交底;用电要规范,防止用电事故发生,尤其是潜水泵电缆的绝缘;禁止衣着不整操作机械,防止缠绕伤人事故发生;现场配备发电机;井口一定要覆盖并固定。
(2)管井施工期间,管理人员1人,施工人员9人;降水阶段,管理人员1人,工人4人。降水期间要求昼夜巡视及观测地下水位情况并做好记录,保证及时发现问题及时处理;保证两台备用潜水泵和其他材料。
6 小结
管井施工时,管井实际验收井深大多为10.5米~11.5米,16#、17#井深12米,5#井深9米,基坑北侧管井普遍比南侧深,主要与南低北高的地势有关。降水阶段,降水管井静水位一般在地下5米左右,动水位一般在地下8米~10米;降水期间,南侧管井比北侧管井内水量大,无抽干井现象。对比降水水位、涌水量监测的结果与计算数据基本吻合。基础施工时全部在干作业状态下实施,降水效果较好,且对现场施工干扰也少,为基础施工的质量和进度提供了有力的支持和保证,也得到相关单位的认可,取得了一定的经济效益和社会效益。
参考文献
[1][给水排水设计手册]第三册[城市给水]第一版.中国建筑工业出版社,1986.
[2][建筑施工手册](第四版).中国建筑工业出版社,2003.
[3]黄永平.基坑降水技术在建筑施工中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(04).
管井降水施工要点分析 篇2
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
[1]彭立刚.浅议管井降水施工的技术要点[J].城市建设理论研究, 2012 (5) :150-151.
[2]冯玉国.深基坑管井井点降水工程中常见的问题, 预防措施及处理方法[J].探矿技术, 1997 (10) :38.
[3]何煜, 王渊辉, 王磊.管井降水在城市基础工程建设中的应用探讨[J].平顶山工学院学报, 2005 (7) :66-68.
[4]吕勤, 熊军.管井降水在深基坑工程中的应用[J].低温建筑技术, 2005 (20) :103-105.
[5]何进基.深基坑井点降水施工[J].企业技术开发, 2005 (1) :13-15.
管井井点降水施工方案的确定 篇3
1 工程概况
我项目部所承建的污水处理厂曝气池为四个钢筋混凝土方形池;两个为一组, 两组之间有一个泵房, 池子长55.7m, 宽19.3m, 池壁为变截面, 上部壁厚为350mm, 底部壁厚为750mm, 底板厚度为800mm, 混凝土标号为C25, 混凝土抗渗S6, 抗冻D200。曝气池底板底标高为-6.54m, 地下水位约-2.5cm左右。
2 地质分析
根据地质实际情况及施工图要求, 我们查阅了有关地质资料, 进行了实地考察。根据地质勘察报告该厂地下水属非承压潜水类型。主要补给受大气降水和附近污水排水影响, 水位高程西北部为1050.9m, 东南部为1049.2m, 按最不利情况确定最高地下水位为1051.0m, 地下水对混凝土基础无侵蚀性, 其加权渗透系数K=50N/d。根据地质勘察报告可以看出场地内的土层从上至下依次为:第一层、耕土、褐黄色、干———稍湿、厚度0.4~0.7m, 层底标高1050.10~1052.50m。第二层、粉土、以粉土为主, 个别地面夹粉砂或粉质粘土, 黄褐色、稍湿———湿厚度为3.0.m~5.6m, 层底标高1047.10~1049.10m。第三层:砂砾、湿———饱和密实、厚度3.6m~3.8m, 层底标高在1039.9~1042.9m, 自然地面以下15.0m以内为含水层, 含水量主要是第三层砾砂和第四层卵 (砾) 石, 第五层基本不含水, 可视作稳定的隔水底板。
3 降水方案选择
在查阅资料和实地考察的基础上, 降排水方案初步定为井点降水法。
井点降水就是在开挖土方之前, 预先在基坑周围设置一些滤水管 (井) , 与总管连接抽水, 在基坑开挖前和开挖过程中利用抽水设备不断抽水, 使地下水位降低到基坑底以下, 以便土方工程、钢筋混凝土工程在无水干燥的状态下进行施工。
井点降排水方法有:一、二级轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等。
降低地下水位方法的选用, 要视土层的渗透系数、降底水位深度及设备、技术经济比较等具体条件而定:
了解一下各种井点排水的适用范围可知: (1) 轻型井点:土层渗透系数K=0.1~80m/d, 降水深度3~6m, 适用于粉砂、轻型粘土等, 渗透系数较小的土层。 (2) 喷射井点:土层渗透系数K=0.1~50m/d, 降水深度8m~20m, 适用于砂土或粉砂、淤泥质土。 (3) 电渗井点:土层渗透系数K<0.1m/d, 适用于饱和粘土, 淤泥和淤泥质粘土中。 (4) 管井井点:土层渗透系数K=20~200m/d, 降水深度3m-5m, 适用于地下水位丰富的土层、砂层。 (5) 深井井点:土层渗透系数K=10~250m/d, 降水深度>15m, 适用于涌水量大、较深的砂类、土类。
曝气池基坑底标高-6.64m, 基坑开挖深度内含水层较厚, 基底座落在含水层内, 地下水位比较丰富。含水层的土质为砂砾及卵 (砾) 石, 渗透细数较大, K=50m/d。根据地质资料计算降水深度在5m左右。综合上述条件符合管井降水范围, 确定采用管井井点降排水法施工。
管井井点降排水法就是沿着基坑每隔一定距离设置一个管井, 每一个管井单独使用一台水泵, 不断抽水降低地下水位, 此方法具有设备较为简单, 排水量大, 降水深, 水泵放在地面易于维护等特点。
4 管井布置
4.1 管井埋深
管井埋深H≥H1+h1+iL+l (1)
H1:井管顶标高至基坑底的高差 (m) ;H1=6.64+0.4=7.04m (0.4是井点管顶至基坑顶面的高差) 。
h1=降低后的地下水位至基坑底的距离一般取0.5~1.0米, h1=1。
i:地下水降落坡度。i=1/10。
L:井点管中心至基坑 (长66×宽50) 中心水平距离 (m) L=1.5+25=26.5m (1.5是井点管中心至基坑边缘的距离) 。
l=滤管长度 (m) l=2m
将数据代入 (1) 式得:H=12.69m
由于管井距基坑中心较远, 土层渗透系数较大, 涌水量也大, 综合各方面原因, 管井埋深15m。管井采用直径φ380mm的混凝土管, 滤管采用钢筋焊接骨架外包一层铁丝网、一层钢丝网。管井外侧填150厚豆砂滤石。
4.2 涌水量计算
管井埋深15m, 井底达到不透水层为完整井。地下水无压力, 因此可按无压完整井计算其涌水量:
Q=1.366K (2H-S) /lgR-lgX0 (2)
要计算出Q, 必须先确定K、H、S、X0、R
(1) 渗透系数K=50m/d
(2) 含水层厚度H=1051.0-1039.9=11.1 (m)
(3) 水位降低值S=1051.0-1046.85+1=5.15 (m)
(4) 基坑假想半径X0:该基坑平面尺寸:66m×50m、长/宽=1.32<5可将不规则的平面形状化成一个假想半径为X0的圆形井进行计算:
F:基坑的平面面积 (m2)
Л:圆周率
(5) 抽水影响半径R:
将系数代入 (2) 式得:Q=6973.5m3/d
4.3 管井数量、间距
(1) 管井数量:N=1.1Q/q
q:单根井点出水量
q=65Лdl3√K=65×3.14×0.38×2×3.7=573m3/d
n=1.1 (6973.5/573) =13.4
n=13.4取n=14
选用14个管井。
(2) 管井间距:可根据井点系统布置方式进行计算
D=2 (L+B) /n-1=18.7 (m) 取D=18m
L、B———分别为矩形井点系统的长度和宽度 (m) 。
管井间距确定为18m。
根据计算及基坑抽水影响半径和可能出现的其它情况, 14个管井按间距18m沿基坑四周均匀布置, 基坑四周采用Φ300钢管排入汇水井内, 然后经主管Φ500钢管将水排至汇水井。
5 结束语
方案实施后, 降排水效果很好, 完全满足施工要求, 降低了施工成本, 缩短了施工工期, 达到了预期效果。实践证明施工方案的正确选择是非常重要的。虽然这次降排水施工是成功的, 但是还存在着不足, 方案偏于保守机械设备没有充分发挥应有的效率。
式中:q4-生活区生活用水 (L/s)
摘要：文章介绍了包头市北郊污水处理厂曝气池降排水施工方案的确定及实施, 重点对方案的确定及方案设计中主要数据进行了计算和分析, 使得降水方案更加科学合理, 简单有效, 更好的指导施工
关键词：管井井点,降水排水
参考文献
管井降水在工程上的应用 篇4
一、实例工程概况
1. 某工程地处福建漳州漳浦古雷半岛, 根据业主提供的工程勘
察报告可知, 基础底部所处 (2) 层, 土质为细砂层, 地下水位高, 初见水位埋深在0.8~1.00 m, 地下的情况不可预见, 土方开挖无法正常施工 ( (2) 层细砂含泥量大, 明沟排水开挖时, 土中夹含水及时排出, 以致形成软泥和流沙, 使基槽受到浸泡) 。
2. 场地地貌概述及土壤性状。
该工程场地位于古雷半岛, 原始地貌属海陆相交互沉积平原。场地平坦开阔, 西邻新杜古线, 中西部为明达玻璃硅砂矿取砂场, 现已形成水库, 库底标高-4.3~1 m;其余为菜地, 标高3~9.5 m。场地内及附近未发现不良地质作用和地质灾害。据区域地质资料显示, 也无区域性的断裂通过。据钻探揭露, 在钻探深度范围内, 钻探区域内自上而下分布的岩土层、淤泥层、粉砂层、淤泥质土层、残积砂质黏性土层、全风化花岗岩层、散体状强风化花岗岩层、碎块状强风化花岗岩层和中风化花岗岩层。粉质黏土-1在部分地段相变为黏土, 粉质黏土与黏土工程性能相近, 因此不再另外划分;中砂0-3在局部地段相变为粗砂, 中砂与粗砂工程性能也相近。
3. 地下水位及其变化幅度、最高水位情况。
勘察期间 (平水期) 测得拟建场地内陆域钻孔地下水初见水位埋深0.30~6.80 m, 标高2.59~3.22 m;混合稳定水位埋深0.30~6.60 m, 标高2.82~3.32 m。水域钻孔由于受地表水体的影响, 初见水位和混合稳定水位埋深均为0.00 m。粉质黏土0-1以下强 (良) 透水层 (细砂-}2、中砂-}3) 的承压水头埋深分别为3.30 m, 1.90 m, 2.70 m, 高程分别为3.06 m, 2.44 m, 2.71 m。根据场地所处位置、区域的气候特征、周边排水条件, 参考区域水文地质资料, 估计场地地下水位年变化幅度约1 m, 场地年最高水位按黄海高程为5~6 m, 自然地坪较高处地下水位也较高。
二、管井降水的作用和特点
管井降水是目前应用较多的降水方法之一。它是在拟建工程的基坑周围每隔一定距离布设一个管井, 每个管井内安装一台水泵, 当多个管井同时抽取地下水时, 使基坑范围内的地下水降低到基底开挖基础面以下要求深度, 并始终保持地下水位低于基础底面一定距离, 以达到在干燥状态下进行基础施工的目的, 直到基础施工回填完毕。管井降水因其井距大、多井点相互独立、降水设备少和操作工艺简单和工程费用低等特点, 广泛应用于各种深基坑工程中。
三、水力参数的取定与基坑涌水量计算
1. 基坑降水需要依据工程地质和水文地质条件、降水要求及降
水对周围环境影响, 确定管井的构造、数量、井距平面布置及滤管、滤料的规格, 从而进行水泵选型、水位观测孔布置。
2. 土的渗透系数是降水设计的主要依据。
重要的工程要通过野外现场抽水试验来确定。若降水深度通过多种含水土层时, 土层渗透系数可取加权平均值。影响半径也是计算基坑涌水量的主要参数, 通常按R0=2S进行计算。
基坑总涌水量和管井出水量的估算是确定管井数量和井距的依据, 每天流入基坑的地下水量, 一般采用经典的裘布依理论推导计算公式进行分类计算。管井的出水能力取决于水文地质条件和抽水设备。
四、管井的构造与布置
管井主要有井口、井管、过滤管和沉淀管等结构组成。工程降水常采用无砂混凝土管作为过滤器, 过滤器外包滤布和滤料, 这样可增大过滤器及周围有效孔隙率, 减少地下水流入过滤器的阻力, 增大井孔出水量, 防止涌砂。地下水以下为滤水管, 使地下水能顺利流入滤水管内, 提高抽水效果。
降水管井布置。根据基坑的平面形状及所需降水深度, 一般沿基坑外围四周呈环形布置, 也可沿基坑两侧或单侧呈直线布置, 距边坡上缘2 m左右。对降水面积大的基坑, 降水漏斗曲线不能满足基坑中心降水要求时, 可在基坑中部增设临时降水管井, 其随土方开挖逐渐失效。井点应深入透水层6~9 m, 通常应比所需降水的深度深6~8 m, 井距一般为10~15 m。
五、管井的施工
1. 测放井位。按降水井井位平面布置图测放井位, 当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时, 可作适当调整。
2. 埋设护口管。护口管底口应插入原状土层中, 管外应用黏性土封严, 防止施工时管外返浆, 护口管上部应高出地面0.1~0.3 m。
3. 钻机就位。机台应安装稳固水平, 大钩对准孔中心, 大钩、转盘与孔的中心三点成一线。
4. 成孔。
采取泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔, 孔径应比井管直径大300 mm, 钻孔应保持圆正垂直, 孔深不小于设计深度, 偏差不小于200 mm。
5. 清孔换浆。钻孔钻进至设计标高后, 应进行冲孔, 清除孔内杂物, 同时将孔内的泥浆密度保持在1.15~1.25 g/cm3。
6. 吊放井管。
井管采用无砂混凝土管, 在预制混凝土井托上放置井管, 在底部中间设导中器, 四周拴8号铁丝, 缓缓下放, 当管口与井口相差200 mm时, 接上节井管, 接头处用玻璃丝布黏接, 以免挤入泥砂淤塞井管;竖向用2~4条3 mm宽竹条绑扎井管管身, 固定井管, 底端井管作为沉砂管, 以上3.0 m井管外包一层尼龙网作为过滤段, 避免堵塞井壁。吊放井管要垂直。为防止雨水、泥砂或异物进入井口, 井管要高出地面300 mm, 井口加盖。
7. 填滤料。
井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入, 宜保持连续性, 将泥浆挤出井孔。填滤料时, 应随填随测滤料填入高度, 不得用装载机直接填料, 以防不均匀或冲击井壁。
8. 洗井。
成井后, 借助空压机清除孔内泥浆, 至井内完全出清水为止, 再用污水泵反复进行恢复性抽洗, 抽洗次数不得少于6次洗井应在成井4 h内进行, 以免时间过长护壁泥皮逐渐老化而难以破坏, 影响渗水效果。
9. 水泵安放。
成井施工结束后, 及时下入潜水泵, 泵的端部至井底距离不小于0.5 m。安装并接通电源, 每井附近设置电闸箱, 预埋电缆, 做到单井单控电源。
1 0. 排水。洗井及降水运行时, 用管道将水排至场外。
六、结论
深基坑支护工程中的管井降水 篇5
关键词：深基坑,支护,管井降水
1 工程概况
1.1 工程地理位置概况
某住宅小区工程由9栋高层住宅楼组成, 结构形式为剪力墙结构, 基础为PHC管桩基础。总建筑面积约158 237.19 m2。其中地上建筑面积122 565.65 m2, 地下建筑面积35 671.54 m2, 为整体地下室。基坑平面大致呈梯形。东西长约192 m, 南北向长约为230 m。原始自然地坪标高为51.1 m~51.2 m, 基坑底设计标高为-7.9 m, 基坑开挖深度约6.2 m。因开挖深度超过5 m, 属超过一定规模危险性较大的分项工程, 为保证基础施工阶段边坡安全, 施工中须进行深基坑支护。
1.2 场地工程地质概况
1) 岩土分布及工程特征。
(1) 粉土:场地内普遍分布, 层底深度2.90 m~4.60 m, 层厚2.40 m~4.60 m, 均厚3.85 m。浅黄色, 湿, 中密, 摇振反应中等~迅速, 光泽无, 干强度低, 韧性低。 (2) 粉质粘土夹粉土:场地内普遍分布, 层底深度5.60 m~7.40 m, 层厚1.50 m~4.30 m, 均厚2.42 m。该层以粉质粘土为主, 夹有厚度小于0.50 m的粉土薄层。粉质粘土:棕褐色, 可塑, 中高压缩性, 稍有光滑, 摇振反应无, 韧性高, 干强度高。粉土:灰黄色, 湿, 稍密~中密, 摇振反应迅速, 光泽无, 干强度低, 韧性低。 (3) 粉土:场地内普遍分布, 层底标高37.47 m~40.62 m, 层底深度10.20 m~13.40 m, 层厚2.30 m~6.50 m, 均厚4.44 m。浅黄色, 湿, 中密, 摇振反应迅速, 光泽无, 干强度低, 韧性低。 (4) 粉质粘土:地下车库及商业处, 局部孔未揭穿, 层底深度13.90 m~16.70 m, 层厚1.40 m~5.30 m, 均厚3.94 m。棕灰色, 可塑, 中高压缩性, 稍有光滑, 摇振反应无, 韧性高, 干强度高。 (5) 粉质粘土:局部缺失, 主要分布在场地西北部, 层底深度15.50 m~18.00 m, 层厚0.40 m~3.10 m, 均厚1.87 m。棕黄色, 可硬塑, 中压缩性, 无摇振反应, 稍有光滑, 韧性中等, 干强度中等。局部粘性小, 相变为粉土。 (6) 细砂:地下车库及商业处、1号, 2号楼个别一般孔未揭穿, 层底深度18.70 m~30.20 m, 层厚0.90 m~14.60 m, 均厚8.28 m。浅灰黄色~棕黄色, 中密~密实, 低压缩性。矿物成分以石英、长石为主, 云母次之, 暗色矿物少。
2) 水文地质简况。
勘察期间经钻探揭露, 场地孔内稳定水位埋深4.00 m~4.90 m, 标高45.97 m~46.83 m, 属潜水, 主要赋存于第 (1) 层粉土底部、 (2) 层粉土夹粉质粘土上部及下部各层砂层内, 由于受 (1) 层土中粉质粘土透镜体的影响, 上部土层在埋深1.80 m~2.50 m段局部分布有上层滞水。地下水对基础开挖有影响, 需进行基坑降水施工。
2 方案的选择
根据勘察报告及地区经验, 粉质粘土及粉土综合渗透系数综合取0.41 m/d, 砂层渗透系数取5.81 m/d。根据该场地地下水埋藏条件、基坑开挖深度以及场地附近地区已有的降水经验, 基坑降水采用抽渗结合的管井降水方式。考虑该基坑周边土质比较松软, 防止在施工期间雨水冲刷边坡造成边坡塌方并结合现场文明施工要求, 基坑边坡采用放坡网喷支护方式。
3 管井降水设计与施工
3.1 管井降水设计
3.1.1 降水井深度
按本工程设计施工图, 基坑开挖深度6.2 m;地下水位需降深3.5 m (按地下水位降至基础底面以下1.0 m计算) 。由于该场地上部土层渗透系数小, 下部砂层渗透系数较大, 管井设计深入砂层内, 降水井深度采用JGJ/T 111-98建筑与市政降水工程技术规范式 (1) 计算:
其中, Hw为降水井深度, m;Hw1为基坑深度, m;Hw2为降水水位距基坑底要求的深度, m;Hw3为iro, i为水力坡度, 在降水井分布范围内宜为i=1/10~1/15, ro为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2;Hw4为降水期间地下水位变幅, m;Hw5为降水井过滤器工作长度, m;Hw6为沉砂管长度, m。
同时根据本地区类似工程实例和以往降水经验, 为既能达到降水效果, 又能减少降水时间的宗旨, 管井深入渗透系数较大的第 (6) 层细砂含水层, 通过抽渗结合的方式降水, 确定井深为25 m。
3.1.2 单井出水量
采用JGJ 120-2012建筑基坑支护技术规程式 (2) 确定:
其中, q为单井的出水能力, m3/d;r为过滤器半径, r=0.15 m;l为过滤器进水部分长度, l=1.5 m;K为含水层渗透系数, K=5.81 m/d。
3.1.3 基坑出水总量 (按潜水非完整井基坑计算)
其中, Q为基坑总涌水量, m3/d;H为潜水非完整井含水层有效带深度, H=21 m;K为渗透系数, K=5.81 m/d;S为基坑水位降深, S=3.5 m;h为降水后基坑内水位高度, h=17.5 m;R为影响半径, ;r0为基坑假想等效半经, r0=0.29× (230+192) =122.38 m。
3.1.4 抽水井数量
据JGJ 120-2012建筑基坑支护技术规程第8.3.3条, 降水井数量计算公式:
其中, n为降水井数量, 眼;Q为基坑总涌水量, m3/d;q为单井涌水量, m3/d。
考虑基坑形状和基坑周边降水井截水帷幕的作用, 在基坑周边按井距16 m加密布置, 共布置降水井50眼。因基坑开挖面积较大, 主楼间距较大, 在每座楼周边分别布置降水井, 基坑内部共需设降水井39眼, 间距30 m。故本次基坑设计降水井89眼。集水坑、电梯井等处若遇隔水层, 可采用轻型井点局部降水, 管间距1.5 m, 点管埋深低于电梯井或集水坑2 m, 每组轻型井点控制长度约为30 m。
3.2 管井施工
3.2.1 工艺流程
管井施工工艺流程:测量放线→管井施工→洗井→排水干管铺设→下泵→抽水→封井。
3.2.2 降水井施工
1) 钻孔:成井采用钻机成孔, 泥浆护壁。成孔直径600 mm, 成孔深度25 m。钻机就位后要平整稳固, 确保在施工过程中不发生倾斜移动, 一径到底, 不留沉渣, 钻孔要求正、圆、直, 倾斜度小于1%。井旁设置泥浆池或泥浆沟, 深度1.5 m, 当钻孔至要求深度后, 应及时向井孔内送入稀泥浆, 以替换稠泥浆。换浆过程中, 应使泥浆逐渐变稀, 不得突变。
2) 下管:下管前孔内泥浆要充分稀释, 并在孔底填入600 mm厚度的封底滤料。成孔完毕应立即下滤水钢管或无砂水泥管, 井管内径不小于300 mm。对砂层在井管外包裹80目~100目滤网。水泥管下管前要用竹片绑紧。下管时为保证垂直居中, 在管底部用8号铁丝捆三块长30 cm, 宽10 cm, 厚5 cm的木制导正器, 使管中心与孔中心重合。
3) 填料:井管外滤料采用2 mm~4 mm级配石英砂。滤料从井口四周均匀回填, 防止将井管挤偏, 开始时速度不宜过快, 待井管内出水后再适当加快填料速度, 井口返水突然变小时, 说明滤水管已淹没, 继续填至离井顶1.5 m时用粘性土回填至地面, 井口要加盖。
3.2.3 排水系统的安装
1) 为便于观察单井抽水水量变化及含砂量的检测, 排水方式为单井直排, 即每个抽水井设单根排水管就近与沉砂池相接。抽水用潜水泵抽水, 水泵下至距井底2 m, 其下部为沉淀用。本工程基坑四周敷设排水管道, 采用DN315的钢管, 壁厚5 mm, 每20 m设置一个钢制沉砂池 (长1.5 m×宽1 m×深1 m) 连接, 钢板厚5 mm, 沿基坑四周共布置39个沉砂池。经沉砂池沉淀后, 沿排水管道排入市政管网。
2) 水泵的安装与运转:成井结束填料后, 在降水井内及时下潜水泵。每个井管设置一台, 水泵采用胶皮软管引至地面沉砂池。施工时要边打井、接着洗井、装泵、试抽水, 水泵一旦启动即要24 h连续运转, 必要时配备专用发电机, 争取早日将水位降到设计要求。定时通过水位观测孔观测水位, 以确定水泵的停与用。试抽水过程中定时测定抽水量, 并做好记录, 校核抽水量与设计计算值是否相符, 若出入较大, 应及时调整降水方案。
3.2.4 降水运行
1) 基坑内的降水井应在基坑开挖前20 d进行, 做到能及时降低基坑中的地下水位。
2) 坑内降水井抽水时, 潜水泵的抽水间隔时间自短至长, 每次抽水井内水抽干后, 应立即停泵, 对于出水量较大的井每天开泵的抽水的次数相应要增多。
3) 降水运行期间, 现场实行24 h值班制, 值班人员应认真做好各项质量记录, 做到准确齐全。
4) 降水运行过程中对降水运行的记录, 应及时分析整理, 绘制各种必要图表, 以合理指导降水工作, 提高降水运行的效果。降水运行记录每天提交一份, 对停抽的井应及时测量水位, 每天1次~2次。
3.2.5 封井
停止降水后, 对管井采用可靠的封井措施进行封堵。管井上部采用同直径的4 mm厚止水钢管连接, 在钢管底部焊接4 mm厚水平钢板翼环, 翼环宽80 mm, 将钢管周边翼环浇筑在垫层混凝土中。在浇筑基础垫层混凝土时, 翼板下部的混凝土必须振捣密实, 翼板上部的混凝土应大于50 mm厚。当降水井中止时, 对降水井进行封堵, 管井内采用1∶1级配砂石回填密实。当降水井封填至垫层底标高下250 mm时, 采用同筏板强度等级相同的微膨胀混凝土浇筑至钢管口下50 mm, 最后用4 mm钢板进行封焊。
4 基坑网喷支护
因本工程周边远离建筑物, 且土质松软, 易发生边坡滑坡, 基坑采用放坡网喷支护的方式。
1) 土方开挖采用1∶0.7放坡。坡面经分层开挖后, 采用小型机械或铲锹进行切削清坡, 使坡度及坡面达到规范和安全要求。随后进行网喷支护施工。
2) 随坡铺设43×110钢板网, 搭接长度不小于300 mm。在坑上距离基坑周边1 m范围内满铺钢板网, 钢板网采用插入土中的“L”形的Φ16钢筋固定, 梅花状布置间距1.5 m, 插入土中不小于1 m长。钢板网与坡面的间隙应大于20 mm。
3) 面层喷射混凝土, 喷射厚度为60 mm, 强度等级C20。喷射混凝土, 水泥标号P.O32.5, 中砂, 石子最大粒径不应大于20 mm。搅拌混合料遵守随用随制的原则, 混合料的存放时间不宜超过2 h。喷射作业应分段进行, 同一分段内喷射顺序自下而上, 一次喷射厚度不小于30 mm。喷射作业时, 喷头应与坡面保持垂直, 喷射完的混凝土其表面平整度应不大于12 mm, 颜色应一致。喷射混凝土面层终喷2 h后, 喷水养护, 养护时间不少于7 d。
4) 应对喷射混凝土的强度进行试验, 每500 m2不少于1组。对喷射混凝土厚度应进行检测, 每500 m2不少于1组, 每组不少于3点。最小厚度不小于设计厚度的80%。
5 结语
施工方案的选择十分重要, 直接决定了该工程施工质量、工期和工程成本。所以任何一项工程在施工前, 一定要认真优化施工方案, 科学合理地组织施工, 才能确保工期、质量和效益的最大化。
参考文献
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[2]江正荣, 朱国梁.简明施工计算手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社, 2005.
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[4]JGJ/T 111-98, 建筑与市政降水工程技术规范[S].
浅谈管井降水动态管理与经济效益 篇6
近十年来,随着高层建筑的大量兴建,集岩土工程和结构工程为一体(包括挡土、支护、防水、降水、挖运土、监测和信息化施工的系统工程)的基坑及边坡支护技术,成为工程建设的一项热点问题。本文简要介绍管井降水设计,并采用动态管理,定时检测降深、出水量,抽水试验验证降水效果,进一步优化基坑降水方案的设计,提高经济效益,抛砖引玉,引发同行对管井降水设计的研究。
1 工程实例
1.1 工程概况
福州机场高速二期拆迁安置房位于福州市马尾区魁岐村。建5幢18层住宅楼,建筑高度52.9~54.5m,项目总建筑面积为60770m2,其中地上51267m2,地下9503m2。1#~3#楼和4#~5#楼各设一层整体地下室,地下室埋深约4.8m,4#~5#楼基坑长约105m,宽约16m,周长约257m,面积约1660 m2,呈长方形状;1#~3#楼基坑长约70m,宽约110m,周长约395m,面积约7755 m2;呈梯形状。
1.2 场地工程地质条件
(1)地形、地貌:拟建场地位于福州马尾魁岐村,现场为菜地,场地平坦,地貌为海陆交互沉积平原地貌单元。
(2)场地岩土层结构及特征:经本次钻探揭露,拟建场地在揭露深度内,其岩土层从上往下可分为11层,具体分述如下:(1)素填土(Q4ml):灰、灰黄、黑等杂色,稍湿,松散-中密,以粘性土为主,层厚0.1~2.1m;(2)淤泥质土:灰黑色,饱和,软塑状态,具水平层理,层厚0.6~5.8m;(3)中砂:灰、灰黄色,饱和,松散-中密,层厚4.4~22.3m;(4)淤泥:深灰、灰黑色,饱和,流塑,含少量腐植物,多具水平层理,层厚1.2~13.4m;(5)砂质粘土:褐黄、灰色,湿,可塑,主要成分为粘性土,层厚0.9~4.7m;(6)圆砾:灰褐、褐黄等色,饱和,稍密-中密状态,层厚0.55~8.8m;(7)粉砂:灰、深灰色,饱和,稍密-中密,层厚1.7~10.9m;(8)砂质粘土:灰、灰黄、褐黄色,湿、可塑,局部呈硬塑状态,层厚0.45~6.3m;(9)全风化花岗岩:灰黄色、灰白、灰褐色,中粗粒结构,散体状构造,层厚2.5~3.6m;(10)强风化花岗岩:褐黄色、灰白、灰褐色,中粗粒结构,散体状构造,层厚0.4~9m;⑾中风化花岗岩:灰、灰白色,中粗粒结构,部分地段细粒结构,块状构造,揭露层厚3.6~6.7m。
1.3 场地水文地质条件
拟建场地东侧为内河沟渠,闽江位于场地南侧约1000m,内河沟渠与闽江相通,具潮汛现象。
(1)第一含水层主要为赋存在“(3)中砂”中的孔隙潜水,其透水性好,富水量大,直接受相邻含水层和内沟渠水的侧向补给,受闽江涨退潮的影响较大,本层地下水位随南侧闽江的潮汐水位变化而变化。
(2)第二含水层主要为赋存在“(6)圆砾、(7)粉砂”中的孔■工程应用隙承压水和赋存在“(9)全风化花岗岩、(10)强风化花岗岩、⑾中风化花岗岩”中的基岩裂隙承压水。
1.4 基坑降水方案
场地主要含水层为“(3)中砂”,该层地下水位埋深为0.13~2.2m(罗零高程3.36~4.2m),基坑开挖后底板位于该层且位于地下水位以下。由于该层富水性好,基坑开挖会产生坑底突涌的渗透破坏现象,由于基坑开挖深度不大,基底土隆起及回弹变形较小。考虑基坑周边环境相对简单,决定采用坑内设管井降水结合集水坑明排方法进行基坑降水处理,基坑坡顶设置截水沟,阻止地表水流入基坑内,以确保基坑施工安全。降水周期3个月。
2 降水方案优化
由于降水措施费按固定台班包干使用,在不影响正常施工条件下,出于设计单位富余量考虑及类似工程实践经验,该工程降水措施费有节约的空间。决定对原设计方案(见表1、表2)进行优化,即采用管井数量按原设计施工,抽水泵数量根据岩土工程详细勘察报告有关参数进行优化确定。
2.1 管井降水设计参数及计算公式
(1)管井降水设计参数(1#~3#楼基坑为例):
水位降深:3.9m;过滤器半径:0.11m;过滤器有效工作部分长度:13m;水头高度:21m渗透系数:30.8m;单井出水量:300m3/d。
l'-过滤器有效工作部分长度;d-渗透系数;a'-与含
水层渗透系数有关经验系数:取30。
(2)管井出水量计算:
计算公式:
式中:Q-基坑出水量;S-基坑设计水位降深值3.9m;L-过滤器工作部分长度(m);b-基坑中心到河岸边距离55m;r0-基坑等效半径r0=0.29(70+110)=52.2m;k-土渗透系数;m-由含水层底板到滤头有效工作部分中点长度14m;h-潜水含水层厚度21m;R-影响半径。
(3)降水井数量计算:
N=4258.62/300=14.195个,取15个。
(4)同理4#~5#楼基坑需要降水井的数量为9个。
2.2 降水方案的制定
根据基坑涌水量的理论计算和降深验算的结果,结合工程特点,4~5#楼基坑沿纵向在基坑内南北两侧各布置一排井点共计9个,基坑中心布置备用井(兼做观察井)6个,每排井点距基坑边线1m;1#~3#楼基坑沿四周均匀布置共计15个,基坑中心布置备用井(兼做观察井)10个,降水井的布置按35m的间距较均匀地放置于基坑内,但要避让已有柱桩及未来地下室底承台和基础梁等位置,考虑到基坑东侧内河沟渠与闽江相通,具潮汛现象等因素靠沟渠周边布井适当加密到间距为30m。
3 管井运行动态管理
为确保降水工程顺利实施及优化方案的可行性,决定在实践施工中加强降水的动态化管理,定时检测降深、出水量,采用抽水试验验证降水效果,以便进一步优化基坑降水方案的设计,根据施工进度及不同阶段要求分三阶段进行。
3.1 土方开挖准备阶段
抽水试验于2009年7月27日开始进行,抽水试验采用型抽水,流量观测采用水表进行,水位降深采用电测水位计量测。试验成果见表3。经过两天时间的抽水试验,认为基本能够满足要求,水量基本满管,抽气现象逐步减少,降水效果明显,能够满足开挖要求。
3.2 土方开挖至底板结束阶段
采用随开挖进度陆续增加水泵数量不间断降水。水位降深在满足施工要求的时候,应尽量选择较小水位的降深,一般降到操作面下0.5m即可(有特殊要求的除外),这样可最大程度上避免降水对地层的影响,也避免资源浪费。这就需要每天实时观测水位(见图1),并做好记录。且根据水位监测情况做好水泵增减工作,达到最佳效果。
3.3 底板结构完成至地下室封顶阶段
采用间歇抽水,即7:00~19:00抽水,其他时间停抽,确保水位控制在距底板底300mm。水位监测结果(见图2)。
4 动态管理经济效益
根据设计要求基坑降水周期为3个月,在确保工程安全实施的情况下对管井实行动态管理(见图3),水泵抽水台班数比原设计方案节省50%,台班费用按投标价计算。则节约费用=3×90×100×20=54万元。扣除实行动态管理人员2名工资1.5万元,净节约52.5万元,取得较好经济效益。
5 结语
基坑工程开挖施工过程,遇有台风“莫拉克”登陆,基坑的降排水能力均能满足要求,地下室最终如期顺利地完成封顶。实践证明,上述保留管井数量,减少潜水泵数量的降水方法,对其实施动态管理,在福州机场高速二期拆迁安置房项目的应用是成功的,保证了基坑的支护结构安全,为工程的施工提供了较为稳定、舒适的场地条件,又节约降水措施费用。并为管井基坑降水施工实践,提供了较好的措施方法和良好的参考意见。
摘要：本文结合实际工程阐述管井降水设计,同时采用动态管理,定时检测降深、出水量,采用抽水试验验证降水效果,以便进一步优化基坑降水方案的设计,提高经济效益,对类似工程施工具有一定参考意义。
关键词：管井降水,动态管理,经济效益
参考文献
[1]JGJ120-99,建筑基坑支护技术规程[S].
[2]GB50021-94,岩土工程勘察规范[S].
[3]建设工程技术与计量[M].中国计划出版社
大管井降水 篇7
关键词：管井降水,基坑,施工工艺
前言
近些年来, 建筑行业发展迅速, 许多的建设项目纷纷上马, 在建设过程中, 需进行基坑的挖掘作业, 当地下水位埋深较浅时, 将会直接影响到基坑的开挖和后续施工, 因此需要采用管井降水技术来降低水位, 为后续的施工创造一个方便的环境, 同时通过人工措施, 使基坑内或基坑为的水位降低至基坑开挖面以下, 以方便放置地下水产生渗透破坏, 提高坑壁及围护的稳定性, 方便施工, 提高施工质量, 避免水下作业。本文将就管井降水技术的原理和实际应用进行相应的阐述。
1 基坑简述
1.1 基坑的概念和挖掘前的准备工作
基坑是指为进行建筑物 (包括构筑物) 基础与地下室的施工所开挖的地面以下基础空间。基坑开挖是一个复杂的工程, 在进性基坑开挖作业前需要完成以下工作:
1.1.1 对项目的地质状况进行搜集, 拿到第一手的岩土工程勘察资料、上部机构及基础设计资料等
1.1.2 根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题, 确定基坑的挖掘深度、挖掘范围和挖掘后能够达到的各项技术经济指标等。
1.1.3 调查邻近建筑、地下工程和有关管线等情况。
1.1.4 对项目地下水位进行测量以确定是否需要采取降水作业。
1.2 基坑降水的意义和方法
基坑降水为防止地下水通过基坑侧壁与基底流入基坑, 用抽水井或渗水井降低基坑内外地下水位的方法。基坑降水有管井降水、轻型井点降水、真空降水、明沟集水坑排水等措施, 其中真空井点与喷射井点适用于填土、粉土、粘性土、砂土的作业, 其水文地质特征是上层滞水或水量不大的潜水, 而管井降水法适用于粉土、砂土、碎石土、可溶岩、破碎带等土质, 其水文地质特征是含水丰富的潜水、承压水、裂隙水。采用何种降水方式需要根据实际情况进行选用, 以上这些方式没有最好的, 只有技术可行、经济合理、安全可靠才是降水的目的, 在选用降水措施时, 应对地下水位、水文地质情况、土壤渗透水情况、地下水蕴藏条件、补给汇水情况、基坑降水对周围建筑物的影响、排放下游、排水设施对后续施工的影响等, 在采用降水作业时, 施工方案需要经过专家论证, 同时需要注意的是, 我国目前淡水资源紧缺, 地下水过度开采、已造成大范围的降水漏斗、地表沉降, 在选用降水措施时需要十分注意, 结合实际情况可采用止水帷幕、冰冻法等方法进行施工。
1.3 降水方法分析
1.3.1 集水坑降水法:
是在基坑开挖过程中, 沿坑底周围或中央开挖有一定坡度的排水沟, 在坑底每隔一定距离设一个集水坑, 地下水通过排水沟流入集水坑中, 然后用水泵抽走。
适用范围:面积较小、土质较好、粗颗粒土层或粘性土层、降水深度不大的基坑 (槽) 开挖工程。
1.3.2 井点降水法:
在地下水位以下的含水层施工时, 常采用井点排水的方法。井点降水法是在基坑开挖前, 在基坑四周埋设一定数量的滤水管 (井) , 利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。井点降水法所采用的井点类型有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。
(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 (直径38-51MM, 长5-7M的钢管) 至蓄水层内, 利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出, 使原有地下水降至坑底以下。在施工过程中要不断的抽水, 直至施工完毕。
(2) 喷射井点:当基坑较深而地下水位又较高时, 采用轻型井点要采用多级井点, 这样, 会增加基坑挖土两、延长工期并增加设备数量, 显然不经济的。因此, 当降水深度超过8m时, 宜采用喷射井点, 降水深度可达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。
(3) 电渗井点:对于渗透系数很小的土 (K小于0.1m/d) , 因土粒间微小空隙的毛细血管作用, 可以采用的方法。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做阳极, 通入直流电后, 在电场的作用下, 使土中的水流加速向阴极渗透, 流向井点管。这种方法耗电多, 只在特殊情况下使用。
(4) 管井井点:管井井点就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抽水来降低水位。这在地下水量大的情况下比较适用。
(5) 深井井点:当降水超过15m时, 在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求, 可加大管井深度, 改采用深井泵即深井井点来解决。深井井点一般可降低水位30-40m, 有的甚至可以达到100m以上。常见的深井泵有两种类型:电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵 (沉没式深井泵) 。
大口径井点和深井井点差不多, 只是一个是加深度, 一个是加大口径。
适用范围:井点降水法目前在建筑物、构筑物基础施工中使用广泛, 而在软土路基中使用较少。
2 管井降水的施工工艺和方法
管井降水的操作工艺如下: (1) 按设计要求布设井位并测量地面标高, 井位与设计要求偏差不宜大于300mm, 当因障碍物影响而偏差过大时, 应与设计人协商, 井位应采用显著标志, 必要时采用钢钎打入地面下300mm, 并灌入石灰粉。 (2) 当挖掘泥浆池时, 泥浆池位置的选择应根据现场条件确定。 (3) 为清除井位下障碍物, 应在井位处挖深坑, 一般直径800mm, 深1-1.5米, 当地下有废弃障碍物时, 用挖土机挖出障碍物并用粘土回填, 当井口土质松散时, 须设置护筒。 (4) 当进行凿井作业时, 根据地层情况采用冲击钻、正反循环钻等方法成孔, 一般采用地层自造浆护壁, 当遇到砂卵石地层时, 可采用粘土护壁成孔, 当地层土质松散时, 孔内泥浆应高于地面, 井径宜大于井管外经200mm以上, 且井管外径不宜小于200mm, 井管内径宜大于水泵外径50mm, 井孔应保持圆正垂直, 孔深不小于设计深度, 但也不可超深。 (5) 成井过程中需要不断注入清水进行换浆作业, 用水泵或捞砂管抽出沉渣。 (6) 井管采用无砂眼的管子, 在混凝土预制托底上放置井管, 在底部区间中间设导中器, 四周栓8号铅丝, 换换下方, 当管口与井口相差200mm时, 接上节井管, 接头处用玻璃丝布粘贴。 (7) 井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周用手推车均匀填入, 以防不均匀或冲击井壁, 以每一手推车为一个计量单位, 填滤料时, 应保持连续, 将泥浆挤出井孔, 应随填随测滤料填入高度, 当填入量与理论计算量不一致时, 应及时查找原因, 洗井后, 如滤料下沉量过大, 应不填至井口下1.5米处, 滤料必须符合要求, 合格率要大于90%, 杂质含量不大于3%。 (8) 当滤料填至设计高度后, 其上用粘土封填, 一般在每个降水井井口用砖砌保护井衬, 井衬表面抹砂浆。 (9) 成井后, 借助空压机清除孔内泥浆, 至井内完全出清水为止, 再用污水泵反复进行恢复性抽洗, 抽洗次数不得少于6次, 洗井应在4小时内进行, 以免时间过长, 护壁泥皮逐渐老化难以破坏, 影响渗水效果, 洗井后可进行试验性抽水, 确定水位降低能够满足要求。 (10) 潜水泵检查完毕后再用钢丝绳吊放, 置放到设计指定处, 然后铺设电缆和电闸箱, 安装并接通电源, 做到单井单控电源, 水泵的出水量应根据地下水位降深和排水量的大小选用。 (11) 联网抽降后应连续抽水, 不应中途间断, 水泵、井管维修应逐一进行, 开始抽水时, 因出水量大, 为防止排水管网排水能力不足, 可有间隔的逐一启动水泵, 如出砂量过大, 可将水泵上提, 如出砂量仍然较大, 应重新洗井。 (12) 抽水前应进行静止水位的观测, 并对抽水过程中每天记录水位数据。
3 结束语
基坑开挖时由于有些地下水水位浅, 因此必须采取降水作业将水位降低。文章就管井降水的概念以及其施工工艺和方法进行了介绍。
参考文献