深基坑降水施工技术（通用12篇）
深基坑降水施工技术 篇1
1 前言
在建筑物密集的场地上进行深基坑施工时, 仅仅考虑基坑降水问题是不够的, 还要考虑到因过度降水而引起周围原有建筑物地基的不均匀沉降和位移问题, 这些不均匀沉降和位移会导致原有建筑物产生沉降、开裂或倾斜。另外, 若大量抽起的地下水不加以回灌, 会造成水资源的大量浪费。当前, 在深基坑施工中, 一般只注重降水, 很少注重地下水回灌问题, 我国在这方面的研究还不成熟, 国家和地方没形成任何规范, 也很难查到相关资料, 学者们对地下水的抽取和补给机理也存在不同认识。本文结合厦门奥网城工程实例, 着重介绍深基坑降水和回灌相关设计与施工注意事项, 抛砖引玉, 为今后类似工程提供借鉴。
2 降灌工艺原理
井点回灌是在井点降水的同时, 将抽出的地下水通过回灌井点再灌入地基土层内, 水从井点周围土层渗透, 在土层中形成一个和降水井点相反的倒转降落漏斗, 使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围。这样, 回灌井点就以一道隔水帷幕, 阻止回灌井点外侧的建筑物下的地下水流失, 使地下水位基本保持不变, 土层压力仍处于原始平衡状态, 从而有效地防止降水井点对周围建筑物的影响。工艺原理如下图:
3 降水井设计
3.1 设计资料
奥网城位于厦门环岛路西侧。地下室基坑北侧距民房仅18米, 基坑面积5400m2 (60m×90m) , 基坑开挖深度一般为5.5m。地层自上而下主要土层有:杂填土:平均厚度3.55m;填砂:平均厚度2.25m;素填土:平均厚度2.6m;中砂、卵石混砂:平均厚度13.35m;残积砂质粘性土:平均厚度4.60m。
本工程地下水主要为潜水, 赋存和运移于中砂、卵石混砂孔隙中, 地下水稳定水位为4.5m左右。中砂、卵石混砂中的地下水渗透系数为3.8×10-2cm/s, 而残积砂质粘性土的渗透系数为4.0×10-5cm/s。
现拟在基坑北侧临近民房建筑物附近施打回灌井, 在基坑开挖及降水的同时进行地下水回灌, 以控制民房附近地下水位不至于变化过大。
3.2 基坑涌水量Q计算
根据地勘报告, 基坑涌水量可按照均质含水层潜水完整井考虑, 基坑离大龙湖最近处约35米, 而降水影响半径R=54.229m, 基坑中心到河水边距离b=76.54>0.5R=27.114m;因此, 基坑涌水量按基坑远离边界计算。
1) 基坑等效半径r0=0.29 (a+b) =0.29× (60+90) =43.5m
2) 基坑水位降深S=5.5–4.5+0.5=1.5m
3) 潜水含水层厚度H:H=3.55+2.25+2.6+13.35-4.5=17.25m
4) 降水影响半径:R=2×S× (k×H) 0.5=71.4m
5) k为渗透系数, k=3.8×10-2cm/s=32.83m/d
按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中F.0.1-1公式计算如下:Q=1.366×k× (2H-S) ×S/lg (1+R/r0) =5285m3/d
3.3 单个管井出水量q
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中8.3.4公式计算:
rs过滤器半径, 本处取0.15m;
L过滤器进水部分长度L, L=17.25-1.5-43.5×i=11.4m, 其中i为水力坡度, i=0.1;
k为渗透系数, k=32.83m/d
3.4 理论降水井数量n
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中8.3.3,
3.5 验算
1) 单井进水长度y0={H2-0.732Q/K (lgR0-1/n lgnr0n-1rw) }0.5R0=r0+R rw管井半径0.3m;将数据带入求得y0=12.3>l=11.4满足要求。
2) 基坑中心点水位降深S=H-{H2-Q (lgRO-1/nlgr1r2r3……rn) /1.366k}
当n=4时, 矩形基坑 (60m×90m) 按四角布置深井井点 (管中心点距离基坑边为1m) r1=r2=r3=r4=54+1=55m。将数据代入为S=17.25-{17.252-5285 (lg114-1/4lg554) /1.366×32.83}=1.15<1.5m, 不符合要求。
按照《施工手册》深井井点井距一般为10—30m, 故取s=30m, n= (60+90) ×2÷30=10个。
当n=10时, 按矩形等距布置 (管中心点距离基坑边为1m) r1=r4=r6=r9=54+1=55m,
r2=r3=r7=r8=33.5+1=34.5m, r5=r10=45+1=46m.将数据代入为S=17.25-{17.252-5285 (lg114-1/4lg (554×34.54×462) /1.366×32.83}=1.5m, 符合要求。
4 回灌井设计
4.1 回灌井深度
为增加回灌井的渗透能力, 最好让回灌井完全穿越渗透系数大的含水层即中砂、卵石混砂, 而其下一层残积砂质粘性土渗透系数仅为5.0×10-5cm/s, 完全可看作不透水层。这样回灌井深度可按照各地层的平均厚度来计算。本案例中Hw=3.55+2.25+2.6+13.35=21.75m。
4.2 回灌井数量n
地下水回灌过程可以看作是抽水的逆过程, 只不过用灌水试验得出的渗透系数要比抽水试验得出的渗透系数小15～20%。同时考虑回灌要形成比降水前水位高1.2米的水丘。该部位回灌井按降水井规格设置n, =1.2×4=4.8取n, =5
5 降灌井点施工工艺
5.1 降、灌井点布置和施工
1) 降水井布井时, 基坑周边多布, 中间少布;在地下补给的方向多布, 另一方向少布。并应根据地质报告, 使井的滤水器部分能处在较厚的砂层及砂卵层中, 以免影响井的出水能力。
2) 钻探施工达到设计深度后, 根据洗井搁置时间的长短, 宜多钻进2～3m, 避免因洗井不及时泥浆沉淀过厚, 增加洗井的难度。洗井不应搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。
3) 降水深井在成孔后井管沉放前, 应用压缩空气和潜水泵联合洗井, 反复2～3次, 然后迅速下放滤水井管, 并在周围填上级配碎石。
4) 回灌井点的滤管部分宜从设计回灌水丘顶部开始一直到井管底部。滤管上钻孔φ8@200, 呈梅花型布置, 滤管外缠密目网三层, 用扎丝绑牢固。
5) 回灌井点在使用前应进行冲洗工作, 冲洗方法是:通过滤管往回灌井内大量的注水至满后, 迅速用深井泵抽出, 反复2～3次。
6) 为使注水形成一个有效的补给水幕, 避免注水直接回到降水井点管, 造成“两井”相通, 两者间应保持不小于6.0m的距离。
5.2 抽水、回灌
1) 水泵选择应与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。一般可以准备大中小几种水泵, 在现场实际调配。2) 降水、回灌期间应对抽水设备和运行状况进行检查, 每天检查不应少于3次, 使抽水设备始终处在正常运行状态。同时应有一定量的备用设备。3) 回灌注水压力应大于0.5个大气压以上, 为满足注水压力的要求, 现场一般应设置高位水箱, 利用水位差重力自流灌入土中。4) 回灌水尽量采用抽出的原水, 但必须经常检查灌入水的污浊度及水质情况, 防止机油、有毒有害物质、化学药剂、垃圾等进入回灌水中。5) 回灌井点必须与降水井点同时使用, 当其中有一方因故停止工作时, 另一方应停止工作, 恢复工作亦应同时进行。
5.3 定期监测水位、流量
在整个降水、回灌过程中, 要对降水井、回灌井、观测井水位及流量进行观测, 每昼夜不少于6次。在每口井边设置稳固的标高, 并用水准仪在各标杆上测一等高的水平线, 每次从该水平线向下量测, 并记下数据。
监测内容:1) 降水前降水井内的水位;2) 降水稳定时井内最低水位;3) 单井抽水流量;4) 各观测井降、灌前后的水位变化;5) 回灌前回灌井内的水位;6) 各回灌井的回灌流量;7) 回灌井内水丘最高水位。
5.4 回灌量的调整
回灌水量应根据地下水位的变化及时调整, 尽可能保证抽灌平衡, 既要防止灌水量过大而渗入基坑, 又要防止灌水量过少, 使地下水位失控。
回灌量调整根据上述监测结果进行, 当各观测井降、灌前后水位差超过1.0m时, 应通过阀门调整回灌量, 控制回灌量的方法有两种:
1) 调整回灌水丘高度控制回灌量:通过上面的设计可知, 只要控制回灌井内水丘稳定时的最高水位与未降、灌前观测井内的正常地下水位差在设计值时, 就可以控制回灌量, 满足降灌平衡。并用流量计记下此时的流量, 与设计的理论回灌量进行对比。2) 通过建筑物附近的水位观察井控制回灌量:在原来建 (构) 筑物附近设置若干水位观测井, 固定专人定时观测地下水位并做好记录, 使原有建筑物下的地下水位在抽灌前后要基本保持不变, 从而达到控制沉降的目的。否则就要通过阀门进行控制, 并记录流量。
这两种途径以第二种控制为主, 第一种辅助控制。
5.5 基坑及周围建筑物监测
1) 应委托具有相应岩土工程监测资质的单位, 进行基坑及周围建筑物稳定性监测, 并且在基坑工程开工之前根据设计及有关规范, 编写出基坑监测专项方案。2) 监测主要内容为:原有建构筑物沉降;坑顶水平位移和垂直沉降;支护结构变形。监测时间从基坑土方开挖开始至地下室回填完成。3) 监测频率:基坑开挖过程中:一般1～3d测一次;降、灌水前后水位差过大、或雨后测试数据变化大及开挖后期, 应加密监测;地下室封底及底板完成后, 可延长监测时间间距。
参考文献
[1]建筑基坑支护技术规程.JGJ120-99.
[2]建筑与市政降水工程技术规范.JGJ/T111-98.
深基坑降水施工技术 篇2
专业论文
地铁深基坑降水施工技术的应用分析
地铁深基坑降水施工技术的应用分析
摘要：地铁施工过程中，降水对工程质量和工期都起着至关重要的作用，管井降水是一种有效的方法，但一定在降水前做好周边管线调查、地质勘察。降水维护与动态观测是深基坑降水工作的重点。降水施工前应综合考虑，对可能发生的风险事件进行预测、预防并制定切实可行的应急预案。降水中遇到突发事件，应排查起因，确定合理的处理方案，确保深基坑自身、及周边环境安全。
关键词：地铁 深基坑 降水
中图分类号：U231+.3 文献标识码： A
正文：
一、工程概况
1.某地铁站工程地质及水文地质条件
（1）工程地质该地铁站工程从地面以下 45m 勘探范围内的土层划分为人工填土层、新近沉积层和第四纪晚更新世冲洪积层三大类。并按地层岩性及其物理力学性质进一步分为 6 个大层及若干亚层，从上至下依次如下。
1）人工填土
①杂填土；①1砂质粉土、粘质粉土素填土；①3细砂素填土；第一层分布范围 34.98～38.60 m。
2）新近沉积②砂质粉土、粘质粉土；②1粉细砂；③卵石、圆砾；③2细中砂；③3砂质粉土、粘质粉土；第二层分布范围 31.15～34.16 m，第三层分布范围 25.79～28.18 m。
3）第四纪晚更新世冲洪积
④卵石，亚圆形；④1粘质粉土、粉质粘土；④2细中砂；⑤卵石；⑤1粘质粉土、粉质粘土；⑤2细中砂；⑥卵石；未钻穿⑥1粘质粉土、粉质粘土；⑥2细中砂，含云母及少量圆砾。第四层分布范围 13.01～15.98 m，第五层分布范围 2.81～4.48 m，第六层未钻穿。其中④
1、⑤1为粘质粉土、粉质粘土，可塑，透水能力差，对降水
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施工不利。
（2）水文地质地下含水层分三层：
第一层地下水主要分布在第④层卵石中，属潜水；第二层地下水主要分布在第⑤层卵石中，属潜水；第三层地下水主要分布在第⑥层卵石及第⑥2层细砂中，类型为承压水。各层地下水特征如表 2 所示。车站主体结构贯穿第一潜水层卵石④层，结构底板处于卵石⑤、⑤
1、⑤2层第二潜水层中。
表2 该地铁站工作区地下水位特征
2.工程周边环境
车站地面现状为高层住宅区及部分高层办公楼：车站东北侧为小区；西北侧为商业大厦；东南侧为某高层建筑物；西南侧为电话局。地下邻近其他地铁线，最近处仅 6m；管线较多、密集，主要有通信、电力管沟、雨、污水管、燃气管沟、上水管等。
3.降水设计
该地铁站采用管井降水，沿车站四周一圈布设降水井，配合施工部位分为三期进行降水施工，一期为竖井暗挖段降水，二期为东基坑降水，三期为西基坑降水，全过程进行动态管理。明挖基坑降水井间距 7.0 m，井深 36 m。
二、降水施工特点分析
1.施工难度大
此换乘车站最大埋深 29.804 m，埋深较大，且距离四号线结构仅 6m，交叉位置很难形成封闭的区域，施工难度大。
2.风险因素多
地质条件复杂，降水工程应配合主体施工，降水周期时间长，风险因素多，每个因素出现纰漏都可能导致降水环节失效甚至整个工程的失败。3.技术要求高工程场地涉及两层潜水，本次降水主要目地是疏干卵石④层潜水，该层厚约 4.2m，并降低卵石⑤、⑤
1、⑤2层潜水位 1～3.7m，降水层位多，降深幅度大；邻近高层建筑物和既有地铁线，而降水井位布置又受到场地、管线的限制，施工技术要求较高。
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4.工期压力大
站厅两端盾构段需为区间盾构提供接收或始发条件，工期压力大，因此，及时达到设计基坑降水效果是确保安全、高效、如期的完成此项工程的前提。
三、降水井施工工艺
1.成孔
该段地层中卵石粒径较大，反循环钻机施工有可能会产生斜孔或卡钻导致无法施工，因此，此次采用 BG-20 旋挖钻机钻孔。确保孔径不小于 705mm，考虑抽水期间沉淀物沉积的影响，成井深度略大于设计深度 0.20 m。钻孔过程中做好成孔记录，并采集土样，核对含水层所在部位和土的颗粒组成。
2.清孔
井管下入前进行清孔作业，清孔采取注入清水置换，利用砂石泵抽出沉渣，并测定井深。
3.下井管
井管采用无砂砼滤水管，在预制混凝土管鞋上放置井管，同时水位以下包缠尼龙滤网，缓缓下放，当管口与井口相差 200mm 时，接上节井管。井管要高出地面不小于 200mm，并加盖防水雨布临时保护。
4.填滤料
下管后立即填入滤料。采用人工方法沿井孔四周均匀连续填入。滤料填至井口下 1m 处，其上用粘土回填夯实。
5.洗井
回填滤料完成后，要及时进行洗井，防止井底沉渣厚度过大或无砂管孔隙堵死；洗井时间不少于3 个台班，要求基本达到水清。洗井结束后应进行单井试抽水试验，当出水量小于预计水量时，应采取其它处理措施以增大出水量，必要时应重新施工降水井。
6.水泵安装
将潜水泵及泵管吊放至井底以上 1.5 m 处。安装并接通电源，做到一井一泵一闸一漏，检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。
7.试抽
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洗井后，对井管进行单井试抽，如有异常情况，重新洗井，并再次进行抽水试验。
8.排水
管路安装沿基坑边缘设置排水管沟，将每个降水井的排水管汇入排水管沟，利于维修、监控；管路过路段设置保护套管，避免重车碾压破坏管路，造成渗漏。
五、降水施工及运行质量保证
根据降水井设计要求，土方开挖前在东西基坑围护结构外侧分别施工 24、28 眼降水井，与一期暗挖段建成的降水井封闭成环，为保证后期降水效果，降水井施工及运行过程中严格控制降水井施工质量。
1.确保降水井深度
降水井钻孔完毕后由专人进行量测，确保井深满足要求，保证接触面积进而保证降水井透水性能和效果。
2.严格控制滤料质量
降水井采用洁净的滤料从井底向上至地表以下3m，在井管与孔壁之间的空隙均匀围填。滤料规格为含水层筛分粒径的 5～10 倍，且最大粒径≤5cm，级配良好。滤料按照设计要求严格筛选，选取粒径合适的级配碎石，反复清洗干净；严格控制滤料回填的时间及高度。
3.洗井要彻底
洗井是成井工艺中重要的一道工序。一口井能否发挥作用，取决于洗井的质量。在滤管四周填滤料后立即进行洗井，清除停留在孔内和透水层中的泥浆与孔壁的泥浆。疏通透水层，并在井周围形成良好的反滤层。洗井过程中观测水位及出水量变化情况。
4.做好试抽工作
试抽应连续进行，不应中途间断。需要维修或更换水泵时，应逐一进行。抽水开始后，应逐一检查单井出水量、出水含砂量。当含砂量过大，可将水泵上提，如含砂量仍然较大，应重新洗井。
5.提前降水按照施工进度计划，在基坑开挖前 15 天提前进行降水，以保证能及时降低基坑内的地下水位。
6.降水维护与动态监测
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降水工程施工结束后，是较长时间降水运行阶段，维护与动态观测是此阶段的工作重点，降水运行期间，做好各井的水位观测工作；现场实行 24 h值班制，值班人员要认真做好质量记录，做到准确齐全；对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要图表，以动态指导降水工作，提高降水运行的效果。
四、局部渗漏采取的措施
在土方开挖过程中，西基坑西侧坑壁上地面以下 10m 处出现局部渗漏现象。立即停止开挖，并对地质情况、周边管线进行调查。观察发现漏水点比较小，渗水速度慢，漏水点处的地层为粘质粉土，渗水为清水，且此范围无给、排水管线。分析原因可能是粘性土层中透水困难，处理方法为：做盲管导流至附近降水井处，并采用速凝型浆体材料封堵渗漏点，止水作用快速、明显。
（1）应放慢挖土速度，及时在坑壁做盲管导流，并在槽边挖盲沟集水，再将集水排走。导流盲管采用长 0.5 m 的 Ф25 mm 塑料管做成花管，缠 80 目尼龙纱网。盲沟贴坑壁挖，宽 300 mm，深 300 mm。为了防止水流将基坑底细颗粒物质带走造成基底土扰动，应在盲沟中填 Ф4～6 mm 砾石。
（2）在废水池出基坑范围内，开挖三眼浅井，管井、浅井组合降水，盲沟明排水，用来排干基底下 1 m 范围内粘土层中潜水，保持土方开挖过程中基面干燥。浇筑底板垫层时将浅井进行封堵处理。通过采取以上措施，监测结果显示水位下降，获得了满意的效果。
五、结语
换乘地铁车站明挖深基坑的施工，施工降水是个很值得探讨的课题，其成功的降水经验在类似的地质情况下，类似的工程施工中有许多值得借鉴的东西。整个基坑在开挖过程中降水效果良好，没有产生不良现象，保证了基坑的顺利开挖。同时降水运行费用较少，验证了此次降水方案的正确性和合理性。
参考文献
[1]刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2009．
[2]JGJ/T111-98,建筑与市政降水工程技术规范[S]
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长大深基坑降水设计与施工技术 篇3
关键词 长大深基坑 基坑降水 砂层 渗透系数
一、工程概况
1.设计概况。其中国际港务区车辆段出入段线及三号线延长线其区间总长为1 064.227 m；三号线正线延长线长度为725.401 m，其中部分正线和出入线重合。本标段场地位于灞河以东约2.5 km，渭河以南约4 km的冲积平原上，地貌单元属渭河Ⅰ级阶地，地势较平坦，地形起伏不大，地面高程介于367.04 m～370.56 m，相对高差不超过3.6 m。
出入段线及三号线延长线区间为地下一层结构，覆土厚度1.1 m～10 m，为单跨、双跨及四跨结构，区间北段为敞口段。结构沿线场地开阔，施工条件较好，地质条件相对较差，基地以下多为中、粗砂，采用明挖顺筑法施工，围护结构采用排桩+内支撑、放坡开挖相结合。
此降水工程起始于三号线右线延伸线起始历程左线YDK50+119.5，结束于RCK0+753，降水段落基坑长836.67 m，基坑宽10.7 m～53 m，基坑最大开挖深度为17.2 m，属于长大深基坑。
2.工程地质及水文地质情况。本标段出入段线钻探深度内地层自上至下为：人工填土、黄土状土、细砂、中砂、粗砂；上更新统冲积粉质黏土，细砂、中砂、粗砂层，场地地层自上而下划分为9层。
地下水属潜水类型，埋深9.85 m～10.11 m，相对高程358.59 m～359.49 m。水位年变幅0.5 m～2 m。地下水补给主要来自大气降水、侧向径流及农田灌溉等，地下土的腐蚀性评价排泄方式主要为径流排泄、人工开采、潜水越流排泄等。地下水径流方向与区域总体地形趋势一致。地下水主要赋予砂层中。该层水属孔隙潜水，具可研阶段勘察资料含水层厚度30 m～40 m。岩土工程勘察报告经过试验和分析，综合渗透系数建议值为45 m/d。结合我单位在西安地区施工降水设计和施工的经验，此工程降水设计综合渗透系数值为37 m/d。
3.工程特点。（1）技术要求。国际港务区车辆段出入段线主要地层为全新统地层。主要有杂填土、黄土状土、粉质黏土、细砂、中砂、粗砂。其地下水位埋藏较浅，水量丰富，降水强度大，因此施工技术要求较高。
（2）工程延续性强。降水工程需配合国际港务区车辆段出入段线施工结束，不能因故停止或间断降排水，从基坑开挖前15天开始降水至完成结构回填周期初步估计近18个月。
（3）降水施工难度大。由于施工的里程较长，结构最大埋深17.2 m，降水范围广，降水深度大，工程量大。且施工前内部需协调场地位置、时间安排、用水用电等，外部需与有关部门、村镇等协调，需用设备及人员较多，协调配合、管理难度大。
二、降水的设计
根据地下埋藏条件并结合此工程主体基础形式，采用管井井点降水措施。布井方式采用平行于基坑围护桩沿线路方向布置，采取在基坑内和基坑外同时布井的方案。
1.基坑降水计算。详见表1。
（1）基坑工程条件。
①基坑全长b： 836.67 m、降水宽度a： 14.3 m～57.53 m；
②地下水埋深：9.7 m～10.3 m。
布井方式采用平行于基坑围护桩沿线路方向布置，采取在基坑内和基坑外同时布井的方案，以基坑外降水为主，基坑内根据需要布设观测井。
（2）基坑降水计算。第一，基坑降水计算基本参数。
①基坑全长b： 836.67m、宽度a： 11.5 m～22.6 m；
②地下水埋深：9.7 m～10.3 m。
分区段：原则上根据基坑宽度及降水深度分段。
分段1：起止里程DK50+119.599-DK50+1 202.816，
L=83.22 m，B=11.5 m
1）基坑中心降水深度S1：
S1=基坑深-地下水深+1.5=11.0-10.3+1.5=2.2 m
2）降水井水位降深：
S=S1+水力坡度=2.2+1.43=3.63 m
3）含水层渗透系数K-依据地勘报告建议和当地经验值取37 m/d
4）降水井深度：
Z0= 基坑深+S+水泵调节深度+沉砂管长度
=11+3.63+3.5+5=23.13 m取24 m
5）含水层深度：H=井深-地下水深=24-10.3=13.7 m
6）基坑等效半径：r0=A/=0.29（83.22+11.5）m=27.47 m
7）降水井外径：rω=d0/2= 0.25 m
8）降水影响半径：R=2S（HK）1/2=2×3.63×（13.7×37）1/2=163.45 m
9）井点系统影响半径：R0=r0+R=27.47+163.45=190.92 m
第二，基坑降水计算。①基坑涌水量计算。
1）计算公式：（用地铁工程勘察规范条形基坑计算公式）
Q=LK（2H-S）S÷R0+
=83.22×37（2×13.7-3.63）×3.63÷163.45+1.366×37×（2×13.7-3.63）×3.63÷〔log190.92-log11.5÷2）〕
=4 460.56 m3/d
其中：Q──基坑涌水量；
k──渗透系数， 37.00 m/d；
H──潜水含水层厚度， 13.7 m；
S──降水井水位降深， 3.63 m；
R0──井点降水系统影响半径，190.92 m；
B──基坑宽度，11.5 m；
L──基坑长度， 83.22 m。
2）计算结果：基坑涌水量 Q=4 492.68 m3/d
②降水井数量计算。
1）基坑类型：基坑属于均质含水层澘水完整井基坑，且基坑远离边界。
2）单井出水量计算q：
q= = =342.87 m3
其中：l‘——滤管水浸段长度=2 m
d——滤管外径 =500 mm
a——与含水层渗透有关的经验系数，取50
根据本地区经验及水泵出水能力（20 m3/h），单井出水量按照400 m3/d考虑。
3）降水井数量计算结果：n=Q÷q×1.1=12.35（取12口井）
③基坑中心点水位降深计算。
1）基坑类型： 基坑条形基坑，且属于澘水完整井稳定流。
2）计算公式：S1=H-〔H2-n×q÷1.366×K×log（R0÷r0）〕1/2
=13.7-〔13.72-12×400÷（1.366×37×log（190.92÷27.47））〕1/2
=5.02 m
其中 r0── 基坑的等效半径。r0=27.47 m；
H──澘水含水层厚度，H=13.7 m；
k──渗透系数，k=37.00；
R0──井点降水系统影响半径，R0=190.92 m；
Q──基坑涌水量，Q=4 492.68 m3/d；
n──降水井的数量，n=10；
q──单井出水量，Q=400 m3/d。
3）计算结果：基坑中心点水位降深 S=7.1m
4）基坑中心点水位降深验算
S=7.1 m>2.23 m，其他各段计算详见表1。
④排水管管径计算。将降水全部里程分为八段分别进行计算，各段涌水详见后附表，均采用在基坑两侧铺设排水管道两侧排水分方案。
1）第一段基坑每秒涌水量Q÷24÷3 600×1 000=51.63（L/S）。每路排水管涌水量：Q1=Q÷4=51.63÷4=12.91（L/S），沿基坑外侧各分两路排水管排水。同理计算：第二段基坑每路排水管涌水量：Q1=12.57（L/S）；第三段基坑每路排水管涌水量：Q1=16.81（L/S）； 第四段基坑每路排水管涌水量：Q1=45.95（L/S）；第五段基坑每路排水管涌水量：Q1=19.28（L/S）； 第六段基坑每路排水管涌水量：Q1=27.24（L/S）；第七段基坑每路排水管涌水量：Q1=15.72（L/S）；第八段基坑每路排水管涌水量：Q1=15.56（L/S）。
2）每路排水管管径计算。第一段基坑每路排水管管径。
D={（4Q1/π×V）×1 000}1/2={（4×12.57/3.14×2）×1 000}1/2 =90.65 mm
排水管管径（：D ≥90.65÷0.9=100.72 mm（采用PVC管）；V（流量）：金属管取4 m/s，陶瓷管、PVC管取2 m/s。同理计算：第二段基坑每路排水管管经：D ≥99.39 mm；第三段基坑每路排水管管经：D ≥114.95 mm；第四段基坑每路排水管管经：D ≥190.04 m；第五段基坑每路排水管管经：D ≥123.11 mm；第六段基坑每路排水管管经：D ≥146.31 mm；第七段基坑每路排水管管经：D ≥111.17 mm；第八段基坑每路排水管管经：D ≥110.92 mm。
三、降水井结构设计与平面布设
1.降水井结构。根据该区地质特性和我单位在该地区的降水施工经验，降水井施工面放在自然地面标高。设计井深在25 m～39 m之间，降水井间距12 m～14 m。考虑到地面施工设备和周边临时设施等因素的影响，井位可适当调整。基坑外布置123口降水井；降水井距基坑边1.0 m～1.8 m布置；基坑内在基坑中心线上布置，避开结构隔墙和变形缝。降水井裸孔直径700 mm，井管选用Φ500 mm无砂砼滤水管，滤层选用级配砾石。砼井管接缝处采用两层宽度30 cm的塑料编织布缠绕，并用14#铁丝绑扎4道，以防漏砂。滤管连接采用四条4 cm宽竹条、在接口上下20 cm出缠绕2道，并绑牢。井口在连续降水一周后，井侧滤料不再下沉时，用C10砼作降水检查井基础，上覆预制盖板封闭。见图1.
2.排水管的布设。由于施工现场条件的限制，降水井内的潜水泵排水软管排入沉砂池；沉砂池与检查井之间埋设PVC排水管；基坑两侧各分两路排入就近排入基坑外的排水管道中。由于线路较长采取分段降水的措施，每段分段长度为300 m，具体做法详见图2。
图2 基坑降水系统详图
四、降水施工与降水运行管理
1.管井施工。施工准备有。（1）提前做好施工场地围闭、排水设施的建设和排水线路的选择。（2）调查场地周围排水设施分布状况，布置排水管线和供电线路。（3）组织施工人员进行安全、技术交底，并详细制定施工中各种材料计划和供应计划。
2.施工方法。（1）测放井位，根据降水井点平面布置图测放井位，核准各种设施位置予以避让，在施放好的井位上人工挖探井直至见原状土，经开挖探井在确认无地下管线及地下构筑物后下入护筒护筒外侧填黏土封隔好表层杂填土层，以防止钻井施工用水大量漏失及塌孔。
（2）挖（围）泥浆池，根据场地条件在距降水井3 m左右处挖（围）泥浆池，在拆迁场地可“挖”可“围”，一般每2口井共用一个泥浆池。
（3）凿井，为确保降水效果和成井质量，减小洗井难度，所有管井采用反循环钻机成孔，严禁泥浆钻进，保证清水成孔，并且成孔后必须及时、认真置换泥浆，井径、孔深不小于于设计值，井身应保持圆正垂直。
（4）下管，井管采用无砂砼滤水管，在预制混凝土管靴上放置井管，同时水位以下砼井管接缝处采用两层宽度30 cm的塑料编织布缠绕，并用14#铁丝绑扎4道，以防漏砂。缓缓下放，每节管身采用全管包裹一层尼龙纱网（60目/m2），当管口与井口相差200 mm时，接上节井管，接头处用竖向用4条40 mm宽、长2 m～3 m的竹条用3道铅丝固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨污水、泥砂或异物落入井中，井管要高出地面不小于200 mm，并加盖或捆绑防水雨布临时保护。
（5）填砾料，井管下入后立即填入砾料，砾料应保持连续沿井管外四周均匀填入。填砾料时，应随填随测砾料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。不得用装载机或手推车直接填料，应用铁锹填料，以防不均匀或冲击井壁，如遇蓬堵可用水冲。填砾完成后在洗井过程中，如砾料下沉量过大，应补填至井口下1 m处，1 m以上部分在洗井完成后衬砌人井时处理，砾料为φ3-7 mm的天然园砾。
（6）洗井，用空压机由上而下分段洗井，重点在上段潜水层的中、下部，直至上下含水层串通（形成混合水位）且水清砂净；洗井装备要用同心式或并列式的钢管洗井，禁止使用软管洗井；洗井过程中应观测水位及出水量变化情况。
（7）水泵安装，潜水泵及泵管安装吊放，置于距井底以上2.0 m～3.5 m处。安装并接通电源，做到单井单控电路，并检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。
（8）抽降，联网统一抽降后应连续抽水，不应中途间断，需要维修更换水泵时，应逐一进行。开始抽降时要间隔的逐一启动水泵，抽水开始后，应逐一检查排水管道是否畅通，有无渗漏现象，如接头处或排水管渗漏应返工或维修。测量单井出水量、出水含砂量，当含砂量过大，可将水泵上提，如含砂量仍然较大，应重新洗井。
排水管铺设。排水方向设置1～2‰的坡度，根据现场实际情况采用明设布置。排水方式由井内泵管排入沉砂池后排入既有或者新建的管网。
2.降水过程中的维护。（1）降水运行前应做好降水供电系统，配备独立电源线，并备有双电源，当发生停电时，应及时更换电源，最好设置有自动切换装置，以缩短因断电而停止抽水的时间间隔，备用发电机保持良好，要随时处于准备发动状态。
（2）定时巡视降排水系统的运行情况，及时发现和处理系统运行的故障和隐患，如水泵抽水出水情况，是否需要检修换泵；供电线路是否正常；排放水的含砂情况及排水联络管道是否畅通；掌握水泵安全合理的下入深度，以防埋泵。
（3）注意对井口的防护、检查，防止杂物、行人掉入井内，随时到土建结构施工的工作面，了解开挖遇到的水情，发现基坑出水、涌砂，应立即查明原因及时处理。
（4）按设计要求建立地下水动态监测网，选定降水井总数的10%作为观测井降水井，抽水开始后，水位未达到设计降深之前（一般为前15天），每天观测1次水位、水量；当水位达到设计降深后，每5天观测1次。对监测记录应及时整理，绘制Q～t与s～t的过程曲线，分析水位下降趋势，并根据水位变化情况调整开泵地段和开泵数量，在保证基坑无水状态作业的同时，减少地下水资源无谓排放。
五、结束语
以前基坑降水基本为地铁车站，基坑长度200 m左右，最大宽度不超过30 m，基坑深度17 m～18 m，降水井可以沿基坑四周进行布置，降水范围有限便于调整和控制，而此类基坑长达约830 m，基坑宽10.7 m～53 m，其降水设计和施工时需综合考虑施工安排及基坑条件等因素，可从基坑最大降深处开始，在砂层地质中由于良好的渗透性，深层降水段落将水位降下去后可以减少浅层段落的降水（在降水系统影响范围内），能够大大节约降水成本，因此应将降水设计和施工与现场总体施工部署结合起来进行。
参考文献
[1]西安市地铁三号线国际港务区车辆段出入段线施工图设计.
[2]西安市地铁三号线一期工程国际港务区车辆段出入段线岩土工程勘察报告.
[3]基坑工程降水案例.北京：人民交通出版社.
深基坑施工降水设计与施工探讨 篇4
1 现有降水设计理论的局限性
1.1 降水井出水量计算
由文献[1]可知降水井出水量的公式是建立在假定含水层均质、等厚、广泛分布、隔水层底板水平、潜水面近乎水平、地下水处于稳定渗流的情况下, 并且呈层流运动的缓变流, 流向完整井的前提下建立的。计算简图, 如图1。
在稳定潜流完整井公式建立时, 是假定垂直分流速很小, 可以忽略, 仅考虑水平流速, 做为平面问题处理, 见图1 (a) 。
围绕井轴取一个断面如图1 (b) , 该断面距井轴距离为r, 过水断面为h, 则过水断面ш=2πrh。径向水流的水力梯度J=dh/dr, 在层流的情况下, 穿过该断面的流量为
将 (1-1) 式进行处理后, 从ro到R, 从ho到H进行积分, 最后得到潜水完整井的计算单井出水量公式为:
同样可以推出承压完整井的单井出水量公式
以上各式中:
Q为降水井出水量m3/d;
k为渗透系数m/d;
H为含水层厚度m;
S为井中水文降深m;
R为降水影响半径m;
ro为井的半径m;
M为承压井中含水层厚度m。
1.2 对于多层降水井出水量计算公式, 基本
上同前, 只是将式中的渗透系数改用各层渗透系数的加权平均值k p代替, 即
式中。
k1、k2···kn是各含水层的渗透系数m/d
h2、···hn是个含水层的厚度m。
2 对现有关降水设计规范的讨论
文献[2]、[3]、[4]中使用计算出水量的公式无论是潜水完整井或承压完整井, 还是潜水非完整井或承压非完整井这些降水设计公式, 都是假设含水土层是均质、水面平整, 含水界面平整, 这与深基坑复杂的含水层实际情况相差甚远, 计算出水量的结果就很难准确。就是说, 把一个深基坑复杂的含水层, 用加权平均的办法, 用一个平均的渗透系数, 代替复杂含水层的实际情况, 是值得讨论的。本人举出下面一个复杂含水土层进行分析, 就很能说明问题, 见图2。
对本例中的渗透系数进行加权平均
将图中数据代入 (2-1) , 得出kp=4 8.1 8 m/d
(1) 可以看出:主要起作用的土层是 (4) 砂、砾石层, 而且越厚对加权平均渗透系数kp的影响越大;相反 (4) 层土越薄, 影响越小, 而这时主要起作用的是 (2) 层细砂层。
(2) 从公式中可以看出, 分母中的粘土层厚度h3对加权平均的渗透系数有一定的影响, 但对一般的深基坑中, h3的厚度是有限的, 总的来说h3的厚度有影响, 但是相对来说影响比较小。
(3) 由于粘土层的渗透系数很小, 与砂砾石层比相差10000倍, 与砂层比也差1000倍, 所以把粘土层可以看做一个相对不透水层, 也就是一个隔水层。
(4) 如果按均质土处理, 渗透系数kp, 则含水层的降落曲线为图2中a种形式。如果 (4) 砂、砾石中水承压的话, 可能有两种结果, 一种是承压非完整井形式, 另一种是承压—潜水非完整井形式。
(5) 如果不按均质土考虑, 即 (3) 层土是不透水的, 井中的水位在n点以下降水曲线比较复杂。细砂层中的水, 在降水n点处成为跌水, 自n点起, 细砂层中的水在重力作用下, 则形成降水曲线b, 而降水曲线是不受降水井中水的深浅的限制。
(6) 显然如果 (3) 层粘土做为不透水层, 本图中的降水就复杂了, 不是现有计算公式所能考虑的。N点以上的细砂层中含水仍按b种形式曲线运行。 (4) 砂、砾石中的承压水, 可能是两种状态, 也就是像前 (4) 中所说的, 但降水曲线不是a种形式, 这种形式的降水曲线应考虑 (2) 层细砂中潜水的不断跌入, 显然计算条件就复杂化了。
3 复杂含水层中降水工程实例
3.1
基坑资料, ±0.00相对应的绝对标高为39.89m, 基坑面积为199.0×167.7m, 基坑开挖深度为20.8m, 最深22.8m
3.2 工程地质及水文地质特性
3.2.1 工程地质情况, 将工程地质剖面图3。
3.2.2 水文地质
含水层主要为四层, 第一层为台地潜水, 水文埋深4.4~6.9m;第二层为层间潜水, 水位埋深15.30~16.60m;第三层承压下水位埋深21.40~23.10m;第四层承压水, 水位埋深23.5~25.1m。
3.2.3 降水设计
(1) 降水方式, 采用管井降水, 管内径30cm, 井深31.0m。
(2) 降水计算, Q=1.3 6 6 k (2 H-S) S/ (lgR-lgro) 。 (3-1)
(3) 降水效果, 不抽水时, 井中水位在17.0m左右位置, 井中水位抽至27.0m时, 基坑内的水基本降到20.0m左右。基坑东部 (开挖到21.0m) 和局部深坑处仍有1.0~1.5m左右水降不下去, 其中有的深坑距井管只有5.0m左右, 坑中水仍然降不下去。
3.3 降水效果分析
降水井深31.0m, 已经打到 (6) 层卵石、砾石中, 即进入了第一层承压水中, 也就是说穿过了 (5) 层粘质粉土、粉质粘土层, 井是承压非完整井, 当水位降至27.0m深时, 井中水位时在 (5) 层粘质粉土、粉质粘土层以下。 (6) 层卵石、砾石层上部由于 (5) 层土渗透系数比 (4) 层土和 (6) 层要小1000~10000倍, 可以看成是一个隔水层, (4) 层土中的第二层潜水只能向井中跌入, 而不是透过 (5) 层土渗向井中, 这时井的形式是承压—潜水井, 像前面分析那样, 根据本层含水层厚度形成一个降落曲线, 这个降落曲线不会因井中水位而变化。而设计采用的 (3-1) 式, 条件是均质, 潜水完整井的理论, 显然与实际含水地层条件是不相符的, 相差甚远。这就是为什么井中水位降至27.0m, 而基坑内水降不去的原因, 此层的降水曲线形式是固定的, 如图2中b线, 它不随井中水位高低而变。
4 关于深基坑降水问题的讨论
本工程中采用的计算方式如下。
式中各参数的意义同前, 这个公式是适用于均质土或地层土比较简单情况, 渗透系数是各土层渗透系数的加权平均值, 显然对本工程是不适用的。因为本工程中第一层承压水水位是在 (5) 层不透水层下面, 该层土的底板就是第一层承压水的顶板, 由于该层土存在才使 (6) 层卵石、砾石中的水承压, 承压水头在 (5) 层土中, 见图3。在这种情况下, 降水工程中出水量的计算, 本人建议采用流量迭加法。
(1) 先不考虑承压水的影响, 把降水井做为完整井, 用潜水完整公式进行计算, 主要是降 (4) 层卵石、砾石中潜水, 计算公式的形式与设计报告中用的 (3-1) 式是完全相同的, 但是公式中含水层厚度H和水位降深S可能是不相同的。在本假定中H值只是潜水层水的厚度, S值也只是浅水层中最大水位降落, 并且H=S, 同时渗透系数也只是 (4) 层卵石、砾石渗透系数来计算出水量, 这个出水量只能是总出水量的一部分。
注: (3) 层粉质粘土、粘质粉土; (4) 层卵石、砾石; (5) 层粘质土、粉质粘土; (6) 层卵石、砾石; (7) 层粉质粘土、粘质粉土;
(2) 先不考虑 (4) 层卵石、砾石中的第二层潜水, 只降第三层水, 即第一层承压水, 根据本工程井水位降到27.0m, 从图3看出, 井中水位还是 (5) 层不透水层以下, 在 (6) 层含水层的上部, 应采用承压—潜水非完整井公式计算出水量, 由于井穿透了 (5) 层不透水层, 进入到 (6) 层卵石、砾石承压水层, 这时计算出的水量应是第一层承压水的水量, 而这个水量多或少与基坑降水关系不大, 可以说井中的水位变化对基坑内的降水位影响不大。这也是为什么离井只有5.0m左右的深槽内仍有1.0~1.5m的水位降不下去的原因。
5 基坑内局部渗水的处理措施
前面已论证过基坑内部深槽的水是降不下去的, 只能采取特殊的处理措施进行排水。建议对不同部位渗水采用不同的处理措施。
(1) 对基坑内大面积降不下去的水, 在基坑边挖排水槽, 槽下宽30cm、上宽50cm、深50cm, 然后在槽内填碎石, 排水槽有一定的坡度, 每隔一定距离布置集水井, 井深1.0m、内径30cm, 放潜水泵, 将集水井中的水抽至地面排走。
(2) 对于深坑处的渗水处理, 在基底四周设排水沟, 沟上宽30cm、下宽20拆模、深30cm, 根据坑的大小, 在基底四角设集水井, 井深50cm见图4, a) 。
(3) 对于深坑边坡渗水处理, 要求施工单位在渗水严重的边坡, 也挖排水槽, 槽断面底宽10cm、上宽20cm、深20cm, 槽内填碎石, 通过破面排水沟将破面渗水导入坑内底排水沟至集水井内, 然后用泵排出坑外, 见图4, b) 。
通过上述措施后, 基本上可以解决基坑内渗水的问题, 确保基坑内垫层和防水施工。
6 结语
降水工程设计理论是建立在简单的和均质土层的假定基础上的, 现行规范、规程中的计算公式, 也是在特定条件下、在基坑降水设计理论基础上进一步做了相应的假定而推出来的, 正因如此, 对深大基坑, 含水层复杂的情况适用起来就存在一定的局限性。
通过对上述深大基坑降水设计和实际运行的结果分析认为, 当地层中存在相对不透水层, 而且层厚相对较厚, 不透水层上是潜水含水层, 而基底又位于此含水层中, 不透水层下面是承压水层。在此条件下, 降水深度S应是常数, 而且就是潜水含水层厚度H。处于这种条件下的基坑, 必然存在部分潜水降不下去, 当井深和井中水位低于不透水层顶板, 井深增加和井水位下降, 对深基坑中降水效果影响不大;对于不透水层下是承压含水层的情况下, 必须采取其他措施, 将基坑内的水排走。
参考文献
[1]周维薄.地下水利用[M].水利水电出版社, 2006, 12.
[2]建筑市政降水工程技术规范, JGJ/T111-98.
[3]建筑基坑支护技术规程, JGJ120-99.
深基坑降水监理实施细则-发表 篇5
一、工程概况…………………………………………………………………………2
二、编制依据…………………………………………………………………………2
三、工程特点…………………………………………………………………………2
四、施工降水的重点…………………………………………………………………3
五、监理工作流程……………………………………………………………………3
六、监理工作的控制要点、目标……………………………………………………3
七、监理工作的方法及措施…………………………………………………………5
八、对降水施工资料的验收…………………………………………………………5
一、工程概况
_________2×350MW级低热煤发电项目工程厂址位于：_____市____工业园区内，距___市中心城区37km交通便利。本期工程规模为2×350兆瓦超临界间接空冷供热机组，配2×1189.5吨/时超临界循环流化床锅炉、一次中间再热、抽凝式汽轮发电机组、双水内冷冷却发电机，采用炉内加石灰石+炉外石灰石石膏湿法脱硫，同步建设SNCR+SCR脱硝装置，安装布袋除尘器+湿式静电除尘器。本期工程深基坑基础工程（输煤转运站基础、主厂房基础、凝结水泵坑基础、汽轮机基础、烟囱基础、间冷塔基础、雨水泵房等）
本工程施工降水的设计单位为山西省电力勘测设计院；降水工期为_____年___月___日具备基坑开挖的条件，_____年___月___日具备浇注第一罐混凝土的要求
二、编制依据
2.1、《电力建设工程监理规范》DL/T5434—2009 2.2、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120—2012 2.3、《建筑地基基础设计规范》GB50009—2011 2.4、《混凝土结构设计规范》GB50010—2010 2.5、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009 2.6、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001 2.7、《建筑与市政降水工程建设规范》JGJT111—98 2.8、《晋能孝义煤业电厂施工监理规划》兴源监理 2.9、河北兴源监理公司管理标准
2.10、山西省电力勘测设计院基坑降水方案及施工组织措施 2.11、业主施工降水招标文件
三、工程工程的特点：
3.1 本工程降水施工的特点为：工期紧，降水范围大，部分工程降水深度较深。
3.2 本工程降水施工的难点为：施工现场有多个施工单位交叉施工，施工安全控制是本工程施工的难点。
3.3 本工程降水施工的薄弱环节：设计院还有部分工号基础没有出图，部分工号还需补桩但
未出补桩图，使得降水施工井点布置不能一次到位。
四、施工降水的重点：
利用已有勘测成果，在拟建主要建筑场地周边布置一定数量的降水井进行降水，并通过场地内的观测井观测地下水降至基坑以下不少于一米，以满足各建筑基坑开挖的条件。
五、监理工作流程：
5.1 降水效果监控流程
完成降水施工准备阶段监理工作→审查降水施工方案、技术安全措施并确认签字→关键过程旁站监理→检查降水效果及过程控制→应急情况处理的监控。5.2 降水安全控制流程
检查降水施工单位组织机构及安全责任责任制度的落实情况→检查安全目标分解情况→检查降水过程风险辨识、评估及对策制定情况→巡视检查安全施工状态→提出安全整改要求→监督复查安全危险源的整改处置情况。5.3 降水阶段进度控制流程
根据里程碑节点提出降水目标时间→检查投入的资源情况→对进度偏差提出进度纠偏要求→检查进度纠偏方法及效果并进行考核。
六、监理工作的控制要点、目标：
6.1、井点布置要求：
6.1.1、主厂房、锅炉房基坑开挖深度4.0米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井32口，井深15米，井间距17米，厂房内设观察井3口，井深10米，降水至基坑下1米。
6.1.2、烟囱基坑开挖深度4.0米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。在放坡线外布置降水井9口，井深15米，间距15米，烟囱中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑下1米。
6.1.3、间冷塔基坑开挖深度4.6米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井34口，井深15米，间距16米，塔中心设观测井1口井深10米，降水至基坑下1米。
6.1.4、M5转运站基坑开挖深度8米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井16口，井深25米，间距6米，转运站中心设观测井1口，井深15米，降水至基坑下1米。
6.1.5、M3转运站、3#廊道及采样间基坑开挖深度8米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井17口，井深20米，间距7米，转运站中心设观测井1口，井深15米，降水至基坑下1米。
6.1.6、M2输煤转运站基坑开挖深度4米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置6口降水井，井深15米，井间距7米，降水至基坑下1米。
6.1.7、3#输渣转运站基坑开挖深度10.5米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置16口降水井，井深25米，井间距6米布置，转运站中心设观测井1口，井深15米，降水至基坑以下1米。
6.1.8、循环水泵房O2基坑开挖深度6.5米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井14口，井深20米，井间距10米，循环水泵房中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑下1米。
6.1.9 综合水S1泵房前池基坑开挖深度4米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井10口，井深15米，井间距15米，池中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑下1米。
6.1.10、雨水泵房基坑开挖深度7.5米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井10口，井深20米，井间距10米，水泵房中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑以下1米。
6.2 监理检查控制井管吊放、滤料填充及水泵安装过程是否与施工方案要求一致： 6.2.1检查井管安放时的导中、防止井管错节防止泥砂堵塞井管、水泵安装深度、防漏电保.护措施是否符合要求；
6.2.2井管下好后需立即沿井四周均匀填入滤料，控制滤料级配及杂质含量符合要求；填入量不少于计算量的95%
6.2.3检查降水试运情况，如发现井管失效，要求降水单位采取处理措施进行恢复或要求另设新的井管。
6.3 监理检查降水试抽效果是否与设计一致，如发现与设计计算抽水量出入较大时，要求降水单位调整降水方案。
6.4 降水质量目标：基坑开挖前降水至基坑以下1米。
降水工期目标：2015年8月10号具备基坑开挖条件。
降水安全目标：降水施工及降水运行期间安全无事故，符合文明施工标准。
七、监理工作的方法及措施：
7.1 认真审查降水施工方案；对其中的质量、安全保障措施进行严格把关，对不符合要求的，指出其不足退回修改，直至符合要求。
7.2 检查降水施工单位的质量保证体系及措施、安全保障体系及措施能否满足施工质量、安全需要。
7.3 落实专人负责降水施工的质量、安全监理工作，及时发现问题，下达整改指令并监督整改效果。
7.4 监控井管施工位置、控制井深与设计一致，检查井管对管偏差、防泥浆进入措施、滤料充填是否符合要求。
7.5 要求降水施工单位保证降水期间有备用电源，避免因停电造成水位上升影响结构施工。7.6 检查降水效果是否与设计降水深度一致，如果发现降水深度达不到设计值，监理定期降水施工单位调整降水方案直至满足施工要求。
7.7 巡视监控日常降水期间的降水效果，发现异常情况，及时要求降水单位采取应急措施。7.8 要求降水单位对井位加设警示标志及井盖并设专人维护，防止伤害或损坏事件发生。7.9 要求降水施工单位准备1—2台潜水泵应对突发情况。
八、对降水施工资料的验收：
8.1降水设备埋设记录；﹙井管埋设深度、井底标高、井间距、滤料充填量、抽水设备设置位置与标高﹚
深基坑降水施工技术 篇6
关键词 电厂基建 深基坑开挖 井点降水 降水措施
从事电厂工作多年的笔者，在电力建设工程基建中，发现很多基坑开挖深度都超过6 m，属于深基坑，且地质比较复杂。其中，最难处理的就是含水层。下面就深基坑开挖及井点降水问题，谈谈自己的看法。
一、作业流程
定位放线→第一层土方开挖→布置井点降水→第二层土方开挖
↓↓
井点定位→冲井→布设井点管及敷设总管→安装抽水机组→运行→降水井回填
二、井点降水措施
1.井孔定位。（1）根据地质勘测报告，降水井布置在基坑第二层土方平台上，检查井布置在基坑对角处。（2）根据施工作业指导书确定井位，用全站仪测定井位坐标，孔口高程用水准仪就近的基准点引测。（3）钻机选择，根据管井设计的孔深、孔径、地质及水文地质条件，选用能保证井的质量和出水量的钻井机械。
2.冲井。（1）钻机配有地质技术人员，根据钻井情况按要求准确记录地层变化情况（取样保存），终孔后结合测井及取样资料及时提出地层钻孔柱状草图。（2）设置沉淀砂池，以满足施工时泥浆循环的要求。（3）取样以能划清含水层与非含水层为原则，一般情况下，鉴别样每4 m取一个，变层时加取鉴别样。
3.布设井点管及敷设总管。根据地层情况，在终孔之前井管一定要运到现场。（1）下管前，应做好以下准备工作：一是试孔，都必须采用适用的试孔器试孔。二是排管，井底下5 m左右沉淀管。地面下8 m开始布花管沉淀管以上应根据地层情况，钻机技术人员按照含水层的位置做出滤水管、井壁管的排列图，并征得项目监理的同意。三是井管的焊接，要从三个方面用吊线法控制井管的垂直度，井管的对口焊接必须采用全焊接，不得采用点焊方式。（2）下井管要求：首先是下管前，要测定井深，检查孔斜率等，捞净孔底岩渣。其次是井管下到底后，将整个井管提升3 cm～5 cm左右，以保证井管直立于井中，且井管高出地面30 cm～80 cm。（3）填砾。填砾应注意两方面问题：一是砾料规格，应根据设计选择2 mm～15 mm砾料。二是填砾数量，要求每米环形间隙填反滤料不应小于0.22 m3。（4）洗井。要求必须用活塞洗井方法洗井。
4.安装抽水机组。（1）下井前准备。首先，准备好扳手、手锤、螺丝刀、电工工具及使用仪表。其次，检查电泵装配是否良好，随机附件是否齐全。卸下过滤网，转动泵轴，检查有无锈蚀和卡死现象。再次，拧下电机上端两个灌水孔螺栓，将电机内腔灌满洁净的清水，并即时拧上灌水孔螺栓。第四，用500伏兆欧表遥测电机绕组对地（即机壳）的绝缘电阻应不低于5兆欧。第五，包扎电缆接头。铜线接头接好后，首先用自粘橡胶带把三根芯线半叠包孔1～2层，再用塑料粘胶带半叠包扎3～4层后，把橡胶接套对接起来，对接处和接套两端再以粘胶带包扎多层，包扎层务必紧密圆滑牢靠，以防渗漏。测量电机绕组和引出电缆对地绝缘电阻，不低于5兆欧时方可下井。（2）安装过程中的注意事项：一是下泵过程中若发现有卡死现象，要及时旋转和扳动扬水管，以克服死点，避免卡死或损坏电泵。二是安装管路要垫正胶垫，并均匀拧紧联接螺栓。三是下井过程中电缆应在每节扬水管上，用塑料带或尼龙绳等耐水绳索系牢，严防拉断或挤破电缆线。四是根据井的流沙淤积情况，确定电泵距离，切忌将电泵埋入泥沙中，一般要求电泵距井底不少于3 m，动水位距进水节不小于1 m。五是电泵机组必须直立安装，不得倒卧使用。
5.运行。（1）用设计要求的潜水泵进行抽水试验，以动水位连续稳定16小时。（2）在抽水试验过程中，每半小时测定动水位、出水量一次。（3）抽水试验结束后，测定静水位值。（4）降水。为保证本次降水成功，必须加强后期运行管理工作，由专业人员24小时值班。首先，降水系统形成后可开始进行降水，具体降水步骤如下：第一，开始降水时，由于水位较高，地下水涌水量较大，采用阶梯式降水法。即先行运行1～2台抽水泵，待水位下降，水量稳定后再运行其他水泵，以缓解集水管排水压力。第二，受基坑施工阶段性影响，降水工作可随基坑施工进度进行。降水工作要设专人看管、巡视，检查深井泵运行情况，发现问题及时排除。基坑上部对角处各布置1口观测井，每天早7：00点、晚7：00点各观测一次；在抽水调试期间，若水位降深不能满足开挖要求，要增加井中水泵数量，必要时要增补降水井。第三，降水过程中应监测孔内及基坑内水位变化，当水位下降过大时，可停运部分降水井，以最大限度的保证地下水资源。第四，在基坑基础回填施工后可停止降水，基坑开始施工前5天（具体依据降水观测确定）开始降水。第五，每天每个班要对降水系统进行检查，主要检查抽水含砂量、水泵运行及管线状况等，尤其水井出水含砂量应控制在1/10 000之下。若水井含砂量过大，应立即停止抽水处理，必要时重新成井。每天要填写看管、检查日志。第六，由于潜水含水层厚度大、水量大，要想将残留水完全阻截代价巨大。为能达到最优的投入产出比，设计降水方案时允许边坡有少量残留水渗出。土方开挖后应立即在基坑内采用明沟排水（500 mm×500 mm）。预留集水坑，用水泵将基坑内的残余水排出坑内。其次，安装集水管。安装集水管时，重要的是排水系统管网的布置：排水系统通过三级排水管将水排出场外总渠。第Ⅰ级排水管、第Ⅱ级排水管根据需要架空或埋地，架空高出地面0.5 m，每隔5 m采用400 mm×400 mm×800 mm的砖支墩支撑牢固，与通过带有防止水倒流的专用接口水泵直接相接，Ⅱ级排水管采用法兰连接和焊接两种形式由第Ⅱ级排水管将水排入沉沙池内，利用潜水泵由第Ⅲ级排水管排至场外总渠。（5）运行方式。井点系统各部件要安装严密，防止漏气；集水总管、滤管和泵的位置标高正确布置；降水之前要观测自然水位，降水开始后每天要做好记录。进入雨季要增加观测次数。经常检查排水管、沟，防止渗漏。应测量井深，掌握滤水井管安装的合理深度，防止埋管。其注意事项：首先，对井管（立管及卧管）进行清理，将钢管内铁锈杂物清除干净，滤管采用粗细滤纱包裹各不少于两层，并绑扎固定。其次，井点管采用冲水法施工，利用高压水在井点管下端冲刷土层，使井点管下沉至设计深度后，在井点管与孔壁之间填入粗砂。所有井点管在地面以下1 m深度内应用黏土填实，以防漏气。再次，井点管埋设并与总管和抽水设备接通后，先进行试抽水，如无漏水、漏气、无淤塞现象后，方可正式使用。第四，应安装真空表，并经常观测， 以保证井点系统的真空度。一般应不低于0.065 MPa。当真空度不够时，应及时检查管路或井点是否漏气、离心泵叶轮有无障碍等，并应及时处理。第五，井点使用时，应保证连续抽水且准备双电源。 如不上水或水一直较混，或出现清后又混等情况，应立即检查处理；若井点管淤塞过多，严重影响降效果，应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出重新埋设。
6.降水井回填。基坑土方回填施工完成后，应立即拆除降水系统，即可拆除井点和相应的管道电气等设施，并将井点回填且对所有降水井、观测井进行封填，封井要尽可能恢复到地层的原始状态。具体操作如下：先投中粗砂，后细砂，至含水层顶板，即细砂投到离地面2 m左右。降水工作完成后拆除降水系统，对降水井进行回填处理。回填采用桩端挖出的砂卵石或砂土进行回填。
深基坑降水优化设计与施工 篇7
由于高层建筑越来越多, 随之导致深基坑数量也日益增多。为了保证深基坑工程顺利进行, 要不断抽取地下水, 但为了避免地下水源过度抽取, 破坏地下水环境, 所以不仅要对基坑的地勘报告进行详细分析, 从多角度考虑设计出最优方案, 而且要做好基坑降水的施工过程控制。
1 时间效应对勘察结果的影响
在深基坑降水方案设计和施工前, 不仅要仔细分析地勘报告, 而且应考虑时间效应对勘察结果的影响[1]。若勘察时间与深基坑设计、施工的时间间隔不大于2个月, 则勘察提供的水位与设计、施工时的水位相差不大;若两者时间间隔超过2个月, 甚至超过6个月, 则一般勘察水位与设计、施工水位会有差别。其差别主要取决于以下两个方面:1) 不同季节造成区域水位整体上升或下降;2) 周边近期深基坑的施工, 导致地下水位下降。因此在进行施工或者方案设计时, 定要考虑时间效应;否则会影响后期的施工, 进而可能会导致地下水源过度抽取, 破坏地下水环境。
2 井点降水方法选择与降水方案优化设计
2.1 井点降水方法选择
结合周围已有的深基坑勘察报告及降水采取的措施效果, 根据工程类比法和现有的深基坑地勘资料综合确定井点降水方法。常用的井点降水方法有:管井井点降水、真空井点降水、喷射井点降水。
2.2 降水方案优化设计
基于确定的井点降水方法, 针对不同具体工程, 根据基坑形状、地下水类型、含水层构造及《建筑基坑支护技术规程》[2]确定降水总涌水量, 计算出单井设计流量, 进而确定出降水井的数量和平面布置。但要进一步设计出最优降水方案, 还需从以下三个方面进行考虑:
1) 由于深基坑面积较大, 一般降水井会沿基坑周围布置。根据《建筑基坑支护技术规程》[2]可以确定基坑内任一点处的地下水位降水高程, 具体见下列计算公式。
a.潜水完整井坑内任一点地下水位计算公式:
其中, si为基坑内任一点地下水位降深, m;H为潜水含水层厚度, m;k为含水层渗透性系数, m/d;R为影响半径, m, R=2Sw (k·H) 1/2, Sw为井水位降深, 当井水位降深小于10 m时, 取10 m;n为降水井数量;qj为按干扰井群计算的第j口降水井的单井流量, m3/d;rij为第j口井中心至地下水位降深计算点的距离, m, 当rij>R时, 取rij=R。
b.承压完整井坑内任一点地下水位计算公式:
其中, R为影响半径, m, R=10Swk1/2;M为承压含水层厚度, m。
2) 深基坑工程的地下建筑基础存在浮力作用时应满足抗浮验算要求, 它对设计地面以上覆土厚度、基础厚度等具有指导意义。而对于简单的浮力作用情况, 基础的抗浮性应满足式 (3) 要求[3]。
其中, Gk为建筑物自重及压重之和, k N;Nw, k为浮力作用值, k N;Kw为抗浮稳定安全系数, 一般情况下可取1.05。
3) 对基底以下有水头高于坑底承压水含水层, 且未采用截水帷幕隔断其基坑内外的水力联系时, 应利用以下公式对承压水作用下的坑底做突涌稳定性验算。它对设计基坑的最大开挖深度, 承压水的最小降深有重要的指导作用。
其中, Kh为突涌稳定安全系数, Kh≥1.1;D为承压水含水层顶面至坑底的土层厚度, m;γ为天然重度, k N/m3;γw为水的重度, k N/m3;hw为承压含水层顶面的压力水头高度, m。
3 深基坑工程降水施工
对于深基坑降水, 设计仅仅是降水工作的第一步, 要真正确保深基坑降水工作正常有序开展, 更要控制好降水井施工质量、做好施工组织管理及相应的降水应急方案。
3.1 控制好降水井的施工质量
为了保证降水井的施工质量, 应采取以下工艺流程[4]:放线定井位→钻机就位钻孔→吊放井管→填充滤料→安装排水总管→洗井→试抽水→正常抽水。在降水井的施工过程中, 应保证每个井管定位准确;吊放时应保证其垂直度, 降水井四周应使用铁撬均匀填滤料, 禁止使用机械下料。降水井施工完成, 进行试抽水之后可以正常抽水。
由于降水效果与洗井质量密切相关, 所以现场的技术、管理人员必须高度重视此项控制点。对于降水井较深及渗透性较小的土层, 应采用空压机洗井;反之, 用气泵清洗, 要求降水井从上到下清洗达到砂净水清即可。否则很可能会出现虽然观测井的水位很低, 但在基坑开挖时会出现土中带水等不能真实反映动态观测的情形。
3.2 加强降水井施工组织管理
1) 保证深基坑降水的整体效果, 应对降水井进行分块有组织地管理。做好材料和设备进场计划、雨季施工计划、四节一环保计划、安全生产的管理计划等。
2) 严格按照专家论证的专项施工方案和相关的法律行政法规进行施工;现场应设置专职技术人员做日常维护工作, 动态监测观测井水位变化、排水管有无漏水、边坡稳定性等相关信息。若出现问题, 及时反馈, 以便采取相应措施。
3) 大部分土方开挖到基底设计标高时应继续降水, 根据地勘报告和相关经验判断地下水的流向, 确定重点抽水部位;从而能达到节约地下水源, 保护地下水环境的目的。
3.3 做好降水应急防范方案
1) 防突发性停电方案。根据施工方案确定的降水泵数量、扬程、流量等来备用相应功率的柴油发电机 (至少一台) , 做到两路电源供电, 确保降水施工的连续性。
2) 危及周围建筑物安全防范方案。因深基坑降水可能会危及到基坑或周边建筑物的安全, 宜采用截水或回灌技术。由于截水后, 深基坑中的水量会较大或水压较大, 宜采用坑内降水的方法。
3) 防基坑滑坡及塌方方案。基坑降水过快或过慢、深基坑工程的降水周期长及雨期施工都可能会出现滑坡或塌方情形。此时可以根据地勘报告中的土层参数选取相应的临时支护方法, 如使用排桩、水泥土墙、锚杆、土钉等;同时基坑壁应喷射C20的混凝土及配置ф6~ф10@150 mm~300 mm的钢筋网片。
4) 雨季施工防范方案。为做好基坑降水雨季施工, 首先, 基底应增设盲沟和集水井, 设置明排水泵, 地面四周应排水流畅;其次可采用防滑坡及塌方的施工方案加固边坡;最后可根据现场情况增打降水井。
4 结语
为避免地下水源过度抽取, 破坏地下水环境, 所以要进一步优化降水设计和施工要求, 应从以下3个方面进行考虑, 总结如下:
1) 考虑时间效应对勘察结果的影响, 有利于更好地指导设计与施工。
2) 根据勘察报告中的土性确定出井点降水方法, 进而从三个角度考虑, 优化设计降水方案。
3) 控制好降水井施工质量、做好施工组织管理及相应的降水应急方案, 对正常有序开展降水工作至关重要。
参考文献
[1]宋福渊, 刘小刚, 程学军.建筑深基坑降水设计与施工[J].施工技术, 2008, 36 (2) :99-100.
[2]JGJ 120—2012, 建筑基坑支护技术规程[S].
[3]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].
深基坑软土地层真空降水施工技术 篇8
1 工程概况
1)地理位置及工程规模。
武汉地铁站为地下2层岛式台站,车站主体围护结构采用ϕ1 000 mm钻孔桩+ϕ600 mm高压旋喷桩,车站总长236.6 m,宽度20.8 m～27.4 m,总占地面积11 400 m2。其中,第一期开工的C区长度为119 m,平均宽22.0 m,平均深16.8 m,东端盾构到达区最大宽度27.4 m,最大深度19.6 m。
2)工程地质条件。
根据地质勘察报告,本车站34.6 m以上的地质主要为长江故道地层沉积而成,从下向上依次为粉细砂、粉质黏土夹粉砂、粉质黏土、淤泥和杂填土,地铁站底板处在饱和的粉质黏土夹粉砂之中,此地层低渗透、高含水、低强度,具有明显的触变和流变特征,为典型的软土土层。
3)水文地质条件。
工程范围内的地下水主要表现为上层滞水和弱承压水。上层滞水主要存在于人工填土中,水位不连续,无统一的自由水面,主要接受地表水与大气降水补给,水量较小。弱承压水主要存在于粉质黏土夹粉砂和粉砂层之中,与长江水力联系,水量可观。本工程地下水位在地面下8.5 m。
2 基坑降水设计
2.1 降水方式的选择
由于地铁站底板下面的地层为饱和粉质黏土夹粉砂层,渗透系数较小(k=0.7 m/d),为保证降水效果采用真空降水,将软土中的自由水充分“压出”汇集深井当中,再由深井泵将水抽出,以达到基坑降水和排水固结的目的。
2.2 基坑涌水量计算
基坑采用明挖法施工,流入基坑的渗水量与土的种类、渗透系数、水头以及坑底面积等有关,按大井法计算涌水量:
其中,k为土的渗透系数,通过查《建筑施工计算手册》得
2.3 降水井深度计算
H井=H基坑+h1+IL1+L+m=19.6+3+1/5×6.5+2.5+1=27.4 m。
其中,H基坑为基坑深度;h1为降水面距坑底安全距离,取3 m;I为降水曲线坡度,取1/5;L1为井点管中心到基坑中心的水平距离,取6.5 m;L为滤水管有效长度,取2.5 m;m为沉淀管长度,取1 m。
2.4 计算单口井流量
单口井:
其中,L为滤管有效长度,取2.5 m;r为井口半径,取0.3 m;k为渗透系数,同上取1.6 m/d,即0.000 018 518 m/s。
2.5 确定降水井数量
总井数=1.1Q/q=1.1×1 511.43/116.80=14.3口。
考虑施工方便对称布置,故在C区布置16口降水井,见图1。
3 真空降水过程
3.1 施工工艺流程
真空降水施工工艺流程为:计算基坑涌水量→降水井设计布置→测量定位→成孔→安装井管→填滤料→洗井→安装水泵和真空泵→试验性抽水→降水工作→降水任务完成→拆除降水井→退场。
3.2 真空降水井施工
1)测量定位:根据降水井平面布置图,测量定出每个管井准确位置,钻机按井点位置精确就位。2)成孔:采用WP-100型潜挖式干钻机成孔,成孔垂直偏差控制在1%内,钻孔孔深比设计井深深0.5 m,井底回填粒径为3 mm～15 mm的碎石过滤层,厚0.5 m。3)安装井管:井管采用ϕ273 mm钢管制作,加工成3 m的管节,管节间用法兰盘连接。井管最底部为沉淀管,长度约为1 m,底口用钢板焊接封死,向上为滤管,长度约为3.5 m,再向上为普通井管并根据地层水文情况间隔设置滤管。井管下放采用起重机吊装就位,法兰盘增设皮垫,一定要压紧。4)填滤料:井管放入井内后,及时在井管与孔壁间填充粒径为3 mm～8 mm瓜子石加粗砂滤料,滤料符合级配要求,杂质含量不大于3%,用人工持铁锹沿井口周边均匀下料,分层填充,以防止造成偏压或冲击井管。5)洗井:潜水泵洗井,直至抽出清水为止。洗井在下完井管、填好滤料、封口后8 h内进行,避免时间过长,护壁泥皮逐渐老化,难以破坏,影响渗水效果。6)安装水泵和真空泵:先安装水泵,安装前检查电机和泵体,确认完好后方可安装。然后再安装真空泵,施工过程中必须保证各连接部位可靠密封,确认不漏气。
3.3 降水施工过程管理
1)降水在基坑开挖前一个月进行,直到基坑开挖至设计深度,底板浇筑完毕,混凝土强度达到70%时方可停止。2)开始降水时,地下水量很大,可以不用真空泵,直接按正常的深井降水,抽水一周后,深井出水量变小时,在井内实行真空负压降水。3)安排人员两班倒,日夜值班,进行降水操作和水位观测并做好数据记录。4)根据观测井的水位情况和真空表的数值控制真空泵抽吸力度,保证系统有足够的真空度。5)井点随基坑开挖深度的加深逐步分节拆除,最后底板浇筑完成后,混凝土强度达到70%进行封井,封井方法见图2。
3.4 真空降水监测
1)降水勘察期和降水检验前各井测一次自然水位。2)抽水开始后,在水位未达到设计降水深度以前,每天观测3次水位、水量。3)当水位已达到设计降水深度,且趋于稳定时,则每天观测1次;雨季时,观测次数每日2次～3次。4)对水位、水量监测记录及时整理,绘制水量Q与时间t和水位降深值S与时间t过程曲线图,分析水位水量下降趋势,预测设计降水深度要求所需时间。5)根据水位、水量观测记录,查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因,及时提出调整补充措施,确保达到降水深度。
4 结语
武汉地铁站采用“真空深井降水”,是将大气压强的真空原理运用到深井降水中,利用真空泵抽出井内空气形成负压,将软土层中的自由水充分“压出”汇集于深井当中,再由深井泵将水抽出,在较短的时间内降低了地下水位,达到了基坑降水和土体排水固结以及开挖面稳定基坑安全的目的。此方法采用干式钻机成孔,井点抽水安装方便、维护简单、机具可倒用,费用和能耗较低,便于土体开挖和运输,取得了良好的经济效益。
参考文献
[1]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]夏才初,李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M].上海:同济大学出版社,2000.
上海台达深基坑降水技术应用 篇9
关键词：深基坑,搅拌桩截水,真空降水井,降水运行,封井
1 深基坑概况
上海台达能源技术(上海)有限公司研发生产配套大楼工程位于浦东新区上川路、华东路口。基坑周长约345.9 m,开挖面积约为8 000 m2,呈不规则四边形;基坑开挖深度为13.65 m,电梯井局部深度达到15.25 m。基坑上层为素填土,下部为淤泥质粉质粘土;本场地地下水有浅部土层中的潜水和⑦层中的第一承压水两种类型;上海地区潜水水位一般埋深0.3～1.5 m,年平均高水位埋深0.5～0.7 m,水位随季节、气候、潮汐等因素而有所变化;据上海地区地下水监测资料,第一承压含水层(⑦砂质粉土、粉砂)地下水位埋深一般3.0～11.0 m,地下水位呈周期性变化,高水位期(丰水期)一般在12月至第二年1月,低水位期一般为9月,本工程基坑围护采用钻孔灌注桩和两道钢筋混凝土内支撑、外加双排水泥搅拌桩截水。
2 基坑突涌可能性评价
对于承压含水层,在评价其对基坑工程的影响时,根据其动态规律,按最不利原则考虑,采用安全系数法:
式中:Fs——安全系数,取1.05;
Pcz——坑底开挖面以下至承压含水层顶板间覆盖土的自重压力(kPa),地下水位以下按饱和重度计算;
Pwy——承压水压力(kPa)。
根据设计资料,本基坑开挖深度为13.05 m(坑底设计标高-14.95 m)。以C8号孔为例,承压含水层(⑦1层)层顶埋深34.40 m,水位按不利原则考虑,取埋深3.0 m。经计算,得:
因此,理论和经验认为,本基坑开挖过程中突涌可能性极小,暂不需对承压含水层中的地下水进行降水减压。
3 基坑降水施工
3.1 降水目的
根据本基坑开挖度和基础底板结构施工要求,其降水目的为:
1)疏干开挖范围内各土层中的地下水,防止基坑积水,方便挖掘机和工人在坑内施工作业,保证基坑开挖施工安全、快速进行;
2)加固基坑内和坑底下的土体,提高土体强度,增加坑内土体抗力,提高地基抗剪强度,防止开挖面的土体隆起和开挖过程中的纵向滑坡,从而减少坑底隆起和围护结构的变形量,防止坑外地表过量沉降。
3.2 潜水疏干井的选择
采用真空深井井点。
3.2.1 布置原则
潜水疏干降水井的布置,按上海地区单井有效降水面积的经验值结合拟建工程场区土层特征、基坑平面形状、尺寸确定。根据上海地区降水施工经验,单井有效降水面积为150～250 m2,根据本工程开挖深度区域特点,在开挖深度范围内,取约230 m2/口。
3.2.2 降水井布置方案
按照前述布置原则,采用下式计算确定:
式中:n——井数(口);
A——基坑面积(m2);
a——单井有效降水面积(m2)。
按上式计算,开挖区域的布井数量如下:开挖面积约6 818.72 m2,n=6 818.72/230=29.64口,根据此区域形状,共布设潜水疏干井30口,见图1。
3.3 降水井结构
为保证井管具有一定的强度,并满足降水要求,现场井管采用DN300 mm×3 mm钢管,管身打孔作滤水管;主要参数如下:
终孔直径:井径Φ800 mm;
井口:高出地面0.3～0.5 m,防止污水进入井内,井壁外围采用优质粘土或水泥浆封闭,其深度不小于2.00 m;
井管:采用DN300 mm×3 mm钢管,直径(内径)Φ300 mm;
滤水管:直径Φ300 mm,外包50目滤网;
砾料:各井从井底向上至地表以下3.00 m围填瓜子片;
沉淀管长度:与滤水管同径,长度0.50 m。
3.4 成井施工工艺及技术要求
3.4.1 施工工艺
采用泥浆循环钻进、机械吊装下管成井施工工艺(图2)。
3.4.2 施工技术要求
1)测放井位:根据井点平面布置,使用全站仪测放井位,井位测放误差小于30 cm。当布设的井点受地面障碍物影响或施工条件影响时,现场可作适当调整。
2)护孔管埋设:护孔管应插入原状土层中,管外应用粘性土封堵,防止管外返浆,造成孔口坍塌,护孔管应高出地面10～30 cm。
3)钻机安装:钻机底座应安装平稳,大钩对准中心,大钩、转盘、与孔中心应成三点一线。
4)钻进成孔:疏干井开孔直径均为φ800 mm,一径到底。开孔时应轻压慢转,以保证开孔的垂直度。钻进时采用自然造浆钻进,遇砂层较厚时,应人工制备泥浆护壁,泥浆相对密度控制在1.10～1.15。当提升钻具和临时钻停时,孔内应压满泥浆,防止孔壁坍塌。钻进时按指定钻孔、指定深度内采取土样,核对含水层深度、范围及颗粒组成。
5)清孔换浆:钻至设计标高后,将钻具提升至距孔底20～30 cm处,开动泥浆泵清孔,以清除孔内沉渣,孔内沉淤应小于20 cm,同时调整泥浆密度至1.10左右。
6)下管:直接提吊法下管。下管前应检查井管及滤水管是否符合质量要求,不符合质量要求的管材须及时予以更换。下管时滤水管上下两端应设置扶正器,以保证井管居中,井管应对接牢固,下到设计深度后井口固定居中。
7)回填滤料:采用动水投砾。先将钻杆提至滤水管下端,井管上口加闷头密封,从钻杆内泵送泥浆,使泥浆由井管和孔壁之间上返,并逐渐调小泵量,待泵量稳定后开始投放滤料。投送滤料的过程中,应边投边测投料高度,直至设计位置为止。
8)止水与回填:潜水疏干降水井在地表以下回填2.00 m厚粘性土。
9)洗井:采用活塞和空压机联合洗井法。先采用活塞法洗井,通过钻杆向孔内边注水边拉动活塞,以冲击孔壁泥皮,清除滤料段泥砂,待孔内泥砂基本出净后改用空压机洗井,直至水清砂净为止。
10)安装抽水设备:成井施工结束后,下入井泵并联接真空管路、排设排水管道、安装真空泵、接通电源,安装完毕后进行安装效果检查。
11)抽水:先采用真空泵与潜水泵交替抽水,真空抽水时管路系统的真空度不小于-0.06 MPa,以确保真空抽水的效果。
12)标识:为避免抽水设施被碰撞、碾压受损,抽水设备须进行标识。
13)排水:洗井及降水运行时排出的水,通过管道或明渠排入场外市政管道中。
3.4.3 成井施工质量控制标准
1)井深误差:小于井深的2‰;
2)孔斜:每50 m小于0.5°;
3)井水含砂量:抽水稳定后,小于1/20 000(体积比)。
4)井中水位降深:抽水稳定后,井中水位处于安全水位以下。
3.5 抽水试验
降水井施工完成后,选择2～3口降水井进行抽水试验,通过1孔抽水另一个孔观测进行非稳定流抽水试验,获取水文地质参数。
试验过程中抽水井与观测孔同步观测水位,水位观测时间为:1,2,3,4,6,8,10,15,20,25,30,……(min);以后每30 min观测一次,直至抽水结束;抽水结束后,观测恢复水位,观测时间间隔与抽水试验相同,至水位恢复后结束。流量观测时间间隔为30 min。
3.6 降水运行
3.6.1 试运行
1)运行前准确测定井口、地面标高及地下水位;
2)启动抽水设备,检查抽水设备、排水系统运转是否正常;
3)抽水系统经检查符合要求后,开始抽水。
3.6.2 降水运行
1)潜水疏干降水井运行可在基坑开挖2周前开始,降压井的抽水时间根据施工进度情况确定;
2)抽水运行过程中应随时检查设备运行状况,发现故障及时排除;
3)潜水疏干降水井抽水时,潜水泵抽水间隔时间由短至长,降水井抽干后应立即停泵,以免烧坏电机;
4)抽水过程中应做好记录,内容包括井涌水量(Q)、水位降深(S),并绘制流量(Q)、观测孔水位、各监测点观测资料与时间的关系曲线,以掌握动态,指导降水运行,不断优化降水运行方案;
5)降水工作现场应备有双电源,确保降水的连续运行;
6)降水结束后,应及时将井孔注浆封闭,补好盖板。
7)井口、井管设置醒目标志,做好标识工作;
8)做好井管保护工作。
3.7 降水监测
1)水位观测:降水运行初期,每2 h观测一次,运行稳定后每日观测两次,水位观测精度±0.1 cm。
2)流量监测:监测次数与水位同步,观测精度±0.01 m3。
3)其它监测:孔隙水压力、沉降等监测内容,借助于基坑监测资料。
3.8 封井
封井采取在井管内先填瓜子片然后注浆再灌注混凝土的封堵方法,基本操作顺序及有关技术要求如下:
1)底版浇捣前,在基坑底开挖面以上50 cm处,在井管外焊一个环形钢板止水板,止水板外圈直径φ1 100 mm。
2)降水运行结束封井前,先预搅拌1.00 m3左右的水泥浆,水灰比0.4～0.5。
3)井管内填入瓜子片,瓜子片的回填高度在基坑底板以下4.00～5.00 m左右。
4)井管内下入注浆管,注浆管的底端下入深度为瓜子片的回填高度以上0.5 m左右。
5)在井管内设置一个压板,与注浆管连接并由注浆管送入井内,压板的放置深度为瓜子片回填的回填顶部。
6)正式注浆前井管口用钢筋作支撑,将注浆管固定,然后开始注浆,注浆时要将水泥浆通过瓜子片的空隙渗入底部滤水管的周围将滤水管的缝隙堵死,要将预拌的水泥浆注完。
7)注浆完毕,水泥浆达到初凝的时间后,抽出井管内压板以上的残留水,并及时观测井管内的水位深度或标高的变化情况。观测2～4 h后,井管内的水位无明显的升高,说明注浆的效果较好。
8)当判定已达到注浆的效果后,即向井管内灌入微膨胀抗渗混凝土,混凝土的灌入高度略低于基坑底板混凝土面约10 cm。混凝土灌注结束,及时观测井管内水位的变化情况。
9)待井管内混凝土的初凝能符合要求,并能确定封堵的实际效果满足要求后,即可割去所有外露的井管。
10)井管割去后,在管口要用铁板焊封,采用8mm厚钢板与钢管焊接,封死孔洞,管口低于基底混凝土面以下10 cm左右。
11)管口焊封后,用水泥砂浆填入孔洞抹平,封井工作完毕。
3.9 降水应急措施
为避免降水过程中由于降水井损坏等原因造成降水中断,引发基坑施工安全性问题,增加布置一定数量的观测井兼备用井,以备在个别降水井降水中断时,能够立即开启备用井,保持降水工作的正常进行。
尽管计算认为突涌可能性极小,为防止坑底涌沙发生,考虑在基坑中部留出1～2口承压井位置,一旦出现紧急涌沙情形,快速成井降压。
4 结束语
地铁车站深基坑降水技术探讨 篇10
关键词：地铁车站,深基坑,降水设计,减压井
在地下水位较高的地区开挖地铁深基坑时, 由于含水层被切断, 在压差作用下, 地下水必然会不断地渗流入基坑, 如不进行基坑降排水工作, 将会造成基坑浸水, 使现场施工条件变差, 地基承载力下降, 在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和基坑失稳等现象。同时若降水处理不当, 会引发施工险情, 并严重滞后工期。因此, 为确保基坑施工安全, 必须采取有效的辅助降排水措施, 基本保证无水作业, 确保地铁施工安全、质量和工期。
1 降水作用
根据地铁施工特点, 一般采用管井降水, 主要作用防比坑壁和基底渗水, 保证基底干燥, 便于施工, 同时减少孔隙水压力, 提高土体固结强度, 增强土体抗剪强度, 在有承压水头的基坑, 减少承压水头对基坑底板的顶托力, 防比基坑突涌。在颗粒级配均匀而细的砂性土等符合流砂和管涌条件的软弱富水地层, 选择合适的降低地卜水或水头的方法, 可以有效的避免流砂、管涌、基底隆起等病害, 防比坑壁土体的坍塌。
2 降水方法
常用的基坑降水方法有集水明排、轻型井点及多级轻型井点、电渗井点、真空井点、管井 (深井) 等方法, 采用哪种方法与渗透系数、降水深度及适应地层有关。管井 (深井) 降水降深一般大于10m, 渗透系数大于6~10, 适合粉质薪土、砂质薪土、各类砂土、砾砂、卵石等地层, 在地铁施工中广泛使用。
地铁基坑降水一般分坑内降水、坑外降水及坑内外结合。基坑围护不设比水帷幕, 群井设在坑内或坑外无明显差别, 为施工方便一般采取坑外降水。当带有比水帷幕的围护结构深入降水目的的含水深度小于3m~6m, 并小于含水层厚度的20%~30%, 一般坑内、外降水差别不大, 当群井放在坑外时过滤器顶部应放在围护结构底部以卜;当比水帷幕的围护结构深入降水目的的含水层深度达10m~15m或15m以上, 或占含水层厚度的30%~80%时, 或当比水帷幕的围护结构深入降水目的的含水层底板以卜, 一般采用坑内降水。
3 地铁降水设计的原则
由于地铁建设工程降水其复杂程度远远大于一般基坑降水工程, 因此, 除满足一般降水规范要求外, 还必须遵循以下原则:
1) 根据地铁降水工程的特点, 以“安全至上、质量第一”为准则确保施工安全;
2) 降水井布置重点考虑对交通、周边环境的影响, 减少降水施工、抽水所占用的地面空间;
3) 降水井布置要避开地下管线、地下构筑物, 控制距桥梁、建筑物基础的距离;
4) 必须有效控制降水引起建筑物沉降以及对地下水环境的影响;
5) 必须要考虑降水工程实施的可行性, 施工工艺成熟, 完成设计的可靠性, 对地下水资源的保护, 降低降水工程成本;
6) 降水结束后, 对降水设施的处理必须符合市政管理的有关规定。
4 降水方案的设计
降水方案的设计一般分为制定阶段、优化阶段、运行阶段。在降水方案的制定阶段, 应搜集已有的地质、水文资料, 根据基坑情况 (面积、深度、支护形式、施工时问和周期) 、周边环境 (周边建筑物情况、管线、排水等) , 并结合临近工区类似降水情况制定降水方案。进入优化和实施方案阶段应通过现场抽水实验取得实测的水文地质参数, 一般应通过单孔抽水或布置1个和多个观测孔的非稳定流抽水实验来获取含水层的参数, 作为优化的设计依据。根据优化的设计方案, 进行部分降水井的群井抽水, 将实测资料和设计资料比较, 调整参数, 并根据群井抽水的环境监测资料, 制定运行方案。
5 降水井施工工艺
5.1 成孔
由于地层中卵石粒径较大, 反循环钻机施工有可能会产生斜孔或卡钻导致无法施工, 可采用旋挖钻机钻孔。确保孔径不小于设计孔径考虑抽水期间沉淀物沉积的影响, 成井深度略大于设计深度。钻孔过程中做好成孔记录, 并采集土样, 核对含水层所在部位和土的颗粒组成。
5.2 清孔
井管下入前进行清孔作业, 清孔采取注入清水置换, 利用砂石泵抽出沉渣, 并测定井深。
5.3 下井管
井管采用无砂硅滤水管, 在预制混凝土管鞋上放置井管, 同时水位以下包缠尼龙滤网, 缓缓下放, 当管口与井口相差200mm时, 接上节井管。井管要高出地而不小于200mm, 并加盖防水雨布临时保护。
5.4 填滤料
下管后立即填入滤料。采用人工方法沿井孔四周均匀连续填入。滤料填至井口下lm处, 其上用粘土回填夯实。
5.5 洗井
回填滤料完成后, 要及时进行洗井, 防止井底沉渣厚度过人或无砂管孔隙堵死;洗井时间不少于3个台班, 要求基本达到水清。洗井结束后应进行单井试抽水试验, 当出水量小于预计水量时, 应采取其它处理措施以增人出水量, 必要时应重新施工降水井。
5.6 水泵安装
将潜水泵及泵管吊放至井底以上1.5m处。安装并接通电源, 做到一井一泵一闸一漏, 检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。
5.7 试抽
洗井后, 对井管进行单井试抽, 如有异常情况, 重新洗井, 并再次进行抽水试验。
5.8 排水管路安装
沿基坑边缘设置排水管沟, 将每个降水井的排水管汇入排水管沟, 利于维修、监控;管路过路段设置保护套管, 避免重车碾压破坏管路, 造成渗漏。
6 降水施工及运行质量保证
根据降水井设计要求, 土方开挖前在东西基坑围护结构外侧分别施工24, 28眼降水井, 与一期暗挖段建成的降水井封闭成环, 为保证后期降水效果, 降水井施工及运行过程中严格控制降水井施工质量。
6.1 确保降水井深度
降水井钻孔完毕后山专人进行量测, 确保井深满足要求, 保证接触而积进而保证降水井透水性能和效果。
6.2 严格控制滤料质量
降水井采用洁净的滤料从井底向上至地表以下3m, 在井管与孔壁之间的空隙均匀围填。滤料规格为含水层筛分粒径的5~10倍, 且最人粒径5cm, 级配良好。滤料按照设计要求严格筛选, 选取粒径合适的级配碎石, 反复清洗干净;严格控制滤料回填的时间及高度。
6.3 洗井要彻底
洗井是成井工艺中重要的一道工序。一口井能否发挥作用, 取决于洗井的质量。在滤管四周填滤料后立即进行洗井, 清除停留在孔内和透水层中的泥浆与孔壁的泥浆。疏通透水层, 并在井周围形成良好的反滤层。洗井过程中观测水位及出水量变化情况。
6.4 做好试抽工作
试抽应连续进行, 不应中途间断。需要维修或更换水泵时, 应逐一进行。抽水开始后, 应逐一检查单井出水量、出水含砂量。当含砂量过人, 可将水泵上提, 如含砂量仍然较人, 应重新洗井。
6.5 提前降水
按照施工进度计划, 在基坑开挖前15天提前进行降水, 以保证能及时降低基坑内的地下水位。
6.6 降水维护与动态监测
施工中要做好严格的监测管理工作, 通过动态的信息管理, 对监测数据及时处理并及时反馈以指导施工。如有异常情况, 应及时通知有关各方采取有效的应急措施, 防止工程事故的发生。
7 结语
降水施工在深基坑明挖施工中占据主导地位, 它控制着施工进度与基础工程的安全。合理的设计和一流的成井质量是降水成功的关键。通过大井法计算承压水作用下基坑涌水量是可行的, 能准确地确定井深、井数和井距布置。合理的设计思路和布井模式又是降水成本控制的重要环节。
参考文献
[1]刘国彬, 工卫东.基坑工程手册[[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.
[2]陶春艳.武汉地铁循礼门车站基坑施工稳定性分析[J].科技资讯, 2011 (11) .
管井降水在基坑施工中的应用 篇11
关键词：基坑；管井；降水
一 工程概况及地质简况
某工程基坑开挖开挖边坡为1：3，岩性主要为粘性土，地下水位埋深高于设计基础底高程，根据施工现场实际情况，开挖边坡不进行支护。基坑的降排水为基坑开挖关键，开挖前，应降低地下水位，使其低于开挖面，严禁扰动天然地基，基坑底部预留30cm厚度保护层。基坑降水主要采用明沟排水及管井降水。工程区地层岩性从上自下分为二层：上部砖红色粘土，下部基岩以砂砾岩为主。
二 材料及设备
井管：采用砼井管，井管内径φ300mm，管壁厚度50mm，其下部为1.0m的沉淀管，上部为无砂砼滤管。水泵：明沟排水使用2台22kW泥浆泵，每口深井内配置1台150QJ20-26/4型深井泵，每台水泵配置一个控制开关。
三 基坑降水施工
（1）总体施工方法
施工总体分三阶段进行：第一阶段652.5m高程以上，开挖边坡为1：3，该段土层含水量适中，基坑直接进行开挖。第二阶段652.5m高程以下开挖时采用明沟排水及管井排水；开挖前在652.5m高程开始打深井，在截渗墙施工结束七天后开始管井降水，以降低土体潜水，提高地下水位以下土方开挖效率，同时为提高降水效果，采用排水沟的方式辅助降水；第三阶段是在基坑开挖结束后利用管井井点作为集水井，采用明沟和管井同时降低地下水，确保结构施工在旱地进行。
（2）明沟排水布置
基坑为矩形，长62.8m，宽32.0m，随着基坑的开挖，当基坑高程接近652.5m时，沿基坑四周（基础轮廓线以外，基坑边缘坡脚0.3m内）设置排水沟，在基坑四角或隔20～30m设一直径为0.8m的集水井，沟底宽0.3m，沟底比基坑低0.4m，集水井底比排水沟低0.8m。随着基坑开挖，排水沟和集水井随之分级设置与加深，直到坑底达到设计标高为止。基坑开挖至预定深度后，再对排水沟和集水井进行修整完善，沟壁不稳时须利用砖石干砌或用透水的砂袋进行支护。
（3）管井降水布置
抽降管井沿基坑周围距基坑外缘1.5m布置，在基坑左右侧各布置一排管井，每侧布置5口井，管井布置数量根据降水的效果增加或减少。井中心距离建筑物边线1.5m，井间距为8m，井口直径为600mm，井管分节安装，随基坑开挖逐节拆除至开挖面以上30cm，结构施工期间井内常水位高程控制在648.0m以下，以保证土体地下水位低于基坑底面0.5m。
（4）深井施工方法
1）施工程序
井位放样→做井口、安护筒→钻机就位、钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填管壁与孔壁间的过滤层→安装抽水控制电路→试抽→降水井正常工作。2）深井系统设备：井管：采用砼井管，井管内径φ300mm，管壁厚度50mm，其下部为1.0m的沉淀管，上部为无砂砼滤管。水泵：每口深井内配置1台150QJ20-26/4型深井泵，每台水泵配置一个控制开关。3）吊放井管、滤料回填及粘土止水：为保持钻孔与井管同心，井外壁绑扎导向木块，钻架不移动，用原钻架吊装混凝土管，在复量孔底高程无误后，填写记录。底端先配置一节混凝土盲管，用硬木托盘用钢丝绳揽吊，徐徐下落孔内，直至预定深度。盲管上接滤管，对好企口，外壁包一层80目尼龙滤布，两管接头200mm，用无纺布包扎，其外再用3～4根毛竹片竖向固定，用10#镀锌铁丝箍紧，管外回填中粗砂。4）洗孔、抽水： 井管安装好后，应立即进行洗孔，不可拖延。洗井后，出水量达到要求，即开始正式抽水，并且通过观测孔测记地下水位。边成井边测量边分析边改进边加井，直到基坑水位降到要求水位。5）封井：本工程在基础结构施工完成以后，经监理工程师批准，开始有序地停抽封井，确保质量，不留隐患。为了保证封堵安全，在拆封前先用砂砾回填，上部0.5m填粘土夯实。
四 管井的运用管理
（1）组织机构
在深井开始施工前专门成立降水小组，人员组成由分管领导1名，施工员2名，并配专职电工2名、发电机工2名，现场值班安排6人24小时值班。
（２）供电系统保证
系统电采用专用线路引接，并与备用电源并网，在系统电停电时启动备用电源，并保证在5分钟内正常运转，以专职电工及发电机工为保障。
（3）井的运行保证措施
１）制定严格的管理制度，将责任分解到每个人，使现场每一项具体工作有具体的人负责实施。２）建立现场工作管理体系，并保证体系正常运转，使现场时刻处于受控状态。３）在现场设立专门的办公地点，及时检查每口井、每台泵的工作状况，出现问题及时处理。4）每天由专职电工检查发电机及线路是否完好，早晚各试启动一次，一旦系统电停电能保证发电机正常运行。同时备好水泵、电线、保险丝等备用材料。
五 安全管理措施
高层建筑深基坑降水施工技术探究 篇12
1 高层建筑深基坑降水施工的重要性分析
现代高层建筑都需要设置地下室,这样既能够节约空间,又能够提高城市空间利用率。由于高层建筑基坑深度超过10m,这给高层建筑深基坑降水提出了非常高的要求,主要是因为深基坑区域出现地下水的频率非常高,如何做好高层建筑深基坑降水设计和施工,已经成为高层建筑深基坑施工的难点与重点。通过做好高层建筑深基坑降水施工,能够保证高层建筑的深基坑以及建筑整体质量、使用功能以及施工安全等,由此可见深基坑降水施工的重要性。
2 深基坑降水施工技术在高层建筑中的实践应用
2.1 工程概况
某高层建筑工程,建筑总面积为94500㎡,地上32层,地下2层,该高层建筑是一个集观光娱乐、公寓、商业、酒店以及办公等于一身的综合性高层建筑。该建筑工程深基坑西侧有居民区,施工场地狭小,地下水丰富,并且周围环境条件非常复杂,地质构造自下而上依次为:粗砂层,层底深度介于8.4m-14.1m之间,厚度约为2.1m-8.5m;粉质粘土层,层底深度介于3.1m-7.4m之间,厚度约为1.5m-3.7m;表面为杂填土层,层底深度介于0.2m-2.0m之间,厚度约为0.2m-1.9m。
2.2 深基坑降水施工技术的实践应用
(1)管井组成。该工程的降水井的井管由无堵污水泵、滤料以及预制混凝土管组成,孔径为φ800mm,基本构造表现为:(1)水管:水管管井为φ70mm,接出基坑外;(2)污水泵:采用孔径为70mm的WQ20-18-2.2三相无堵污水泵;(3)滤料:采用粒径介于15mm-25mm之间的碎石进行填充;(4)预制混凝土管:井管壁厚度为50mm,管径为500mm,每节长度为1m。
(2)管井布置。沿建筑基坑周围距离边坡上缘2m位置进行管井的环状布置,管井深度为15m,如果井距过大,会影响降水效果,即使按照计算井距为15m,但是在实际施工时应该适当的缩短井距。这其中还考虑到部分水泵出现故障,在维修期间可能会降低整体降水效果,这就要求在进行管井布置时需要留一定的富余。根据现场实际状况、工程经验以及相关规范,管井间距设计为8m,沿着基坑周围进行环形布设,该深基坑工程总共布设了26个管井眼。
(3)深井施工。深井施工工序主要包括以下几个方面:(1)成孔施工,深井的成孔施工和灌注桩成孔施工工艺类似,但是对质量要求更高,首先,应该保证孔位的准确度,避免出现孔壁坍塌的问题,其次,应该保证成孔的垂直度,成孔钻机在施工之前,必须对底座in性稳固,并且在钻进施工时应该对实时的对垂直度进行检测,并对钻杆进行精确的调整,这样成孔的垂直度非常高,该工程钻孔施工采用泥浆固壁法,因为该种方法会对井后的出水量造成影响,这就要求在实际施工时尽可能的加快施工速度,并且成孔之后需要对钻孔进行清洗,洗孔之后泥浆的比重必须超过1.05g/cm3,为了防止发生孔壁坍塌,还应该在地基造浆时掺加一定的膨润土;(2)降水井孔径,当钻机钻至标高时,孔径应该为φ800mm,利用钻机起落的动力,采用活塞洗井器和清水对降水井进行重复清洗,这样能够将井壁泥皮、孔内泥浆以及其他杂质清理干净,当水清、砂净之后停止清洗;(3)混凝土管预制施工:该工程采用工厂预制混凝土井管,井管的壁厚5cm、内径为50cm、长度为1m,井管接头位置采用热熔的沥青倒入冷水中快速冷却,然后揉成细棒状进行填塞,这样不仅能够起到连接的作用,还能够对单节井管施工误差进行调节的作用,保证井管内壁的顺直度。在井管的外侧,应该采用宽度为5m的毛竹片配合钢丝对井管外侧进行加固,这样能够有效的提高单口深井的强度。对于位于地下水位以下的井管,应该采用具有良好透水性的井管;(4)滤料:当钻孔清洗完成之后,应该将钻杆拆除,并快速安装井管,当井管安装完成之后必须及时进行滤料的填筑,在进行滤料填筑施工时应该保证填筑高度和同地层相对应,通常以进入透水层1m以内和高出含水层为宜。滤料的选择直接影响透水效果,在进行滤料选择时,应该根据工程的实际需求选定,通常选择级配良好的φ10mm-φ25mm碎石,成井后采用上述规格碎石进行填筑,并保证填料在井管内的均匀性,能够确保水顺利透出;(5)污水泵抽水:在下方污水泵时,必须保证所有的泵管都连接紧密,将污水泵下放至井底的泥沙上,污水泵下好之后对井口进行包扎,这样能够防止异物掉进孔内造成堵塞,保证所有井都能够正常抽水,同时做好相关记录。在每个口井位置设置一台深井泵,并且在地面上安装自动控制箱进行深井泵的自动抽水,以便于水位降深能够满足相关要求,对于水量相对较大的深井,应该进行连续抽水。该工程采用的污水泵为WQ20-18-2.2三相无堵污水泵,该水泵的泵管径为φ70mm,每天额储水量为240m3,在进行开挖施工之前24小时,必须采用功率为2.2k W的水浸式潜水泵进行不间断的抽水。
(4)降水监测。为了保证深基坑降水施工能够安全、高效的进行,需要注意以下几个方面:及时对储水量变化状况进行监测,保证排水槽以及水泵能够满足实际出水需求;对排水槽、沉淀池以及排水管进行定期或者不定期的检查,避免出现漏气、漏水等问题;对沉淀池内的泥沙进行及时的清理,保证能够满足出水量的实际需求;定期检测离心泵和水泵,避免出现烧泵、堵泵以及堵管等问题;对泥沙含量进行定期的检查;对降水状况进行实时的检测,保证水位无明显升高;对日单井出水量和总出水量进行统计;对电力供应状况进行定期检查,如果出现紧急停电状况,则必须立刻启动备用发电机,避免对降水造成不良影响;将泥沙以及其他杂质堆放在指定位置并进行集中处理,避免对周围环境造成不良影响,尽可能实现绿色施工;查看天气预报,及时、准确的掌握天气变化状况,一旦遇到雪天、雨天等,应该对排水量进行提前预估,并做好相应的对策进行处理,防止出现深基坑积水的问题。
3 结束语
总而言之,现代城市建筑逐渐向高层化方向发展,深基坑降水作为高层建筑的施工难点和重点,必须根据工程的实际状况,做好管井组成设计和布置,严格按照深井工艺流程进行施工,并做好降水监测工作,以此保证工程施工能够安全、高效的进行。
参考文献
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