深基坑降水范文（精选12篇）
深基坑降水 第1篇
关键词：深基坑,降水设计,降水效果
0 引言
随着我国经济的快速发展,如火如荼的工程建设以及相关的科学研究,推动基坑工程学科的发展,大面积、大深度已成为基坑工程发展的必然趋势。与此同时,工程建设中也出现了越来越多的基坑工程事故,尤其是对于受地下水影响严重的沿海、临江区域,大部分基坑开挖都会受到地下水的影响。为了满足基坑工程安全稳定及施工工期的要求,必须正确地分析基坑的渗透变形,合理的设计基坑支护与降水方案。目前,在计算水位降深以及对地下水渗流情况进行模拟的时候,需要把场区的工程地质及水文地质条件进行简化,然而现实中的地质条件及水文情况是很复杂的,并且在反复的抽水和补给过程中地下水水位的变化会引起土体结构的改变,进而影响基坑降水设计的参数,致使模拟计算结果更加偏离实际。这样一来只用计算结果来指导实际的基坑降水工程就显得有些不足。本文结合工程实际情况选取合理的降水方案,进行深基坑降水设计,并统计有关降水维持过程中地下水位的监测数据,把计算结果作为一个参考,结合有关降水理论对影响降水效果的降水设计参数进行了定量分析与研究,对于深基坑降水工程的设计、施工及降水维持具有一定的指导意义。
1 工程简介
1.1 工程概况
本工程场地规模为523.8 m×368.6 m,工程由117层主楼(两侧相邻位置均附有两层裙楼)、外侧的7栋塔楼及在各个塔楼之间设计的纯地下室组成。本工程计划分两期进行,本文主要研究第一期建设工程的基坑施工阶段:工程第一期拟建设的主要为四个部分:117层主楼、靠山楼、局部位置的附属楼(两层)以及塔楼间的纯地下室。从开挖深度及施工顺序考虑,一期基坑工程科分为四个区域:A,B,C,D。主体部分117层塔楼位于D区,开挖深至26.35 m;A,C区为附属楼以及纯地下室部分,该区开挖深至19.35 m;B区是3号靠山楼区,开挖深至20.17 m。二期主要由6个塔楼以及地下室部分组成,基坑分区示意图见图1。
1.2 工程地质及水文地质条件
依照现场勘探、室内土工试验以及原位测试结果,在可勘探的深度范围内可依据地层沉积年代以及成因类型将土层划分为两大类:人工堆积层以及第四纪沉积层,并进一步根据地层岩性及岩土物理力学性质将其划分为10个亚层。表1为各土层的基本特征综述。
依照勘察结果来看,在工程场区,40 m深度范围内主要分布有两个相对含水层。第一层:该层地下水属于潜水,地层主要由粉砂和粉土组成。静止水位埋深为0.59 m～4.09 m。第二层:该层地下水为承压水含水层,地层主要由粉砂及局部位置的粉土组成。顶板埋深29.67 m～35.92 m,底板埋深为34.88 m～40.13 m。
综合岩土工程勘察和水文地质勘察成果,第二层含水层(承压水)的承压水头高约30 m,在设计与施工中应特别注意赋存于该含水层中地下水高承压性对设计与施工造成的影响。
2 降水设计
潜水赋存于人工填土层及粉土之中,受大气降水、地表水、生活用水的渗漏补给,水量不大。可以采用截水与堵水相结合的方法进行降水处理。承压水主要赋存于粉土与粉质粘土互层中,以粉质粘土层为隔水板,含水层厚度大,水量大。根据不同降水方法的适用范围,基坑开挖内部选用深井井点系统进行基坑降水。
2.1 抗突涌验算
根据勘察报告的钻孔位置,选取控制性钻孔进行坑底的抗突涌验算,如果不能满足抗突涌要求,计算出临近水头和水头降深。计算公式如下:
其中,Hw为承压水头高度,m;γw为水的重度,取10 k N/m3;D为基坑开挖底部至含水层顶板的距离,m;γ为地基土的天然重度,取19.49 k N/m3。
依据上面讲的抗突涌计算公式,可以进行坑底抗突涌验算,计算结果见表2。
由表2可知,本基坑开挖深度较大,承压水水头相对较高,为了满足基坑开挖要求并保持基坑底部顺利施工,需要对承压含水层进行加压处理。
2.2 基坑出水量的计算
本工程采用非完整井进行降水,其井点涌水量可以通过下面公式计算:
其中,s1为第一含水层水头降深值;s2为第二含水层水头降深值;K为基坑透水层的渗透系数(K1=4.59 m/d,K2=5.48 m/d);r0为等效半径;R为井点系统的影响半径(R1=125.14 m,R2=150.08 m);M为含水层的厚度(M1=12.03 m,M2=10.02 m)。
根据以上计算公式,计算可得不同含水层不同区域的基坑出水量:
第一承压含水层:
A区约为10 093.51 m3/d;B区约为9 389.92 m3/d;C区约为4 169.89 m3/d;D区约为5 641.12 m3/d。
第二承压含水层:
A区约为4 530.01 m3/d;B区约为4 209.86 m3/d;C区约为2 140.13 m3/d;D区约为7 343.37 m3/d。
2.3 降水井的设计与布置
在满足有关规范和理论计算的前提下,结合本场地实际工程地质及水文地质条件,根据不同开挖阶段对基坑降水的不同要求,本次基坑降水的设计一共采用三种不同结构的降水井:疏干井、减压井和混合井。
其中疏干井是为土方开挖时第一承压含水层和上层滞水的水体疏干进行设计的,减压井主要是针对B区办公楼及D区主楼基坑开挖后深层承压水减压设计的,混合井在前期主要为桩基础施工减压服务。因为抽水的目的就是为了疏干上层滞水或降低承压水头,故降水井的设计深度,应该在满足水位降深的前提下,尽量减少排水量。根据滤管长度的计算结果和有关规范要求,不同结构的降水井须满足以下有关要求:
1)疏干井深度为25.00 m,井的直径为500.00 mm,自地面往下0.00 m～-8.00 m设计为实管,-8.00 m～-25.00 m设计为过滤管。
2)减压井的深度为40.00 m,井的直径为500.00 mm,自地面以下0.00 m～-30.00 m为实管,-30.00 m～-40.00 m为过滤管。
3)混合井的深度为40.00 m,直径为500.00 mm,自地面以下0.00 m～-8.00 m为实管,-8.00 m～-20.00 m为过滤管,-20.00 m～-30.00 m为实管,-30.00 m～-40.00 m为过滤管。
根据上节中已经计算出来总的涌水量可知,第一含水层如果选用3 t/h～8 t/h的水泵进行抽水,至少需设置降水井167口。第二含水层如果选用6 t/h～20 t/h的水泵进行抽水,至少需设置降水井107口。经过设计计算,本基坑内共布置了274口降水井,其中包括混合开采井71口,减压井36口,疏干井167口,本场区分为两个断面施工以配合土方开挖和地下连续墙施工:前期为CD地块施工,后期为AB地块施工。为此降水井的开启应与施工安排相适应,观测井不再另行布置,使用未开启的降水井兼做管测井,保证施工中坑内降深和区域疏干的要求。
在进行降水井点布置的时候,按照“设计—计算—反馈—修正”的思路,采用逐步调整的方法:
1)按照降水井的布置原则进行布井,利用相关软件求出水位降深分布,绘出水位降深等值线分布图;
2)如果计算结果不能满足相关规范或工程水位降深的要求,需要对降水井的位置进行调整;
3)再利用有关计算软件求出水位降深分布,绘出水位降深等值线分布图;
4)如果还不满足要求,再调整降水井的位置,直到满足要求。
3 降水效果分析
3.1 基坑水位降深计算
基坑降水的水头降低计算有很多方法,本节分析中主要采用天汉系列基坑工程设计软件进行计算的,即采用解析法叠加原理计算水位降深值,并绘制水位降深等值线图。
根据上述计算结果可知:
1)基坑降水稳定后,形成了以基坑中间为中心的漏斗形状的等水位线;2)按照基坑降水设计进行降水计算,在水位相对稳定的时候,可以满足基坑施工开挖阶段对基坑降水的要求;3)在没有降水井的地方水位较高,而降水井周边的水位则相对比较低;4)基坑内外的水位等值线稀疏基本相同,而实际中由于止水帷幕的存在,具有一定的隔水作用,所以基坑外面的水位等值线图应该比基坑内部稀疏,这说明天汉计算软件计算的时候不能充分考虑现实情况,计算结果偏于保守。
3.2 降水设计参数对降水效果的影响与机理分析
1)抽水时间对降水效果的影响。为了更好的分析抽水时间对降水效果的影响,本文统计了多组观测井数据,并把实测数据与计算结果进行了对比,见图2。
由图2可以看出,基坑降水具有一定的时间效应:在降水井抽水初期(1 d～2 d),观测井水的水位下降不是很明显,说明这时候的水位只在降水井的周围有所减少,降水井的影响范围有限;随着降水井抽水时间的增加(2 d～14 d),观测井的水位迅速下降,表明降水井的影响范围不断增大,基坑内水位不断降低,在这个阶段初的地下水平衡已被打破,周边的地下水还没来得及补充被抽走的地下水,导致水位迅速下降;在持续降水12 d～16 d以后,观测井水位曲线趋于平滑,基坑内水位逐渐稳定,这个阶段中,周边的地下水基本能够补充被抽走的地下水,地下水水位下降缓慢,最后趋于稳定状态。产生这种曲线的主要原因是,在降水井抽水初期,降水井的抽水量大于地下水的补给量,地下水平衡被打破,水位下降比较快;随着抽水时间的增加,水头差逐渐增加,地下水补给速度加快,地下水水位下降逐渐变慢,最后趋于平衡。这就要求我们在基坑开挖的时候,至少需要提前15 d进行基坑降水,才能保证取得良好的降水效果,以满足基坑开挖的要求。此外根据渗透理论可知,在基坑降水的第二个阶段(即观测井水位迅速下降的阶段),基坑内外的土体结构变化较大,土体的稳定性较差,此时应特别注意观测土体的变形情况和水位变化信息,以保证降水过程中基坑的稳定性。
2)渗透系数对降水效果的影响。根据水位地质勘查报告中给出的两个含水层的渗透系数分别为4.59 m/d和5.48 m/d。在满足土方开挖前坑内水位位于基坑开挖面1 m以下的条件下,进行降水设计。H55号观测井的设计值与观测值对比见图3。
由观测值与计算值水位对比曲线可知,随着降水井不断的抽水,基坑内水位不断降低,在抽水的前几天水位迅速下降,大约在15 d以后水位趋于稳定。观测值与计算值的变化趋势大体相同,最后都趋于稳定。但是在水位下降阶段,观测值高于同时期的计算值,在降水稳定阶段,设计值水位高于观测值。
出现差异的主要原因是:理论计算假定含水层的渗透系数不变,实际上在降水初期,随着降水的不断进行,土体的结构会有所变化,改变了土体的渗透性,从而造成了降水初期观测值与计算值的差异。在降水稳定阶段,设计值水位高于观测值,其主要原因是实际渗透系数小于设计取值,地下水补给相对减少造成的。
3)抽水量对降水效果的影响。抽水量的大小直接反映了降水井的抽水能力,对基坑水位的降低影响较大。根据基坑降水理论可知,随着降水井出水量的增大,地下水的渗流速度、渗流量等都有所增大。当抽水量偏小的时候,不能满足土方开挖对基坑降水的要求;当抽水量偏大的时候,不仅经济上不合理,而且会影响到基坑周边的环境,比如地面沉降过大,地下水资源浪费等。在满足土方开挖要求的前提下,为了防止基坑因地下水渗流速度过大而失稳,在降水井抽水的时候,应当选用合理的抽水量,并且使抽水井均匀布设,保持同步连续抽水,使基坑降水经济合理达到想要的降水效果。选取不同的抽水量进行抽水试验,监测数据统计见图4。
由图4可知,随着降水井不断的抽水,基坑内水位不断降低,在抽水的前几天水位迅速下降,大约在15 d以后水位趋于稳定。图4中三条曲线是不同抽水量的水位时程曲线,可以看出随着抽水量的减小,在稳定阶段基坑内水位不断增加,且水位变化较大。本次抽水试验抽水量分别选取960 m3/d,1 320 m3/d,1 680 m3/d和2 040 m3/d,对应的地下水水位稳定时水位降深分别为-14.88 m,-16.96 m,-19.04 m和-21.24 m,抽水量由960 m3/d增加到2 040 m3/d,增加了1 080 m3/d,对应的稳定水位降深增加了6.36 m,即42.74%,抽水量与水位降深近似呈现比例直线关系见图5。
根据基坑降水理论可知,随着降水井出水量的增大,地下水的渗流速度、渗流量等都有所增大,致使地下水水位降深增加。由此可见抽水量的选取,对基坑降水效果影响明显,在满足基坑降水要求的前提下,结合实际抽水的情况,选取合理的抽水量进行降水,才能使降水工程经济合理。
4)止水帷幕对降水效果的影响。由渗流理论可知,随着止水帷幕的逐渐加深,基坑内外的过水断面将逐渐减小,地下水的渗流途径逐渐增长;这会使基坑外面地下水渗流补给速度减小,水头损失增加。首先分析基坑内外止水帷幕两侧的水位降深情况,见图6。
由图6可知,有止水帷幕存在的时候,基坑内外水位差较大,基坑内部水位较低,在满足基坑降水要求的前提下,不仅可以减少基坑外面的地下水补给到基坑内部,还可以减小基坑内部降水对基坑外面环境的影响。
主要是因为,由于止水帷幕的插入,基坑内外的过水断面将减小,地下水的渗流途径增长;这会使基坑外面地下水渗流补给速度减小,渗流阻力增加,导致基坑内部水位降深增大,而基坑外面水位降深减小,进而取得较好的降水效果。虽然止水帷幕具有较好的隔水作用,但是止水帷幕的造价比较高,如果过长就会造成经济上的浪费。因此选择适当深度的止水帷幕,是降水工程中应当重视的一个问题。在降水设计中应当充分考虑到止水帷幕的隔水作用;降水维持的时候也应该结合实际工况和止水帷幕的隔水作用,选取合理的抽水量进行降水,避免因抽水量过大造成不必要的浪费。
止水帷幕的质量在施工的时候一般难以得到保障,总会因为这样或者那样的原因造成局部缺陷。这是因为这些缺陷的存在,会引起地下水渗流场的突然变化,较高的地下水流速会使土体结构破坏或失稳,产生发展性破坏,进而威胁基坑工程的安全。因此,在止水帷幕施工的时候,必须严格把关保证施工质量,尽量减少局部缺陷。另外在发现局部缺陷的时候,应该引起重视及时处理避免酿成灾难事故。
4 结语
本文依托天津117大厦深基坑工程,结合基坑工程对降水的要求,进行深基坑降水设计。并依据监测数据和有关计算结果研究了不同降水设计参数对降水效果的影响,总结出以下几个有益的结论:1)基坑降水具有一定的时间效应:在降水井抽水初期(1 d～2 d),观测井的水位下降不是很明显;随着降水井抽水时间的增加(2 d～14 d),观测井的水位迅速下降;在持续降水12 d～16 d以后,观测井水位曲线趋于平滑,基坑内水位逐渐稳定,最后趋于稳定状态。2)由观测值与计算值水位对比曲线可知,观测值与计算值的变化趋势大体相同,最后都趋于稳定,但是在水位迅速下降阶段,观测值高于同时期的计算值,出现差异的主要原因是:理论计算假定含水层的渗透系数不变,实际上在降水初期,随着降水的不断进行,土体的结构会有所变化,改变了土体的渗透性,从而造成了观测值与计算值的差异。3)随着抽水量的逐渐减小,在稳定阶段基坑内水位不断增加,且水位变化较大,近似呈现比例直线关系,由此可知抽水量的选取,对基坑降水效果影响明显。4)有止水帷幕存在的时候,基坑内外水位差较大,基坑内部水位较低,在满足基坑降水要求的前提下,不仅可以减少基坑外面的地下水补给到基坑内部,还可以减小基坑内部降水对基坑外面环境的影响。
参考文献
深基坑施工中的降水技术 第2篇
结合工程实践,本文介绍了工程地质及水文地质条件,确定了基坑降水处理方案及技术措施,最后,阐述了降水过程中应注意的`问题及应对方案.实践证明,应用效果良好,有效保证了工程的顺利进行,降低了造价.
作 者：任建军 作者单位：郑州市热力总公司 刊 名：中小企业管理与科技 英文刊名：MANAGEMENT & TECHNOLOGY OF SME 年，卷(期)： “”(19) 分类号： 关键词：深基坑 降水 技术
深基坑支护及降水施工技术分析 第3篇
关键词：深基坑支护；降水施工；护坡桩；土钉墙
一、深基坑开挖的降水施工
目前，对于深基坑开挖施工中的降水问题，可根据水位、地质等情况的不同，分别采用深井井点、轻型井点、电渗井点、喷射井点等措施。值得注意的是，在进行深基坑降水的过程中，受地下水位降低的影响，基坑内部的土体将出现液压沉降现象，其不仅会直接加大土粒间的应力，同时也将造成地面的沉降，倘若没能及时采取有效措施加以控制，甚至可能导致临近地面构筑物发生倒塌、倾斜。
二、工程中的实际应用
2.1工程概况。某工程基坑开挖面积达3200m2，周长800米，深18米。由于工程距离河流较近，地下水资源丰富，渗透系数不一、降深大、水位高、水量分布不均、基坑开挖深度大。设计时采用了支护刚度较大，对位移和沉降有较好控制能力的管井降水方案和桩锚支护、土钉墙与预应力锚索相结合的支护体系，要确保工程顺利进行，基坑降水和支护就成为施工的一个关键。
2.2工程地质概况 。工程距离某河流最近距离仅有1.5km，地下水位较高并属软地基。常年有水，平均水深1.8m，地质状况复杂。整个场区地层主要为：①层素填土，主要由粘性土组成，夹约20%的碎砖瓦等生活垃圾及植物根茎等杂物，土质不均匀，呈软塑状态，层厚0.40～3.3m，层底埋深0.40～3.3m。②-1层亚粘土，以软塑状态为主，局部硬塑，中压缩性，该层层厚0.3～2.4m，层底埋深1.5～3.5m；②-2层淤泥质亚粘土，为饱和，流塑状态，局部夹薄层亚砂土，中高压缩性，层厚1.5～14.50m，层底埋深2.5～17.00m；②-3层淤泥质亚粘土夹薄层粉砂，为饱和，流塑状态，粉砂呈薄层状，层厚1.0～4.0cm，呈千层饼状，中高压缩性，层厚0.9～11.6m，层底埋深3.3～24.5m；②-3a层粉砂，饱和，松散～稍密状态，局部夹薄层亚粘土，以硅质砂砾及石英砂砾为主，中压缩性，该层层厚1.4～7.9m，层底埋深5.00～16.00m；②-3b层粉细砂，饱和，稍密～中密状态，局部夹薄层亚粘土，以硅质砂砾及石英砂砾为主，中低压缩性，该层层厚4.90～15.5m，层底埋深19.00～27.50m；②-4层亚粘土，以软塑状态为主，局部硬塑，部分地段夹淤泥质亚粘土团块，呈流塑状态，局部夹薄层粉沙，中高压缩性，干强度中等，韧性中等，该层层厚5.00～15.70m，层底埋深19.00～37.30m。
2.3方案设计：（1）基坑降水设计 。根据场区水文地质条件，工程具体情况和各种降水方法的适用条件，经过工程类比和理论验算，基坑四周设计深井管降水，共设置56口深井（包括基坑中间2口观测井）。井径600mm，井深22m，井距6～8m，井中心距槽边1m，无砂水泥管直径400mm，滤料2～8mm碎石，基坑四周每50m左右设一集水池。采用潜水泵抽水，直接排入集水池，再进入地面排水系统，排至市政污水井。（2）基坑支护设计 。根据基坑周边环境、工程地质条件、支护结构适用条件，通过技术经济分析和论证，同时参考类似工程实际经验，基坑支护采用桩锚支护，土钉墙与预应力锚索相结合的支护方案。基坑西北两侧壁由于紧邻建筑物和道路，-5.0m以上的边坡，采用土钉墙支护，其以下部分采用桩锚支护（即排桩与预应力锚索联合支护结构）。基坑东南两侧壁采用土钉墙与预应力锚索相结合支护。
三、施工技术措施
3.1基坑降水施工。管井使用钻头为600mm的逆循环钻机来制孔，人工制作泥浆护墙。钻孔成功后即刻将400mm不含砂的水泥管垂直的放入中间位置。为避免撞偏了井管，要以井口为中心从其周围平均回填滤料，使用粘质土填落井管距地表2m之内周围的封口。对管井进行取水前，需先使用空压机清理井，消除管中泥沙，直至处理成清水，以此确保排水通顺。
3.2基坑支护施工：（1）护坡桩施工。采取长螺旋钻孔机，中间压注混凝土，插进钢筋笼为桩的施工技术。确定桩位和高程调控点需根据策划护坡桩的桩位示意图。还要当场制造绑扎桩身钢筋笼。入场钢筋复核达标才能利用。钻机位置、钻孔机对准角度准许误差20mm。钻机到位后需维持机体稳定、钻杆挺直，钻孔时需保证孔墙平直，钻入灌浆即成孔，还需记载好施工数据，搜集水文地质材料。直至钻到规划深度方能停止，检验达标后再实施挤注混凝土。为防止砂土层产生塌孔，需增加2-3节护管护壁来巩固护坡桩成孔。伴随着钻具的提高，利用钻杆来压灌混凝土。桩体混凝土崩坍度160-180mm。制作混凝土时需适当控制混凝土总量和桩峰标高。（2）预应力锚索施工。实施锚索工程前，规定挖掘到锚索地段之下0.5m，与护坡桩或土钉桩相距不小于10m范畴里地面平整。平均相距10m建立一个调控点就是定位放线，确保锚索在同样的标高。在施工场地平整广阔的地段制造锚索杆体，其杆体的制造由预应力钢绞线成产形成，需要时将塑料布铺于地表上。锚杆策划尺寸+1.2m是杆体下料尺寸。将平均距离2m的钢绞线烧成丝状与隔离架捆绑于一体，钢绞线夹于隔离架空隙中。杆体防护层深度是20mm，将黄油抹在自由段上，用20mm软塑料管包裹，用胶带粘封住两头，胶带将杆体下部裹紧，方便进孔。
3.3土钉墙施工。土方挖掘与实施土钉墙支护工程划分阶段层次，挖掘一层支护一层，以便减短期限并有效防护已经挖掘层。先行挖掘基坑周围超过10m土钉墙施工操作面的土方，若上部土钉及注射混凝土表层还没完毕，则禁止挖掘下端土方。
器械挖掘后，挂线定位人力修葺坡面，清理坡面上的散土，坡面平坦率偏误≯±20mm。钻孔采用锚杆钻机，部分成孔使用洛阳铲。成孔后需清理洁净孔内残余或松散的土方，孔内一旦产生部分渗漏裂孔或散落松土，需迅速实行灌浆措施。孔深准许偏误±50mm；内径准许偏误±5mm；间距准许偏误±100mm；成孔斜角准许偏误±5%。
参考文献：
[1]王增先.降水无支护深基坑开挖施工方法[J].科技情报开发与经济，2010.
[2]黄强.深基坑支护施工技术在土木工程高层建筑中的作用[J].建筑·建材·装饰，2014，（8）.
深基坑井点降水探讨 第4篇
某跨河大桥,总长600 m,主桥为三跨,均采用60+100+60预应力混凝土半刚构连续箱形梁。桥墩采用双薄壁墩,距主河道较近(约10 m),主桥墩基坑底面设计高程为31.20 m,基坑地表高程为42.50 m,主桥墩深基坑开挖深度为11.30 m,地下水位高,水量充沛,土质较差,摇振反应迅速,易液化,基坑土方开挖量大。根据本工程的特点,为确保施工人员的安全,本桥深基坑开挖应采取基坑降水,防水,排水的措施,防止基坑边坡坍塌。因此,要想完成承台混凝土施工,首先要解决基坑开挖问题,通过可行性研究,确定井点降水可以达到基坑开挖的深度。
2 降水设计
井点降水法是人工降低地下水位的一种方法,在开挖基坑前,把一定数量的滤水管(井)埋设在基坑的周围,然后利用抽水设备将基坑中的水通过滤水管抽出,使基坑中的土能一直保持在干燥的状态,以利开挖。井点降水法通过降低地基地下水位的方式增加了边坡的稳定性,安全性得到提高,开挖时可视具体情况适当减小开挖的基坑的边坡坡度,同时也减少了挖方量。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,施工时应结合工程的具体情况,如选用的开挖设备,水位要求降到的具体深度,土质情况,土的渗透系数等来选择适合本工程的降水方法,选择时可参考表1。
2.1 计算假想半径X0
本工程基坑地质为亚砂土、粘土、亚粘土,渗透系数K=1.00 m/d≈0.000 012 m/s;A为基坑开挖面积。
2.2 影响半径
其中,H为含水层厚度,取值H=10 m;S为水位降低值,取值S=10 m。
2.3 基坑涌水量计算
2.4 深井过滤器进水部分每延米进水量计算
其中,r为深井的直径,取值r=0.5 m;l为深井的每米长度。
2.5 深井过滤器进水长度
需用井点数量假定为5个,深井过滤器浸水部分长度h0:
该数值符合:nh0=5×2=10>Q/q=9。
深井深度取25 m,不会打到不透水层。
2.6 井点布置
根据场地水文地质条件,结合基坑开挖平面尺寸及深度要求,经计算后,确定了5个深井距基坑平面中心距离(见表2)。由于主桥墩墩基坑距河道很近(约10 m),基坑迎水方向渗水较大,为缩短降水施工工期,故设置两个井降水。
2.7 计算总涌水量
0.006 96 m3/s>0.006 51 m3/s,计算结果表明:前面计算的涌水量小于按设计井点布置图计算的涌水量,说明本工程主桥墩深基坑井点降水中的井点数、布置距离及总涌水量均能满足降水要求。深基坑开挖井点布置见图1。
3 井点施工
主桥墩基坑降水井孔径80 cm,采用旋转钻机泥浆护壁钻孔,成孔后安装直径50 cm素混凝土井套管,然后在外围填充中粗砂。施工程序为:井点测量定位→挖井口、安护筒→钻机就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作。1)质量要求。a.为了使水位差控制在要求范围内,所有井点同时抽水。b.井管顶部要高出自然地面0.5 m,井管安放在井孔中间并尽量垂直安放。c.填料从井底填到井口下1.0 m左右,这个过程应一次完成,上部用粘土封口。d.每台水泵单独设置开关,并沿深井排水管路设置主电源线路。2)安全要求。a.施工现场应有备用供电线路或发电设备,保证正式抽水后不停电、不停泵。b.必须保证电缆有良好的密封性,要定期检查,不得有破损,接头,以防漏电。c.降水期间,必须保证有上岗证的专业电工全天轮流值班。
4 结语
井点降水法在本工程桥梁承台开挖中的应用比较成功,水位得到了控制,流泥、流砂现象也没有发生,改善了施工条件,为施工人员的人身安全提供了保障,施工质量得到了保证,降低了支护费用和施工成本,整个施工过程高效、安全,取得了较好的社会效益和经济效益。
摘要：以某桥梁工程深基坑开挖施工为背景,简单介绍了深基坑井点降水的设计方法与施工程序,实践证明:井点降水法在该桥梁承台开挖中的应用,确保了施工质量,同时降低了成本,达到了预期的施工效果。
关键词：深基坑,井点降水,井点布置,涌水量
参考文献
[1]陈肇元,崔京浩.土钉支护在基坑工程中的应用[M].北京:中国建筑工业出版社,1997:1-78.
[2]黄生根.地基处理与基坑支护工程[M].武汉:中国地质大学出版社,1997.
[3]李岗,谷爱民,张晓伟.管井井点降水在基坑工程中的应用[J].岩土工程技术,2002(6):81-82.
[4]何进基.深基坑井点降水施工[J].企业技术开发,2005(5):3-4.
大型地铁站深基坑降水施工技术研究 第5篇
工技术研究
摘 要：本文以某地铁站工程为例，详细介绍了在饱和淤泥质软土地层中如何进行深基坑降水施工，重点说明了该工程深基坑降水的措施和效果，以期对今后类似地下工程的施工具有一定的 参考 价值。关键词：地铁站；深基坑；降水
1，前言
工程界习惯上将开挖深度超过6米的基坑列为深基坑。80年代以前我国深基坑工程较少，当时修建的多层和高层建筑的地下室多为一层，深度一般不超过5m，采用常规的 方法 进行降水和开挖困难不大。至80年代末期我国开始出现一些较深的基坑，在北方地区由于土质较好、地下水位低，已有10m以上的基坑；而在上海一带的软土地区，亦开始出现少量的两层地下室，开挖深度8m左右。
地铁工程建设首先面临的是车站深基坑工程，从80年
代末至今，我国在深基坑工程的 研究、设计、施工及监测等方面取得了长足的进步，研究、开发了一系列适应我国国情的设计方法与施工技术。在我国已取得数万平方米的超大型基坑及开挖20多米的深基坑设计与施工的成功经验。近年来我国随着 经济 和城市建设的迅速 发展，地下工程施工技术也有了飞速发展，地下连续墙、SO工法、水泥搅拌桩、旋喷桩等成熟施工工艺得到广泛运用，施工中使用了各种先进的大型施工机械，提高了施工效率，保证了施工质量和安全。但由于深基坑工程具有技术难度高、不可预见的因素多等特点，其安全可靠性不仅 影响 基坑工程本身，而且往往会影响周边环境。如设计、施工错误和不当，亦会带来严重的后果，因此要求我们不断 总结 施工经验，提高施工技术和管理水平。
2，工程背景
2.1 工程概况
某地铁站为地下二层岛式站，长166.6m，标准段宽17.2m，南、北端头井宽21.4m。东西两端(车站北侧)各有一个风道，南北两侧共有三个出入口。车站主体采用地下连续墙作基坑的围护结构。地下连续墙深：标准段26.5m，端头井
28.0m；墙体厚度：标准段为0.6m，端头井为0.8m。它既是车站施工阶段的基坑围护结构挡土墙，又是车站使用阶段永久结构的一部分(与内衬墙一起作为永久性结构侧墙)。地下连续墙墙体间采用柔性接头，混凝土设计强度为C30，抗渗等级S8。车站主体东端II级基坑范围及两端头井内采用水泥搅拌桩抽条加固，基坑内加固范围为底板以下3m，基坑外大抗力被动区加固自顶板上1m至底板下1m。
2.2，地质情况及基本要求
根据地质勘察报告，本场地的地层情况按其水文地质特性，地下水类型可分为两类：潜水与承压水。
（1）潜水含水层
自地表以下至36.54m范围内第③一⑥层的土均为饱和的粘性土，其特性均为透水性很弱的地层，地下水位主要受大气降水、蒸发的影响而变化，水位在地表下1.25m左右。
（2）承压含水层
承压含水层主要由第⑤-2层粘质粉土与⑦-1层砂质粉
土及第⑦-2层灰色粉砂组成，第⑤-2层粘质粉土为微承压含水层，其水头高度为地表以下5m左右，⑦-1层砂质粉土及第⑦-2层灰色粉砂为第一承压含水层，该层土的承压水头高度一般在地表以下4.9m左右。这两层土在本场地分布的深度约为地表以下22～44m范围内，局部地段两含水层连通。
根据基坑开挖及基础底板结构施工的要求，降水(压)要达到以下效果：通过降水及时疏通开挖范围内土层的地下水，使其得以固结，以提高土体强度和自稳性，防止开挖面土体失稳。降低下部承压水层的承压水水头，防止基坑底部土体隆起或突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。
3，基坑降水降压设计方案
3.1，降水(压)井布臵
以往地铁车站降压井的井位一般布臵在基坑的两侧(外侧)，但由于该地铁站场地所限，场地南侧便道仅有4m宽，地下埋有污水管、雨水管等三根地下管道，布井的空间较小，且在管线附近不宜布井，易引起管线的沉降变形。而在场地北侧是车站的主要施工便道，吊车、挖机、车辆移动频繁。如果布臵在北侧，不仅井的数量要增加，而且难以保证井的
完好性以致影响降水的正常进行。
鉴于上述因素，降压井布臵在基坑内偏南侧。但是降压井布臵在基坑内，在降水施工结束后必须采取有效的封井措施，并在施工过程中不能截割与碰击，对井管的保护要求较高。具体布臵为：坑内布臵5口降压井，坑外布臵2口观测井。采取真空深井井点降水方案，基坑内设15口 273降水井降潜水，单口井点的有效降水面积约为250m2，井点间距为15～16m。
3.2，降水(压)井构造与设计
(1)井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内，采用优质粘土或水泥浆封闭，其深度不小于4.0m，保证管内真空度达到要求。
(2)降水井成孔孔径 500mm，降压井成孔孔径 550mm，降水井与降压井的井壁管均采用直径 250mm的焊接钢管。
(3)降水井与降压井均采用桥式滤水管，滤水管外均包一层30目~40目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同。降水、降压井的滤水管位臵均根据各井位对应的地质剖
面来设计：降水井设2段滤水管，长3m和4m，分别设于基坑底以上第④层土和基坑下第⑤层土中；降压井的滤水管布臵在第⑤-2层(微承压含水层)与⑦-1层(承压含水层)中。
(4)沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而 影响 进水的作用。沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长1.00m，沉淀管底口用铁板封死:根据本场地的地层情况，降水井的深度不宜超过⑤-2层的顶面深度，为了确保降水井底部滤水管的长度，主体结构内的降水井均不设沉淀管，降压井设沉淀管。
(5)采用洁净的粗砂从井底向上至地表以下4.0m，于井管与孔壁之间的空隙均匀围填。采用颗粒磨圆度较好的粗砂，从井底向上至滤水管顶部以上2.0～4.0m围填。
(6)在降水(压)井粗砂的围填面以上采用优质粘土围填至地表并夯实，将降水井管口密封保证不漏气。降压井封井采取在井管内先填瓜子片碎石，然后注浆再灌注混凝土的封堵 方法。
3.3，主要施工工艺及控制措施
3.3.1，降水井注意事项
（1）严格密封降水并井管，保证真空管路系统在土方开挖前真空度达到-0.06Mpa以上，土方开挖过程中，真空度会有所下降，但须控制在-0.03MPa以上。
（2）降水井随着基坑开挖，暴露井管随时割除封堵。为方便挖掘机在基坑内作业，井管随着土方开挖而分段割除，并用粘土回填密实，保证有足够抽水能力的真空度。
3.3.2，降压井注意事项
（1）基坑开挖阶段：根据基坑不同部位在不同开挖深度分别 计算 需降低承压含水层的承压水水头高度。由基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，计算得基坑开挖阶段承压水位需降低值根据计算，在基坑的不同部位开挖到危险深度时，应开启相应部位的降压井进行抽水，并及时观测相邻部位停抽井的实测水位深度(即需降承压水的水头高度)来调整是否需增开相邻部位的降压井。
（2）主体结构施工阶段：上体结构底板混凝土浇筑完
成并达到相应强度后，底板与地下墙连成整体共同作用，其抗剪强度和抗弯强度经验算能够满足大于下伏承压水顶托力的要求，故主体底板浇筑完成并达到相应强度后可停止降承压水。
4，结论
本工程采用降水、降压井结合地质条件，运用真空及多段滤管等措施，比较好的处理了淤泥质粘性土渗透系数低及局部地层缺失后的微承压水与承压水联合作用的难题。在降水过程中可以发现土体空隙中的自由水一般在30天内基本被抽出，且前期抽出量大，后期抽出量小。降压井抽水可明显看出承压水补给量很大，必须使降压井的影响半径足够，并保持一定的抽水速度，来保证整个基坑底板的稳定。
参考 文献
[1]李世烽．隧道支护设计新论[M]．北京： 科学 出版社，1999
[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
论建筑深基坑降水的管理与成本控制 第6篇
关键词：基坑 降水 管理 成本
随着国家城镇化建设的全面开展，各大中城市高层建筑中，越来越多地采用了多层地下室、全地下车库、地下人防工程等各种地下建筑，从而导致基础埋深越来越大，大量的深基坑开挖也越来越常见。在日常工作中，如何采取更好的措施，进行相应的深基坑降水管理以及成本控制，成为一个非常有现实意义的课题。
一、基坑工程的施工
基坑工程的施工一般可分为3个阶段，即围护体的施工阶段、基坑开挖前的预降水阶段及基坑开挖阶段。围护体（如地下连续墙及钻孔灌注桩等）的施工会引起土体侧向应力的释放，进而引起周围的地层移动；基坑开挖前及基坑开挖期间的降水活动可能会引起地下水的渗流及土体的固结，从而也会引起基坑周围地层的沉降；基坑开挖时产生的不平衡力会引起围护结构的变形及墙后土层的变形。基坑施工引起的这些地层移动均会使得周边建（构）筑物发生不同程度的附加变形，当附加变形过大时就会引起结构的开裂和破坏，从而影响周边建（构）筑物的正常使用。
工程实践表明，地下水的存在对于基坑工程施工安全具有重要影响。因此，基坑工程中由降水引起的地下水渗流和环境问题引起了广泛重视，其中基坑围护结构的设置对地下水具有一定的阻挡作用。基坑围护结构周围的地下水渗流特征与场地水文地质条件、围护结构的插入目的、降水层的相对深度、降水井的位置、抽水时问和抽水量等因素有关。在承压水降水设计中，减压降水井布置于坑内还是坑外往往成为争论的问题。一般情况下，减压井布置在坑内或坑外都可以达到降低承压水头的目的，但具体的布置方式应根据目标降水层的埋深和厚度、止水帷幕的埋深、围护结构的特点、基坑面积与开挖深度、场地施工条件和周围环境对工程降水的限制等一系列因素综合考虑。
二、基坑降水模式分析
根据基坑围护结构插入含水层中深度不同，以及基坑降水时周边的地下水渗流特征和基坑降水对周围环境的影响，可以分为5种基坑降水模式。在第一类基坑降水模式中，基坑围护结构插入潜水含水层下部的隔水层中，抽水井布置于基坑内部，井点降水以疏干坑内潜水为目的，围护结构将坑内的地下水与坑外的地下水分隔开来。由于围护结构的隔水作用，坑内降水时，坑外地下水不受影响。因此，这类坑降水对基坑附近地下水渗流和周围环境的影响小，这类基坑一般适合的开挖深度小于10～15m。在第二类基坑降水模式中，基坑围护结构插入承压含水层上部的隔水层中，抽水井布置于基坑外侧，井点降水以降低基坑下部承压水的水头、防止发生基坑突涌或产生流砂现象为目的，这类基坑适合的开挖深度大于15～20m。第三类基坑降水模式中，基坑围护结构插入承压含水层中的深度小于含水层厚度的1/2，未在目标降水含水层中形成有效的隔水边界。因此一般将降压井布置于基坑外侧，为保证坑外减压降水的效果，降压井的过滤器顶端的埋深应超过基坑围护结构的底端的埋深。这类基坑降水模式中降水对地下水渗流和周围环境的影响较大，类似于第二类基坑降水模式的影响。第四类基坑降水模式中，基坑围护结构插入承压含水层中，且处于承压含水层中的长度超过了承压含水层厚度的1/2或大于10.0m，围护结构对于基坑内外的承压水渗流具有明显的阻隔效应。因此，抽水井布置于基坑内部，用于抽取承压水降压，确保施工面干燥，为确保坑内减压降水的效果，坑内减压井的过滤器底端的埋深不应超过围护结构的底端埋深，约相差3.Om左右。为保证基坑内部降水至基坑设计开挖面以下而进行降水时，坑外的水位将身较小，从而引起的地面变形也较小。这类基坑适合的开挖深度一般大于20～25m。
第五类基坑降水模式中的水位和孔隙水压力分布情况。本次钱江隧道江南工作井基坑采用的降水模式即为这类模式，地下连续墙打入50m深的底层中，直接打穿30m深左右的5-3层承压含水层。由于这类降水模式费用是最高的，所以在一般的工程中并不会经常使用。
本文以华北地区最具代表性的城市住宅小区项目为例，通过对其深基坑工程经过专业设计和专家论证后，在实际施工中采用的一些有效举措的总结，并结合当地的施工经验，阐述如何对降水工程进行有效的管理与成本控制，以节约工程投资，从而为整个项目的管理和投资控制工作起到良好作用。
下图为该住宅小区基坑及降水平面布置示意图。
注：采用管井降水，井点间距按15-20m布置。
三、深基坑工程的管理
1、查看岩土工程勘察报告，重点对工程地下水类型及埋藏条件、渗透系数、场区地层岩性结构等进行研究分析。
2、降水井除按设计要求布置外，应根据工程实际情况，仔细研究周边的环境，在地下水补给方向（如周边沟渠或生活污水渗透）调整间距，适当增加。
3、在降水过程中，如果出现出水由清澈到浑浊的现象，说明在细砂、粉砂或亚砂土层中出现流砂现象，造成降水井内土层塌陷，极易形成孔洞，影响附近的桩基础承压。可以采取提高泵位或者填埋细石2-3m等方法处理。
四、深基坑工程的成本控制
在降水过程中，一般均会发生超降情况，此时可通过观察井观测水位，如果基坑四周有止水帷幕时，可通过观测帷幕外的观察井水位或者基坑位移观测的速率变化，来确定是否超降。一旦出现超降的情况，通过采取如下一些措施，可以使降水得到控制，从而降低成本。
1、在每栋楼及车库基坑内电梯井或集水坑位置，各布置一个深1m的探坑（用类似洛阳铲的工具挖），对调整后基坑内降水情况进行观测。
2、将小区内所有楼栋及全地下车库基坑作为一个大基坑考虑，降水井隔一停一。
3、停止降水的降水井每天进行水位观测，及时做好记录。待连续3天水位变化不大时，可根据实际情况调整观测次数。
4、根据降水井及基坑内水位观测情况，最后只保留小区内四周降水井进行降水，同时加强观测和记录。
5、在实际管理中，全地下车库中间的一排降水井可考虑最后施工，如果有效观测车库的水位已经降至设计位置或更深，可考虑不再打中间这排降水井。从而最大限度地节约成本。
综上所述，在降水井降水过程中，一定要根据现场实际情况，采取勤观测、多分析等方式，反复调整管理方案，并经常进行反馈、检查、优化调整，必将能够实现有效保证降水效果和实现成本控制的目标。
参考文献：
刘早云，李广信：考虑渗透力的基坑水土压力计算，《工业建筑》2002年09期
周志芳，冯兆祥：深基坑降水设计中几个问题的讨论，《勘察科学技术》2004年05期
深基坑施工的降水控制措施 第7篇
现代化都市的发展, 对地下空间的开发利用越来越多, 地下商业圈、地下停车库、地铁等施工过程中, 基坑开挖深度也日益加大。媒体经常报道某些城市地面塌陷、开裂等, 均与附近深基坑施工有关。深基坑施工对周边建筑物、构筑物造成的影响是亟待解决的难题。现在根据笔者亲自参建的一个成功的工程实例, 就深基坑施工过程中对降水施工的控制作一个介绍。
1 工程概况
上海城三期综合楼项目由我公司总承包施工, 工程位于上海市长宁区遵义路与紫云路交叉口, 基地面积9, 538m2, 建筑面积约88, 500m2, 结构类型为框架-核心筒, 地下4层, 基坑开挖深度约23m。周边环境复杂, 基坑安全等级为一级, 基坑环境保护等级为二级。基坑采用地下连续墙作为围护、止水措施, 地墙深度约46m (未阻断第一层承压水) , 施工采用顺做法。工程2011年11月开工, 于2014年11月竣工。在深基坑施工过程中, 江苏省建工集团有限公司通过对降水施工技术攻关, 克服了深基坑施工安全及对周边环境的影响这一难点, 经第三方监测, 周边环境沉降及支护体系水平位移均未超过设计报警值, 该工程获得了上海市文明工地、上海市优质结构工程、全国绿色施工示范工程、十项新技术运用示范工程等诸多荣誉, 得到了行业主管部门和同行的一致好评。
2 降水控制措施
2.1 确定降水方案
首先我们对本地区几个类似项目进行了调查, 针对他们在施工过程中出现的问题进行分析得出:降水的控制是深基坑施工过程中对周边环境影响的关键。通过仔细解读本项目水文地质勘察报告, 将本工程场地的水文地质特征准确分析出来, 了解水文地质参数, 并在此基础上, 进行定流量非稳定流的单井抽水试验, 共选择了2个观测孔和1个主孔, 单井抽水25小时, 并进行25小时水位恢复试验, 编制了详细的抽水试验报告, 用泰斯软件计算出含水层的渗透系数、导水系数、弹性释水系数、流量与降深关系及影响半径等, 为深化降水设计做出了很大的贡献。通过上述分析确定了真空深井井点降水方法, 合理布置疏干井、降压井和观测井的数量、位置和井底标高, 在基坑内共布置42口疏干井和6口降压井, 在坑外布置8口观测回灌井。如图1所示。
2.2 计算降水量
2.2.1 接下来我们进行了基坑底板稳定性验算, 确定按需降水量
基坑底板的稳定条件:基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力, 即:Σγsi·h≥γw·H·Fs
式中:Fs—抗承压水头稳定性安全系数取1.1;γw—水的重度 (k N/m3) , 取10k N/m3;H—承压水头高度至承压含水层顶板的距离 (m) ;γsi—基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度 (k N/m3) 取17.7k N/m3;h—基坑底至承压含水层顶板间距离 (m) 。
2.2.2 根据地质勘察报告, 场地内第 (7) 层含水层顶板最浅埋深为44.10m, 试验实测承压水头埋深5.2~5.3m, 本基坑开挖深度通常是18.5m, 局部深坑深度分别为19.05m和22.5m, 分别对不同开挖深度情况进行稳定性验算如表1所示。
分析表1可知:当基坑开挖到18.5m和19.05m时, 无需降承压水, 因为此时基坑大底板处于稳定性临界状态, 但如果基坑开挖深度至22.5m时, 为了保证基坑安全, 就需要将承压水头降至9.45m以下。
2.3 改变抽水方法
2.3.1 根据“按需降水、严禁超降”的原则, 通过上文分析可知当基坑开挖到18.5m和19.05m时, 无需降承压水, 只加强水位及坑底土体情况观测即可, 只有当基坑开挖深度至22.5m以上时, 为了保证基坑安全, 才需要按照计算的水头高度降水。在疏干井进行潜水层降水时, 严格按设计及规范要求降到开挖面以下0.5~1m, 且随时观测坑外地下水位变化情况。一旦发现异常情况及时采取修正措施, 避免损害周遭环境。并填报降水日报表, 每日上报降水及水位情况, 绘制降水曲线图, 全程掌控潜水层水位变化。如图2所示。
2.3.2 利用“对角跳抽、间断执行”的方法进行降水施工。
从图1可以看出, 在局部深坑周边呈四边形布置了4口降压井, 即Y3、Y4、Y5、Y6, 我们决定采用Y4、Y5同时抽水, Y2、Y3、Y6观测降深及水位恢复情况, 然后换作Y3、Y6同时抽水, Y2、Y4、Y5观测降深及水位恢复情况的方法进行, 尽量避免局部集中降水量过大的情况。在承压水降水过程中, 应安排专门人员轮流值班, 随时观测水位变化及坑底土体情况。每间隔两小时测量一次水位, 同时做好记录, 根据水位高低进行降压井水泵的开启时间和顺序, 将承压水水头始终控制在计算数据9.45m以下10m以上一个相对稳定的区间。
2.3.3 过去传统的抽水方法是将潜水泵安装在井底, 在这种情况下, 要求操作工人必须时刻坚守在岗位, 因为一旦操作工人出现脱岗现象, 那么很可能会导致降水过度的情况发生。为应对和解决上述问题, 应将潜水泵安装在一个合理的深度, 如此即使没有人为控制, 一旦水头降到需要的标高时就会自动停止降水。经过初期对Y4、Y5分别在10m、15m、20m水泵安装深度的试验, 并观测Y2、Y3、Y6水头下降情况, 最终确定将水泵安装在20m深度时比较理想。
2.4 坑外加压回灌
2.4.1 经验分析回灌压力通常在0.06~0.10MPa之间, 本次回灌用水利用降水抽出的地下水经三级沉淀后再利用, 因此在回灌过程中为了使回灌达到所需压力, 安装加压泵对水体自然压力进行加压。
2.4.2 通过多次回灌实验, 观测水位恢复情况, 测试回灌压力, 最终确定压力值为0.10MPa, 并确定对G6、G5、G3进行回灌, 其余作为观测井。如图3所示。
2.5 确定停止降水时间
利用Σγsi·h≥γw·H公式进行底板混泥土浇筑后基坑稳定性验算 (注:计算时未加上地下连续墙重量) :
通过以上计算数据分析:基坑底板至承压含水层顶板间的土压力大于承压水的顶托力.当基坑底板混泥土浇筑完成后基坑大底板处于安全状态, 当混泥土达到一定的强度时即可停止降承压水。经与勘查、设计、监理、业主等参建单位讨论后, 决定改变原设计“结构施工至8层停止降水”的要求, 改为地下四层结构施工完毕即停止降水, 减少了地下水降水时间, 保护地下水资源过度流失。
3 结束语
众所周知, 降水施工是深基坑施工安全、周边环境影响的关键所在, 承压水减压不足, 容易造成基坑突涌和坑底隆起, 会给项目带来无可挽回的经济损失;降水过度, 容易造成周边道路、管线、建筑物沉降、倾斜、开裂, 经济损失和社会影响都不可估量。通过该项目对降水施工的控制, 深基坑施工未对周边环境造成影响, 取得了不可估算的经济效益和社会效益。希望上述施工方法和管理方法可以给今后类似项目予以参考借鉴。
参考文献
[1]该项目基坑围护设计的有关资料.
[2]该项目岩土工程勘察报告.
[3]GB50296-99, 供水管井技术规范[S].
浅谈深基坑工程的降水 第8篇
1 基坑主要止 (降) 水方法及技术
工程降水是基坑工程的一个难点。由于土质和地下水位的条件不同, 基坑开挖的施工方法大不相同。在地下水位以下开挖基坑时, 采用降水的作用是: (1) 截住基坑边坡面及基底的渗水; (2) 增加边坡的稳定性, 并防止基坑从边坡或基底的土粒流失; (3) 减少板桩和支撑的压力, 减少隧道内的空气压力; (4) 改善基坑和填土的砂土特性; (5) 防止基底的隆起和破坏。
降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。由于明沟降水制约条件较多, 目前还没广泛的应用, 而井点降水的适用条件较广。目前常用的井点降水方法有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点, 辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中, 但由于降低地下水位以后, 可能带来一些不良影响。如地面沉降, 邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等。
明沟降水是在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井, 使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流入井中, 然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实, 坑壁较稳定, 基坑较浅, 降水深度不大, 坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。
在地下水位以下施工基坑工程时, 通常采用井点 (垂直和水平井点) 降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设, 水平井点则可穿越基坑四周和底部, 井点深度大于要求的降水深度, 通过井点抽水或引渗来降低地下水位, 实现基坑外的暗降, 保证基坑工程的施工。经井点降水后, 能有效地截住地下渗流, 降低地下水位, 克服基坑的流砂和管涌现象, 防止边坡和基坑底面的破坏;减少侧土压力, 增加挖掘边坡的稳定性, 有利于边坡的支护和施工;防止基底隆起和破坏, 加速地基土的固结作用;有利于提高工程质量, 加快施工进度及保证施工安全。
在城市中由于深基坑降水, 总会引起地面产生一定的沉降, 影响邻近建筑物和管线。最好的办法是采用止水帷幕, 将坑外地下水位保持原状, 仅在坑内降水。目前, 采用钻孔压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙等止水结构形式, 效果均较好。其入土深度, 取决于土层的透水性, 要防止出现管涌、流砂等问题。
2 深基坑降水的主要注意事项
2.1 做好深基坑的设计工作
深基坑在高层建筑整体施工中占据了很小的地位, 但它却发挥着重要作用。深基坑工程含有很高的技术含量, 有的深基坑的技术难度甚至高于其上部的主要建筑物。深基坑在最初设计时, 包含的主要步骤有:
(1) 对基坑周边的支护系统的设计方案的分析和对比, 以及确定最佳方案;
(2) 测定并计算基坑周边支护体系的强度, 以及变形的可能性分析;
(3) 反复计算并验算基坑的内部和外部土壤的稳定程度;
(4) 基坑的维护墙的抗渗性能检测;
(5) 明确深基坑降水的要求, 并设计出降水方案;
(6) 确定深基坑动工时的挖土、运输土块的主要方法;
(7) 查阅资料明确当地政府规定的环境保护措施, 尽量减少对周边环境的破坏;
(8) 做好施工时的监测工作。
2.2 基坑降水的工作的主要注意事项
深基坑降水的主要目的是降低深基坑处的地下水位。其主要作用是:
(1) 深基坑在动工挖土时要求土壤保持干燥状态, 保持施工顺利进行。基坑降水可以使基坑处的地下水位降低至基坑底层以下, 这样就可以是基坑内部以及周边边坡的土壤保持干燥状态, 而且可以防止基坑底部及基坑周边边坡出现渗水现象, 效果显著。
(2) 基坑降水后可以加强基坑坑底以及基坑周边边坡的稳固性, 以保证不会出现泥土流失或者坍塌事件。降低深基坑处的地下水位后, 可以保持和土壤的干燥, 从而可以有效地防止基坑周边及基坑底部出现渗水现象, 降低了土壤的渗透力, 从而在一定程度上稳固了边坡基底部土壤。
(3) 降低了深基坑处的地下水位后, 可以很大程度上降低土壤中的含水量, 从而进一步增强物理方面的土壤应力, 降低深基坑中支护体系的变形可能性, 大大地增加了深基坑中土壤的固结强度。
(4) 深基坑处的地下水位降低后, 土壤强度得以加强, 降低了土壤坍塌的可能性, 降低了深基坑施工对周围建筑物和周围地下空间设施的影响。
3 做好深基坑的降水支护工作
降水量的多少对基坑周围地面的沉降有很大的影响, 如果在大量降水时期, 对基坑保护不周到, 会导致基坑内部大量积水, 导致基坑坍塌、滑坡, 就会引起基坑周围地面的不同程度的变化。基坑坍塌会引起基坑周围地面下陷, 导致地面下沉, 同样对附近的建筑物可能造成不同程度的损坏;基坑滑坡会导致基坑周围一定范围的地面产生水土流失, 造成地面沉降, 导致这块土地会存在许多的安全隐患。那么要解决这些问题对基坑降水的影响, 最简单的就是要避免人为操作对基坑造成大量的积水, 一定要保证基坑内的水保持在安全位置, 对于一些人为降水行为要进行严格的控制和监测, 不能出现一丝纰漏;对于非人为的一些因素如降雨、降雪等气象原因, 我们一定要做好防护措施, 保证基坑的安全, 尽量减少甚至避免天气等降水因素对基坑周围地面沉降的影响。
4 总结
深基坑的降水工作在深基坑的施工中占有重要地位, 其工作效果的好坏将严重影响整个工程的进度、效率和经济造价, 因此, 必须以认真的态度对待深基坑的降水工作, 及时注意好降水工作的各个步骤, 使整个工程以平稳、安全的速度进展。
参考文献
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[2]曹来虎.建筑工程中深基坑降水设计探讨[J].基础工程设计, 2011.
地铁深基坑降水施工技术分析 第9篇
关键词：地铁深基坑,降水施工技术,分析
1 进行地铁深基坑降水施工技术应用的重要意义
一般情况, 地铁为了保证对地面建筑物的影响, 所构建的地铁换乘车站所埋藏于地底的深度也比较大。在这样的背景下, 在地铁深基坑的施工过程之中, 就难以避免的会遇到地铁深基坑降水问题。截至目前为止, 在世界范围内, 因为地铁深基坑降水问题所引发的地铁深基坑的施工安全事故已经不在少数, 这些地铁深基坑的施工安全事故的产生, 造成了对社会经济的严重破坏, 与此同时, 地铁深基坑的施工安全事故的产生还会造成很严重的社会不良影响, 并会对地铁深基坑的施工周期造成严重的影响。在这样的背景下, 在进行地铁深基坑的施工过程之中, 如何有效的避免地铁深基坑降水问题的出现已经成为了地铁深基坑的施工过程的研究焦点问题之一, 针对这样的情况, 进行地铁深基坑降水施工技术的研究应用过程已经成为了地铁深基坑施工研究的重点领域之一。在本文中, 将具体的分析地铁深基坑降水施工的具体施工特点, 并有机的结合地铁深基坑降水施工的具体施工特点来探讨地铁深基坑降水施工技术应用的控制手段, 解决地铁深基坑降水施工过程之中遇到的实际问题。
2 地铁深基坑降水施工技术应用特点
2.1 施工难度大
一般情况下, 在进行地铁深基坑降水施工技术应用的过程之中, 都会在地下几十米深的区域进行施工, 在这样深度的地底, 就会对降水施工造成很大的影响。与此同时, 在地铁的交叉区域进行施工的过程之中, 还有可能会遇到交叉位置过于接近的问题, 进而导致地铁深基坑降水施工技术在应用过程之中存在苦难, 难以有效的完成地铁深基坑降水施工工作。
2.2 风险因素多
上文已经介绍到, 在进行地铁深基坑降水施工技术应用的过程之中, 所进行施工的区域都在地下几十米的区域, 在这一片区域, 施工的地质条件相对比较复杂, 在施工的过程之中, 很有可能会遇到一些施工的风险情况。与此同时, 在进行地铁深基坑降水施工技术应用的过程之中, 所要进行辅助的地铁深基坑降水施工技术应用部分是要配合地铁深基坑施工的主体部分进行的, 而地铁深基坑施工的主体部分进行施工的周期时间相对来说比较长, 这就导致在整个施工过程之中, 都有可能会面临地铁深基坑降水问题。在这样的背景下, 就很有可能会给地铁深基坑降水施工技术应用带来一些额外的困难, 在地铁深基坑降水施工技术应用的一些很细微的环节就有可能会带来整个地铁深基坑施工过程都难以承受的施工问题。
2.3 技术要求高
一般情况下, 在进行地铁深基坑降水施工技术应用的过程之中, 会面临着多层潜水的问题, 以某地铁深基坑降水施工过程为例, 该地铁深基坑降水施工过程存在着两层潜水, 在地铁深基坑降水施工区域, 还存在着疏干卵石潜水问题, 这一区域的厚度达到了四米左右, 这些降水区域的厚度相对较高, 与此同时, 在该区域之中还存在着很多的管道线路, 在这样的背景下, 为了有效的完成这一施工过程, 就需要较高的施工技术才能够完成。
2.4 工期压力大
一般情况, 地铁深基坑降水施工过程是要和地铁深基坑施工过程同期完成的, 在这样的背景下, 地铁深基坑降水施工过程就要在保证施工安全的基础上, 确保地铁深基坑降水施工过程如期完成, 这就给地铁深基坑降水施工过程带来了一定的施工工期压力。
3 地铁深基坑降水施工技术应用方法
第一, 在进行地铁深基坑降水施工的成孔过程之中, 要充分的考虑到地铁深基坑降水施工环境的特点, 并斟酌好所选择的地铁深基坑降水施工技术是否会在施工过程之中产生问题。一般情况下, 为了保证在地铁深基坑降水施工技术应用的过程中不产生斜孔或卡钻问题, 会选择BG-20旋挖钻机进行对地铁深基坑降水井的钻孔施工, 并保证地铁深基坑降水井的钻孔的直径不小于70厘米, 并充分的考虑到地铁深基坑降水井的钻孔施工过程之中存在的沉淀物沉积的影响, 要保证所实际建设的地铁深基坑降水井的深度要高于设计深度大约20厘米。与此同时, 在地铁深基坑降水施工技术应用的过程中, 要做好成孔记录工作, 并对地铁深基坑降水施工区域进行土样收集, 核对好相应的土层组成;
第二, 要进行地铁深基坑降水施工的清孔操作, 在将降水的井管放入之前, 要进行对地铁深基坑降水管道的清孔操作, 一般情况下, 要使用清水进行置换, 并使用泵体将泥浆抽出。然后, 就可以进行下井管操作, 这一过程之中, 要使用无砂砼滤水管, 并保证无砂砼滤水管的高度高于地面20厘米左右;
第三, 要进行地铁深基坑降水施工的填滤料操作, 这一操作过程要在下井管操作之后立即进行, 在具体的施工过程之中, 要使用人工填滤料的方法, 并从地铁深基坑降水井的周边进行连续的填滤料处理。一般情况下, 将滤料填至大约地铁深基坑降水井的井口下方一百厘米的区域, 并在滤料的上方添加一些粘土进行夯实处理;
第四, 要进行对地铁深基坑降水井的洗井处理过程, 这一操作过程要在填滤料操作之后及时进行, 防止在填滤料操作之后所产生的井底沉渣的数量过多, 以至于影响到后续的地铁深基坑降水井的作用的发挥, 一般情况下, 为了保证洗井处理过程的处理效果, 在进行操作的过程中, 要保持3个台班的清洗时间, 并在洗井处理完成之后, 清洗后的水基本保持清澈的状态。在洗井处理过程结束之后, 要进行对地铁深基坑降水井的抽水试验工作, 检查地铁深基坑降水井的的抽水性能是否能够满足实际的施工需要;
第五, 进行完上述的操作过程之中, 就可以进行对地铁深基坑降水井的抽水试验操作, 如果在抽水试验操作过程之中存在问题, 就需要重新进行对地铁深基坑降水井的洗井操作, 然后再次进行对地铁深基坑降水井的抽水试验操作, 保证地铁深基坑降水井可以正常的进行工作。等抽水试验操作完成之后, 就可以完成地铁深基坑降水井的管路安装工作;
第六, 要做好地铁降水施工对周围建筑物的保护措施。在进行地铁深基坑降水施工技术应用的过程中, 提高注浆止水效果。与此同时, 在进行土体开挖的过程之中, 尽可能快的减少围岩暴露时间, 加强监控量测, 并及时反馈信息, 保证地铁深基坑降水施工尽可能少的干扰到地面建筑物。
4 结论
综上所述, 在进行地铁深基坑降水施工技术的应用过程中, 要充分的考虑到地铁深基坑降水施工技术的应用环境特点, 在保证地铁深基坑降水施工施工质量的基础上, 提升地铁深基坑降水施工的施工效率。
参考文献
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[5]刘祥勇.砂质地层地铁车站深基坑降水施工技术[J].山西建筑, 2013.
深基坑支护结构降水的设计分析 第10篇
深基坑开挖及井点降水措施能够改变施工场地内天然地基的水土平衡体系, 因此, 在深基坑的施工开挖过程当中会采取地基加固、降止水及围支护等措施来维持和平衡天然体系的平衡状态。目前, 基坑的降水设计是根据基坑内的水文地质条件和降水要求来选择合适的渗流参数及降水计算的公式, 来进行降水的设计分析的。
二、工程概况
在广东阳江有一排水隧洞建在山坡上, 它的前池基坑的地面高程在8~13 m之间。在山坡的坡脚处是前池的出水位置, 进水的一侧是由河流冲击作用形成的阶地, 基坑内部是堆积的残积物及坡积物。基坑内地下水主要在残积层和海积层当中, 地下水的高程是4~6 m。根据场地的条件和工程布置情况, 该基坑除去靠山坡的一侧都采用放坡开挖, 靠山坡侧的地下水位要降低到-1 m的位置。因此, 该侧采用的是桩锚联合的支护结构形式。
三、选择降水方案
结合本工程的水文地质情况和该基坑的支护降水要求, 根据相关的工程降水设计经验和降水方法的适应条件, 决定在本次的基坑支护结构降水设计当中使用轻型井点降水的方法。这种方法能够在基坑的地层下形成截水屏障, 从而很好的降低施工场地中的地下水位。同时可以改变土体的物理和化学性能, 使得基坑内土体的含水率降低, 降低土体渗透的影响, 对维护桩间土及边坡的稳定十分有利。
四、降水的计算
根据工程的地质勘查设计报告, 要降低的地下水的深度是6 m。按照JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》的要求, 只有设计成为一级的井点降水, 才能够满足规范的要求。但是本次基坑降水工程场地的土体渗透系数比较低, 和环境的渗入水相比较, 渗入水的接受量很少, 所以只要能够搞好坡面的彩条布保护, 就可以不考虑土体当中渗透水对坡体的影响。轻型的井点降水设计分析当中有涌水量计算、井点管的间距及数量计算和合理选择井点抽水设备等四项主要的计算内容。
1. 基坑的涌水量计算
根据JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》的均质含水层的非完整井的计算公式:
公式中的相关参数与参考规范一致。其中K是施工场地土体渗透的系数, 取k=0.1 m/d, 这是根据施工场地土体的试验结果取值得到的;H是施工场地当中含水层的厚度 (m) , 和施工场地的前两个地层的渗透系数相比, 下伏强风化斑状花岗岩层的渗透系数较小, 因此本次设计当中假设强风化层是不透水层, 顶高程是-10.5 m, 本次计算取真空井点过滤器长度为1.5 m。
2. 单井的出水量
在基坑的降水工程当中, 受到人为不确定因素的影响, 如过滤器的加工及井点施工工艺等。在井点的设计中, 设计得出的单个井的出水量要比规范的计算值小。本次降水工程中的基坑降水井的日出水量试验值远远小于规范计算值, 所以单个井的出水总量需要按照施工场地的抽水试验值并结合实际工程经验决定。初步取降水井的直径为250 mm, 滤水管的直径为40 mm, 过滤器的有效进水长度为1.5 m。
3. 降水井的数量和布置
在本次的工程计算分析当中, 由于在山坡的坡脚处进行开挖时进行桩锚支护的保护, 使用井点降水进行降止水。在其他的部位使用的放坡开挖的方法, 挖明沟进行排水, 这样可以对基坑的出水量进行适当折减, 基坑下游的坡脚边界的长度是65 m。根据《基坑降水工程》当中轻型井点降水的要求, 井点按照1.5 m的间距在基坑的下游曾U型布置。适当延长后, 降水井的总数为48。应当注意的是, 降水井的间距还应当根据后期抽水试验的结果进行适当微调。
4. 降水系统的设计
选取直径是40 mm的钢管作为井点管, 均质的近圆形石英砂砾石颗粒作为填料。在进行填料施工前, 要对砾石进行过筛、冲洗, 去除不合格的砾石。取过滤器的长度是1.5 m, 在管壁上钻直径为10~18 mm的孔, 钻孔的间距是30~40 mm, 梅花形分布, 保持25%的孔隙率。在过滤器的壁管当中有两层的滤网, 靠近管壁的第一层滤网采用的是30~60孔/cm2网眼的尼龙网或铜丝网, 第二层的滤网使用的是3~10孔/cm2的网眼的铁丝网或尼龙网。在滤网的下面, 装有铸铁的管靴来防止泥沙的进入。
根据《基坑降水工程》中对集水总管的要求, 选取直径75 mm的钢管作为集水总管, 法兰连接, 间隔1.5 m在管壁上设置一个和井点管相连接的接头。使用直径是40 mm的螺纹胶管作为连接管。
本次的基坑支护结构降水设计施工是为了保持基坑当中桩锚结构的稳定, 有效地降低地下水的位置, 所以没有对施工场地坡体的变形有很高的要求。不关注地下水的抽降对坡体的影响, 只是根据试验井的抽排情况。并借鉴相关井的特点, 适当调整抽排设备的控制和管理方式。通过液位继电器来保证降水井中水位到预订位置时, 水泵自动停止, 本工程的降水井布置示意图见图1。
五、实施的效果
本次的基坑降水设计当中, 在基坑的顶部和底部分别设置有排水沟和截水沟, 在坡面上设置有用于排水的孔洞, 同时在基坑的支护结构后设有轻型的井点降水进行降水保护边坡。通过对后期施工场地的地下水位进行监测, 可以看出施工场地内的地下水位始终在预期的范围当中, 本次的基坑支护结构降水设计和施工圆满的完成了预期的目标。
在基坑降水设计当中, 应当先分析工程场地的水文地质条件, 认真了解工程降水的目的, 对各种降水方案进行技术、节能和经济性能比较, 最后确定合适的基坑降水设计方案。在进行基坑降水方案的设计时, 使用信息化的管理方式能够有效的优化基坑降水的设计方案, 提高效率, 降低工程的成本。
摘要：本文结合某实际工程的需求, 对基坑工程支护结构的降水设计方案进行了优化设计, 提出了一些在井点设计当中应该注意的问题。
关键词：深基坑,降水设计,渗透系数,井点系统
参考文献
[1]周志芳, 郭耿新, 钟建驰, 吉林, 冯兆祥;深基坑降水设计中几个问题的讨论[J].勘察科学技术, 2004.
基坑井点降水施工浅析 第11篇
关键词井点;施工;降水;措施;管井
中图分类号TU75文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0079-01
在地下水位较高的地方进行深基坑开挖,如果不降水,会造成基坑浸水,使施工条件变差或地基承载力下降。因此,基坑降水排水是基础施工中的一项重要技术措施。井点降水是基坑降排水常用的方法。
1井点降水法的优点
1)施工方法简便,操作技术易于掌握;
2)适应性强,可适用于各种不同几何图形的基坑;
3)降水后土壤干燥,便于机械化施工和后续工序的操作;
4)井点作用下土层固结,土层强度增加,边坡稳定性提高;
5)地下水通过滤水管抽走,防止了工地现场流砂的危害;
6)节省了基坑支撑的材料,减少土方工程量。
2井点布置的基本原则
井点系统的平面布置应根据基坑的平面形状、基坑的大小、工程性质、降水深度、地下水流向和含水层渗透系数等来确定。一般情况下,当基坑宽度小于6m且降水深度小于6m时,可采用单排井点,布置在基坑地下水上游的一侧。当基坑宽度大于6m或土质不良,渗透系数较大时,宜采用双排井点布置在基坑的两侧。当基坑面积较大时,采用环形或多边形封闭布置。封闭形井点的转角处在每边不小于5m的范围内加密主管1/3—1/2。井点管距基坑壁宜大于1.5m,井点主管的滤管应埋至抽吸深度以下0.5m—1m处,以免进气。为了充分利用泵的抽吸能力,水泵轴心应与总管保持齐平。
3管井的施工
1)定位。根据设计的井位及现场实际情况,准确定出各降水井的位置,并做好标记。
2)成孔。管井的造孔施工方法同灌注桩施工造孔一样,造孔要求孔位准确,成孔垂直度要求较高,并要防止孔壁坍塌。要确保成孔的垂直度,成孔钻机底座必须牢固,开钻时,应检查钻杆的垂直度。造孔有清水固壁法和泥浆固壁法,清水固壁法有利于成井后深井的出水量,但需要较大的供水量。泥浆固壁法会影响成井后的出水量,施工时可采取加快钻进速度,控制护壁泥浆比重,成孔后应加强清洗孔壁来克服,洗孔后要求泥浆比重不大于每平方厘米1.05g,砂土地基造浆时掺用澎胀土及烧碱以防止拥孔。钻机直径应根据井点的直径确定,不得小于规定的孔径,且上下应保持一致;井孔的深度应大于井点管的深度,以保证井点管的设计埋设深度。
3)井点管的埋设。井点管的埋设可用钻孔法、射水法和冲孔法成孔,用泥浆或自成泥浆护壁,一侧设排泥沟和泥浆坑。设计井深不小于16m,成孔时应考虑到抽水期内沉淀物可能沉淀的厚度而适当加大井深。成井时保证井径不小于300mm,滤管可用混凝土预制管,每节长0.9m,滤管内径为300mm;外径400mm。孔深宜比滤管底深0.5m—1.0m,滤管下放时应尽量垂直,两滤管接缝处用编织袋包裹两层,避免淤砂堵泵口,竖向用30mm宽竹条通长压住,用12号铅丝绑两道,以保证滤管的整体性。井口5m以上用实管,往下用滤管,井管过滤部分应放置在含水层位置上。井管放到底后在井管四周填入滤料作为滤层,分层填密实。滤料选用洁净中粗砾填灌密实均匀,投入滤料数量应大于计算值的85%,在地面以下1m范围内用粘土封孔。井点管沉放到井孔内以后,管口应妥善保护,以防杂物掉入管内造成堵塞。
4)洗井。洗井是降水工作的一道重要工序,其作用是清除井内泥砂和过滤层淤塞,使井的出水量达到设计要求。洗井应在成孔完成后立即进行。清水钻孔根据孔内浆液比重可以不洗井,但当管井运行过程中出现抽水不足现象时,可以采取洗井的办法来解决。洗井可采用小泵注水,稀释泥浆,用污水泵将泥浆抽出等办法。如水井泥砂量较大,可以采用压缩空气洗井方法,清洗滤井,冲除尘渣。
5)安装抽水设备。水泵用铁丝网包裹,铁丝网采用一寸网格,防止杂物吸入泵内。电缆必须绝缘可靠,并设置保护开关控制。
6)管井的运行管理。为确保降水连续不断地进行,现场应准备备用泵和发动机,配置双电源和备用发电机。泵、发动机、电源等在使用中一旦发生故障,便于及时更换,尽量在最短的时间内恢复正常降水,防止地下水位上升超过一定限度而造成工程质量事故。降水前,根据场区实际情况设计排水管和排水点,排水管采用200mm钢管,抽出来的水有组织地排入指定管沟或城市排水管。排水总管上设置止回阀,防止停泵后水倒流入灌井内。降水过程中,加强降水系统的维护和检查,保证不间断的抽水。同时,经常观测并记录地下水流量、水位等工作工况。在降水期间,定期对基坑外地面、邻近建筑物、构筑物、地下管线进行沉陷观测,对于沉降过大的要分析原因,并采取相应措施。另外,在基坑内设观察井定期进行水位观察,并作好记录,观察降水过程中建筑物等是否有变形增大或地下水位异常情况。
7)降水监测。降水施工中应设专人负责观测坑内水位的下降情况。开始抽水至水位达到稳定前每隔2h观测1次,以后每天每隔5h观测1次水位。待其降到设计水位后,保持井点抽水连续、稳定运转,避免间歇和反复抽水。
4井点系统使用注意事项
1)井点立管埋设完成并与卧管及抽水设备接通后,必须先进行试抽水,在无漏水、漏气、淤塞等现象后,才能正常投入使用。
2)使用射流泵时,应安装真空表,安排专员经常观测,并做好记录,以保證井点系统的真空度,一般应不低于60KPa。当真空度不够时,应及时检查管路或井点管是否漏气、离心泵叶轮有无障碍等,并及时处理。
3)井点应保证连续抽水,如抽不上水或水一直较浑浊,或出现清后又变浑浊等情况,应立即检查处理。如井点管淤塞过多,严重影响降水效果,应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出后重新埋设。一般抽水3d—5d后水位降落漏斗渐趋稳定,出水规律一般是“先大后小”,“先浑后清”。
4)在地下室施工完毕,通过抗浮稳定验算,符合要求并进行回填后,才能拆除井点系统,所有孔洞均须用砂或土填塞。
5施工安全保证措施
1)打井机械由专人操作,设备进场后进行试运转,合格后方可使用。
2)做好临时用电管理,现场用电由专业电工操作。临时用电要符合施工用电规范要求,开关箱要防潮防雨、绝缘,并加锁,要有可靠的接地。各种电线、电缆、闸、盒按规定设置,保证绝缘良好,经验收后方可使用。
3)夜间施工需有足够的照明设施,打井设备周围须挂警示灯具。井口要砌筑井台,设置井盖,避免发生意外。
4)机械设备做到轮有罩,轴有套,工作平台有栏杆,防治机械伤人。
5)降水期间,安排人员日夜值班,值班人员不得擅自离开岗位。
6)制定并严格执行岗位安全操作规程。
6结束语
井点降水施工前必须充分掌握工程地下资料,尤其要对地质勘察报告中的相关内容必须全面了解,掌握地下水及土壤的各种参数;降水过程中严格按操作规范进行;并且在基坑开挖过程中,还需采取相关配合措施,才能保证工程的顺利进展。
参考文献
[1]赵海庆.井点降水施工实践探索.2007.
[2]袁忠平.深井井点降水施工方案.2005.
深基坑深井降水的讨论和分析 第12篇
1 关于涌水量公式Q的讨论
均质含水层承压水完整井基坑涌水量的计算。
对于均质含水层承压水完整井基坑而言, 当基坑远离边界时, 涌水量计算公式为:
其中, Q为基坑涌水量;M为承压含水层厚度;k为含水层的渗透系数;S为基坑水位降深;r0为基坑等效半径;R为承压含水层降水影响半径,
这时应按如下公式计算:
其中, b为基坑离河岸距离。
当基坑位于两个地表水体之间或位于补给区与排泄区之间时, 涌水量计算公式为:
其中, b1, b2均为基坑离两河岸的距离。
对于湖北省地方规范涌水量Q的计算公式如下 (见DB 42/159-2004基坑支护技术规程) :
其中, r0为基坑等效圆半径,
2 工程实例分析
武汉某基坑工程, 地处繁华闹市区, 承压含水层顶板由填土、淤泥质黏土、黏土及粉土组成, 厚13 m。含水层厚30 m, 主要为细砂层。主楼部分的基坑面积为3 726 m2, 由计算得基坑等效半径为33.9 m, 基坑开挖深度达14.5 m, 设计要求承压水水位降深距自然地面下16 m, 初始水位距自然地面下约1 m。选用井深42 m的完整井, 先打了几口试验井, 利用带多个观测孔的非稳定流抽水试验初步确定含水层的平均渗透系数为22 m/d。对上层潜水采用黏土只封堵不抽的方法, 只抽取承压水。
因此, M=30 m, k=22 m/d, r0=34.4 m, S=15 m, k=22 m/d, H=43 m, L=3 m。
将数据代入式 (4) 可算得Q=28 847 m3/d。
将以下数据根据国家规范, 即带入式 (1) 得:
降水影响半径R=703.5 m, 由式 (1) 可得Q=20 321 m3/d。
通过以上工程实例的比较可以看出, 湖北省规范计算的涌水量Q要明显偏大。但是根据《湖北省基坑工程技术规程2004》中的降水参数经验设计值可看出, 在渗透系数k=22 m/d时, 影响半径R的取值应在350 m～500 m之间, 而该工程用国家规范的公式计算中, R=703.5 m。在用国家规范公式 (1) , 我们取R=350 m～500 m之间时, 算得的涌水量Q见表1。
R—Q关系曲线见图1。
由图1可知, 当R的取值在250 m～300 m之间时, 国家规范公式 (1) 计算所得的涌水量Q与湖北省规范公式 (4) 所得的Q相符合。根据武汉市的水文地质条件, 考虑到武汉市区分布有众多大小不一的湖泊, 其水域总面积广阔, 对于基坑工程不能忽视地表水体的影响, 其影响半径R的取值上应根据《湖北省基坑工程技术规程2004》中的降水参数经验设计值选取适当值。
3 深井降水中稳定流和非稳定流的分析与讨论
对于承压完整井稳定流:
其中, S为在基坑中心处或各井点中心处的地下水位降深;R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和;r1, r2, …, rn为各井距基坑中心或各井中心处的距离。
根据式 (5) 可以得出在基坑中任意点的地下水位降深, 但这只是在稳定流的情况下。在实际工程中, 基坑中的水位降深是随时间变化而变化的, 是处于非稳定流的情况下的。以下就是用于非稳定流计算的泰斯公式:
其中, Sj为任意点在任意抽水时刻, 因n口单井同时抽水引起的承压水水位降深, m;M为承压含水层的平均厚度, m;rij为任意点距各抽水井的平面距离, m;t为群井抽水运行时间, d;μs为承压含水层贮水率, L/m。
以下工程实例分析, 仍选取前面所提到的工程实例进行分析:
根据已知条件, 将数据代入式 (4) 可算得Q=28 847 m3/d。
基坑涌水量Q=28 847 m3/d, 选取单井数量为17, 所以单井涌水量为1 700 m3/d。根据群井理论, 各单井的平面布置图见图2。
其中A点在基坑内部, 离基坑中心为18 m, B点在基坑外面, 离基坑中心为36 m, C点和D点离基坑中点的距离分别为54 m和320 m。
在图3中, 四组虚实线由下到上分别代表A, B, C, D四点, 虚线代表在A, B, C, D四点处实际所观测的地下水位降深 (不考虑某些单井因为暂时停止抽水所带来的水位波动的影响) ;实线则代表的是由泰斯公式而得的水位降深S与时间t的关系曲线。从图3中可以看出当抽水时间达到或超过15 d时, 各观测点的水位已经达到或超过设计水位降深。可以看出计算的水位降深的结果和实际所观测的结果是大致一致的。随着离基坑中心距离r的增加, 引起的地下水位降深S逐渐减小。在距离超过280 m的区域外, 引起的地下水位降深S几乎可以忽略。
下面对A, B, C, D四点按稳定流公式 (即式 (5) ) 来讨论地下水位降深:根据单井平面布置图中, 各单井对于A, B, C, D四点的距离, 带入式 (5) 中, 即稳定流计算公式, 分别可以得出A, B, C, D四点的地下水位降深, A点的地下水位降深约为22 m, B点为20 m, C点为17.8 m, D点为5.76 m。
由以上结果可知, 用稳定流公式和泰斯公式计算出来的结果均与实际观测所得的水位降深S大致符合。只是泰斯公式在计算S时考虑到了影响水位降深S的时间因素, 但当时间t足够长时, 稳定流和非稳定流所得的结果是大致相等的。
4 结语
1) 对于均质含水层承压水完整井的基坑涌水量Q计算时公式的选择应根据当地的水文地质条件, 充分考虑到地表水体影响, 同时结合地方规范, 选取适当的参数和公式来计算, 保证基坑工程的安全。2) 对于计算地下水位降深S的稳定流公式和非稳定流公式 (即泰斯公式) , 当时间t足够长时, 两者所得的地下水位降深是大致相等的。但泰斯公式考虑到了地下水是非稳定流, 加入了时间t的条件, 对深井降水有着重要意义。实际工程中, 地下水不一定是稳定流, 特别是降水的早期和晚期, 地下水往往是非稳定的, 因此用泰斯公式来计算水位降深更加合理和科学。
摘要：结合工程实例对国家规范涌水量计算公式和湖北省地方规范的涌水量计算公式进行了相互比较, 并且对于计算水位降深的稳定流公式和非稳定流的泰斯公式, 结合工程实例进行了比较和分析。
关键词：稳定流,非稳定流,承压水完整井,泰斯公式,地下水位降深
参考文献
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