真空疏干與井點(diǎn)降水技術(shù)在工程中的應(yīng)用(共6頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上真空疏干與井點(diǎn)降水技術(shù)在工程中的應(yīng)用  摘 要 本文結(jié)合杭州地鐵閘弄口車站深基坑工程降水施工中遇到的實(shí)際問(wèn)題，闡述真空疏干與井點(diǎn)復(fù)合降水技術(shù)在地鐵深基坑工程中的應(yīng)用。該技術(shù)應(yīng)用在具有典型性的砂質(zhì)粉土 + 粉砂夾層 + 淤泥質(zhì)粘土的地質(zhì)構(gòu)造中具有實(shí)際意義。 關(guān)鍵詞 基坑工程；真空疏干降水；輕型井點(diǎn)降水；滯水層       杭州地鐵閘弄口站屬錢塘江沖海積平原地貌單元，基土以 2 6 層砂質(zhì)粉土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，按其水文地質(zhì)特性，場(chǎng)地開(kāi)挖范圍內(nèi)的地下水類為孔隙潛水和孔隙承壓水?？紫缎詽撍饕x存于粉土

2、、粉砂中，由大氣降水和地表水徑流補(bǔ)給，排泄方式主要為蒸發(fā)，潛水與地表水體也有較強(qiáng)的水力聯(lián)系?？碧狡陂g實(shí)測(cè)場(chǎng)地淺部地下水位埋深為 1.02.0 m（杭州市年平均高水位離地表面約 0.50 m1.0 m）。工程區(qū)承壓含水層主要分布于深部的 2 層圓礫中，水量較豐富。經(jīng)實(shí)測(cè)， 2 圓礫層承壓水頭埋深在地表下 9.1m，相應(yīng)高程為 -4.00m。      此類地鐵基礎(chǔ)施工難度就在于水的控制，基坑的積水過(guò)多將嚴(yán)重影響基坑的施工安全和工程進(jìn)度及質(zhì)量。經(jīng)實(shí)際施工發(fā)現(xiàn)，在砂質(zhì)粉土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中間存在滯水現(xiàn)象，不易排出。這一滯水帶的滲流水給開(kāi)挖施工帶來(lái)極大

3、地不便，嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。因此，在地鐵基坑，尤其是含水豐富地區(qū)的地鐵基坑施工中必須采取合理有效的方法減少基坑內(nèi)及周圍土體中積水。 1. 真空疏干與井點(diǎn)復(fù)合降水技術(shù)原理      基坑開(kāi)挖前，先在基坑內(nèi)鉆孔安置真空疏干降水井 , 在基坑開(kāi)挖施工前一個(gè)月埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井），在基坑開(kāi)挖前和開(kāi)挖過(guò)程中，利用真空原理，不斷抽取地下水，使井管內(nèi)的地下水抽汲到地面，而且在濾管附近和土層深處產(chǎn)生較高的真空度，即形成負(fù)壓區(qū)。井點(diǎn)周圍的地下水位下降，形成降水曲線，從而使大面積原有地下水位的降低，并且在工作過(guò)程當(dāng)中要保持每天h連續(xù)抽水,使地下水位

4、降低到墊層底以下 1m 并使降落曲線保持穩(wěn)定。由于在地表下 14m 處有著 30-50cm 厚的淤泥質(zhì)黏土夾層，該夾層具有含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性差等特點(diǎn)。這一夾層形成滯水層，滯水層中的水難以利用真空疏干法排出。采用輕型井點(diǎn)降水法可以有效的將滯水層中的水抽排掉，同時(shí)真空降水連續(xù)不間斷作業(yè)。待井點(diǎn)降水管內(nèi)無(wú)水時(shí)，再進(jìn)行開(kāi)挖。利用真空疏干與井點(diǎn)復(fù)合降水技術(shù)可以有效的完成類似地質(zhì)深基坑降水，保證了工程質(zhì)量和進(jìn)度。 2 真空疏干與井點(diǎn)復(fù)合降水井設(shè)計(jì)2.1 真空疏干井的數(shù)量      根據(jù)我公司在地鐵工程的降水施工經(jīng)驗(yàn)，在以淤泥質(zhì)粘土

5、為主的潛水含水層中，真空單井有效抽水面積 a井在 150 200m2之間，本次降水真空單井有效抽水面積取 180m2。n=A/a井 =3864/180=21.46（取整 22）      式中：n 井?dāng)?shù) ( 口 )；      A 基坑降水面積 (m2)；      a井 單井有效抽水面積 (m2)；      實(shí)際施工設(shè)計(jì) 23 孔井 >22，滿足使用要求。2.2 真空疏干井深度 

6、;     設(shè)計(jì)井深由下式確定：式中：      H= H1+ H2+ H3+ H4+ H5+ H6      式中：      H降水井深度；      H1基坑深度（m），本基坑深度 17.0m；      H2降水后要求水位距離基坑底的距離（m），本次降水要求不小于 0.5m，取 1m； &#

7、160;    H3 ；i 為水力坡度，在降水井分布范圍內(nèi)為 1/101/15，r0 為降水井排間距的 1/2（m），取 0.75m；      H4降水期間地下水位的變化幅度，取 0m；      H5過(guò)濾器工作部分長(zhǎng)度（m），取 3m；      H6沉淀管長(zhǎng)度，設(shè)計(jì) 0m。      故H=17+1+0.75+3=21.75m   

8、   實(shí)際施工設(shè)計(jì)井深 23m>21.75m，滿足使用要求2.3 真空疏干井設(shè)計(jì)驗(yàn)算      由于基坑內(nèi)地下水主要為第四系松散類孔隙潛水和孔隙承壓水，深部為基巖裂隙水，地下水情況復(fù)雜，所以分條狀基坑潛水完整井和條狀基坑承壓水完整井兩種方式驗(yàn)算      假設(shè)本基坑降水井類型屬于條狀基坑潛水完整井，可按下式計(jì)算：      基坑出水量計(jì)算公式為：      Q=LK （H

9、 2 - h 2） /R= 1 8 1 . 2 × 1 . 3 6 × （ 2 3 2 - 9 2 ）/10=11040.1536（m3/d）      式中Q基坑出水量（m3/d）      H潛水含水層厚度（m）取23m      h抽水前與抽水時(shí)含水層厚度的平均值（m）取 9m      L條狀基坑長(zhǎng)度 （m）取181.2m    

10、  K垂直滲透系數(shù)（m/d）取1.36m      R影響半徑（m）取 10m      單個(gè)降水井出水量計(jì)算 :      q= ld× 2 4 / =ld×24/100=9×340×24/100=734.4m3/d      q管井出水能力（m3/d）      d 過(guò) 濾 器 外 徑（mm）

11、取340mm      與含水層滲透系數(shù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取 100      l過(guò)濾器淹沒(méi)段長(zhǎng)度（m）取 9m      需要降水井?dāng)?shù)量：      n=1.1Q/q=16.54（取17孔）實(shí)際降水井?dāng)?shù)量 23 孔，保證了基坑在雨季或個(gè)別水泵維修過(guò)程的降水效果。      假設(shè)本基坑降水井類型屬于條狀基坑承壓水完整井，可按下式計(jì)算： 

12、0;    基坑出水量計(jì)算公式為      Q=2LKMS/R=2×181.2×1.36×13.9×16.5/10=12331.46（m3/d）      式中Q基坑出水量（m3/d）      S基坑設(shè)計(jì)水位降深值（m）取      M承壓含水層厚度（m）取13.9m     

13、 L條狀基坑長(zhǎng)度 （m）取181.2m      K垂直滲透系數(shù)（m/d）取1.36m/d      R影響半徑（m）      需 要 降 水 井 數(shù) 量：n=1.1Q/q=18.47 孔（取 19 孔）實(shí)際降水井?dāng)?shù)量 23 孔，滿足規(guī)范要求。2.4 輕型井點(diǎn)管深計(jì)算      待排水20d后進(jìn)行基坑開(kāi)挖作業(yè)，對(duì)于砂質(zhì)粉土層效果明顯，當(dāng)開(kāi)挖至淤泥質(zhì)粘土滯水層時(shí)，真空疏干降水法不能滿足施工要求。進(jìn)

14、而采用井點(diǎn)降水，井點(diǎn)的平面布置為環(huán)狀井點(diǎn)，井點(diǎn)管至坑壁不小于 1.0m，防局部發(fā)生漏氣。高程布置，根據(jù)井點(diǎn)的埋設(shè)深度H（不包括濾管）,可根據(jù)下式確定:      HH1 hIL（m）      式中：H1井管埋設(shè)面至基坑底的距離；      h基坑中心處底面至降低后地下水位的距離，一般為 1.5 1.0m；      I地下水降落坡度，環(huán)狀井點(diǎn)1/10；   

15、0;  L井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離。      H 3m+1.5m+1/10×10m      同時(shí)還應(yīng)考慮井點(diǎn)管一般要露出面 0.2m 左右，所以 H 取 6m。無(wú)論在任何情況下，濾管必須插至滯水層內(nèi)，為了充分利用抽吸能力，總管的布置盡量接近地下水位線，這樣事先應(yīng)挖槽，水泵軸心標(biāo)高宜與總管平行或略低于總管，總管應(yīng)具有 0.25 0.5% 坡度（坡向泵層），各段總管與濾管最好分別設(shè)在同一水平面，不宜高低懸殊。 3 真空管井結(jié)構(gòu)與井點(diǎn)復(fù)合降水應(yīng)用 

16、0;    真空管井用于降低深基坑地下潛水，井底位于底板下 6m，井管采用無(wú)砂混凝土管和鋼管，無(wú)砂混凝土管的內(nèi) 徑 為 280mm， 外 徑 340mm， 為進(jìn)水濾管，外包兩層 70-100 目的尼龍網(wǎng)，空隙率不小于 15%，底部封死；鋼管直徑為 275mm；濾料從井底向上至濾水管頂端以上 1.00m 范圍內(nèi)濾料為直徑 0.15 2.5mm 的沙礫混合濾料圍填，濾料選用也根據(jù)被保護(hù)土層的顆粒組成選定，可根據(jù)下式確定：      D15<（4 5）d85     

17、; D15>（4 5）d15      式中      D15- 濾料的粒徑，小于該粒徑的顆粒占總重的 15%；      d15- 被保護(hù)土壤顆粒粒徑，小于該粒徑的顆粒占總重的 15%；      d85- 天然土壤顆粒粒徑，小于該粒徑的顆粒占總重的 85%。      潔凈級(jí)配良好的中粗砂均可直接作濾料使用。成井時(shí)為確保出水通暢，井管四周

18、濾料必須均勻。      真空管井深度為 23m 于開(kāi)挖線以下 6m。其結(jié)構(gòu)如真空管井抽水工作示意圖如圖 1 所示。      輕型井點(diǎn)降水設(shè)備主要包括井點(diǎn)管 ( 下端為濾管 )、集水總管和抽水設(shè)備等。井點(diǎn)管采用 60×6 長(zhǎng) 6.0m 無(wú)縫鋼管。管下端配 1.5m 濾管，濾管采用與井點(diǎn)管同直徑鋼管，井點(diǎn)管和濾管之間連接鋼制管箍，與集水總管連接用耐壓膠管，濾管鉆梅花孔，直徑mm， 距 15mm， 外 包 尼 龍 網(wǎng)（100目）五層，鋼絲網(wǎng)二層，外纏 20# 鍍鋅鐵絲，間距 10mm。集

19、水總管為內(nèi)100 127mm 的無(wú)縫鋼管，每節(jié)長(zhǎng)m，其間用橡皮套管連結(jié)，并用鋼箍接緊，以防漏水，總管上裝有與井點(diǎn)管聯(lián)結(jié)的短接頭，間距 0.8m 1.2m。每套抽水設(shè)備有真空泵一臺(tái)，每套井點(diǎn)降水設(shè)備帶 60 根井點(diǎn)降水管。     輕型井點(diǎn)降水的布置，當(dāng)基坑寬度小于 6m，且降水深度不超過(guò) 6m 時(shí)，可采用單排井點(diǎn)；當(dāng)基坑面積較大時(shí)，宜采用環(huán)形井點(diǎn)，挖土設(shè)備進(jìn)出通道處，可不封閉，間距可達(dá) 4m。環(huán)形井點(diǎn)結(jié)構(gòu)布置如圖 2 所示 .輕型井點(diǎn)降水施工工藝程序是：放線定位鋪設(shè)總管沖孔安裝井點(diǎn)管、填砂礫濾料、上部填黏土密封用彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與總管接通開(kāi)動(dòng)真空泵排氣、抽

20、水測(cè)量觀測(cè)井中地下水位變化。 4 真空疏干與井點(diǎn)復(fù)合降水效果分析及幾點(diǎn)體會(huì)      采用上述的真空疏干與井點(diǎn)復(fù)合降水技術(shù)，已順利完成基坑開(kāi)挖；通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明基坑變形及周邊地表沉降較小，地下管線、公路面、周圍建筑均正常。      通過(guò)對(duì)地鐵基坑真空疏干與井點(diǎn)復(fù)合降水施工談幾點(diǎn)體會(huì)。      4.1 降水系統(tǒng)安裝要嚴(yán)密，防止漏氣。經(jīng)常檢查真空度，檢查管路系統(tǒng)有無(wú)漏氣，及時(shí)排除隱患。還應(yīng)檢查井點(diǎn)管，適當(dāng)控制抽水量或離心泵的真空度。在開(kāi)挖基坑時(shí)，真空疏干降水用最大的抽水量或真空度運(yùn)行；在墊層完成后，可適當(dāng)調(diào)減抽水量或調(diào)小真空度，使基坑外的降水曲面盡可能控制在較小的范圍內(nèi)，但要在坑內(nèi)、外設(shè)置水位觀測(cè)井，及時(shí)控制水位。      4.2 井點(diǎn)泵系統(tǒng)和集水總管地面應(yīng)夯實(shí)整平，以防止沉降引起井點(diǎn)系統(tǒng)故障，漏氣等缺陷。  &