深基坑井点降水设计与施工.pdf

丛贫 汤勒探 第卷第期年月 深基坑井点降水设计与施工 雷斌 江西省 地质工 程总公 司 海口市 基坑井点降水的应用 , 有效地降低了地 下水位 , 疏干了场区内地下水 , 较好地 解决了深基坑 开挖和基础 施工 中的具体困难 。 作者根据工作实践 , 就降水方案选 择 、 井点降水设计与施工等问题 , 阐述了做法和体会 。 关键词深基坑 、 井点降水 设计施工 高层和超高层建筑因地 基 基础 、 建筑 功能 、 设计 结 构 、 抗震等方面的需要 , 建筑 物设计有层地下室 , 基 础埋深大都在 。 在地 下水位较高 地区 , 开 挖深 基 坑时有效 降低地 下水位是一个很 重要的问 题 。 深基坑井点降水设计需根据场地水文地 质条件 、 基坑降水要求以及场区环境等来综 合考虑 。 降水方 案 的选择 工程所处位置和 环境决定了基坑支护的 形式和降水的实施方案 。 挡土止水支护和坑内降水 位于建筑群中的深基坑 , 其降水和 开 挖 必须保证施工期间对邻近建 构 筑物和周 围 环境 道路 、 地下管线等不产生危害 , 为此必 须设置基坑支护结构 挡土和 止水 , 采用坑 内降水 , 进行垂直开挖 。 如海口中青大厦 , 位于 国贸大道的南侧 , 西面紧邻富豪花 园 多 幢高层建筑 , 楼高 层 、 多 , 设层地 下室 , 基坑开挖深度 。 为避免开挖 深度内的流砂 和淤泥 质粉质粘土坍滑失稳 , 基坑设计必钻 孔桩挡土 , 桩位间距 , 并固以圈梁和 二 道支撑 , 确保坑壁稳定 。 同时 , 为防止地下水 的渗透和泥砂的涌入产生的地面塌陷对邻近 建筑物造成不均匀沉陷等不 良影 响 , 设计必 止水树根桩 , 其位置要求与挡土钻孔 桩紧密相搭接 , 起到良好的防渗止水作用 。 由 于挡土钻孔桩止水树根桩已完全截断基坑 外围地下水与基坑内的水力联系 , 起到 了 “ 四 面挡 土 , 四面止水 ”的功 效 , 基坑降水只需要 在坑 内布设降水 井 , 抽吸疏干坑内含水 层中 体积储水量 , 即可达到降水要求 。 坑内降水可大大减少降水井数量和降水 台班 , 节省降水费用 。 但由于采用钻孔桩挡土 和树根桩止水以及圈梁和多道支撑 , 护坡费 用较 高 , 降低 护坡造价 , 可 采用 以下技术措 施 。 将钻孔桩改为人工挖孔桩 , 桩径可适 当放大到 , 提高 挡土 桩 的抗弯矩 能力 , 成桩费用可大大下降 。 利 用土层锚杆代替坑壁支撑 。 锚杆能 较好的减少支护结构 的变形和多道支撑的费 用 , 并免除了因多道支撑给地下室施工带来 的麻烦 。 锚杆 的层数 、 间距 、 倾角 , 以及锚固体 长度 、直 径和拉杆直径等技术指标 , 根据基坑 支护结构承受的载荷和承载能力确定 。 放坡开挖和大面积井点降水 在深基坑附近无建 构筑物和道路 的影 响 , 可采用分级放坡开挖 。 开挖前按场区水文 地 质条件 、 降水范 围和要 求设计并施工好降 本文年月收到 , 王梅编辑 。 水井 , 实施大面积井点降水 , 当水位降到设计 深度后即可开始土方开挖 。 基坑放坡开挖 , 应该设置合理的放坡坡 面角度 , 同时确保降水效果 , 增大坡面地层的 抗剪强度 、妙 值 , 提高坡面稳定性 。 另外 , 由于放坡开挖 , 基坑处于开 敝式空间 , 地下水 和雨水不断补给 , 抽水必须连续作业 , 降水台 班费用较大 , 为此 , 可沿基坑外缘设置一道封 闭的深层搅拌桩 防水帷幕 , 以阻断坑外含水 层中地下水的渗透 。 同时开挖期间做好明沟 排水工作 。 基坑井点降水设计 包括单井设计 、 成井数量 、 井位布置个 方面 。 单井设计 井管直径的选择 一般成孔直径为“一 , 依据 井 管与孔壁环状 间隙即填砾厚度和抽水机具确 定 。不同的含水层 其填砾厚度要求各异见附 表 。 不同含水层适用的填砾厚度 含含水层层含水层籁粒筛分结果果 偏 ‘ 届届填砾直径 径 分分类类类类类类类类类类类类类类类类类类类类类类类类 筛筛筛孔直径径筛余含量量 翔风 七叨、声甲‘ ‘‘‘ 卵卵石石 砾砾石石 粗粗砂砂 中中砂砂 。 细细砂砂 。 粉粉砂砂 。 成井深度 成井深度必须根据降水要求 、 含水层性 质 、 埋藏深度与透水能力来综合考虑 , 一般以 大于基坑底平面一为宜 。 当基础降水时 间长和粉细砂较 厚时 , 应充分考虑沉淀物对 井深的影响 , 井深可适当加深 一 。 井身结构 井身结构目前普遍用的有钢筋笼滤 网和 水泥滤管种 , 在井管与成孔孔壁之环状空 间填入砾料 , 抽水洗井后 即可 。 钢筋笼滤网采用钢筋笼作骨架 , 一 般主筋必钢筋 , 根加 劲筋必 ④ , 缠筋必④ 。 其制作要求同钻孔灌注桩钢筋笼 , 底部 为锥形 , 以减小笼底压力 。 钢筋 笼骨架完成 后 , 外缠砂滤 网 , 构成钢筋笼式滤网 。 滤 网选 择主要考虑 含水层砂粒直径大小 , 一种是作 为内层衬托 , 选择 一目方格铁丝 网 另 一种是作为外层滤水网 , 选择 一目方格 尼龙网 。 钢筋笼滤网结构透水性较好 , 但造价偏 高 , 且常因内衬铁砂网锈蚀而造成井身破坏 。 因此 , 为延长降水井的使用寿命 , 可在 内层铁 砂网上涂刷防锈油漆 。 水泥滤管用水泥和一碎石 按一定配比浇制 而成 , 具有良好的自然孔隙 和渗水 通 道 , 一般内径必 , 外 径必 , 单节高约 。 水泥滤管具有成本低 , 使用寿命长 , 降水 效果好的优点 。 井管下入时在井口对接 , 先用 约长的小竹片沿对接处四周均匀布设 用铁丝扎紧 , 再缠方格尼龙纱网 。 降水井数的确定 坑内降水的井数计算 基坑采用钻孔桩树根桩支护结构和设 置深层搅拌 防渗帷幕后 , 坑侧地下水无补给 来源 , 只接受大气降雨 补给 , 坑内含水总量 。 为含水层的体积储存量 愉 和大气降 水流入基坑的汇流量 雨 之和 。 基坑地下水体积储存量 储 式 中一给水度 , 由《水文地质手册》查得各 含水层 的给水度值 , 用加权平均 法求得一 基坑面积一含水层降深 , 由地下 水预期下降深度减地下水埋深而得 。 大气降雨补给量 雨 式中一暴雨期最大日降水量 降水井只要将含水层的体积储水量和降 雨量疏干 , 基坑中心水位即可满足开挖要求 。 降水井数计算公式为 储 。 眼 式中一所选择抽 水机具日排水量一计划 疏干时间非雨季时 , , 可不计 。 大面积井查 、 降水的井数 先用吉林斯基公式计算单井排水量 〕 , 式中一地层渗透系数一水位降 深一井深一井径 。 单井水位达到降深排水量后 , 将整个 降水场区视为一个大的降水井 , 求出整 个场 区总的排水量 总 。 根据设计排水量应大于总 排水量一倍的原则 , 得 出降水井数 同时 , 也可根据排水总量和抽水机具日排水 量求出降水井数量 。 井位布置 井位布置主要根据开挖 基坑场地条件 、 支护形 式来考虑 , 一般按求出的井数沿基坑 周边均 匀布置 , 布井 时注 意井轴线与基坑保 持 一 距离 。 考虑到场地上部分布有 淤泥 、 淤泥质亚粘土 , 值较 小 , 为 加快地下 水的疏干速度 , 在场区内布设一定数量 的疏 干井 , 疏干井的深度可适 当减少 , 以穿透淤泥 层为宜 , 开挖时此井将不起作用 。 降水井施工要点 降水井施工工艺流程 井点测量定位一钻机安装调试一埋 求 。 为此 , 应注意做好以下工作 ①钻机架设必须周正 、 水平 、 稳固 , 钻机 立轴或转盘中心 、 天车中心或前缘切点 与管井中心位置必须始终保持在同一铅垂线 上 , 以防孔斜 ②钻进成孔使用的钻头应与设计孔径相 符 , 一径到底 , 并在保证孔壁稳定的前提下注 意尽量 采取快速钻进 , 避免钻进成孔时 间过 长产 生缩径现象 , 确保成孔孔径在允许误差 范围 ③管井尺寸严格按设计制作 , 下入时每 隔安设井管扶正器 下到设计位置后 固定在孔口中心 , 保证井管与井孔 同轴 , 确保 填砾厚度和 井管弯曲度符合设计要求 。 冲孔换浆 冲孔换浆可在钻进接近设计井深 左右逐渐更换孔内泥浆 , 将钻具轻轻来回上 下提动 , 同时慢速回转 , 边钻进边换浆 , 至设 计井深 , 终孔后大泵量冲孔 。 换浆时应注意使泥浆逐渐 由稠变稀 , 防 止泥浆性能突变 , 导致泥浆中固相颗粒沉淀 孔底和孔壁坍塌 , 换浆时 间以孔口返出的泥 浆与送入孔 内泥浆性能相近 为准 。 填砾 ①砾料选择应根据场区主要含水层的砂 粒直径大小 , 按前列表中确定 , 切不可随意选 择 。 ②单井砾料用量计算 设护筒一一 钻机对位调平 护筒复测检验 一 晋 ’ 一,’ 一钻进成孔 一冲孔换浆一井管下入一填砾一抽 水洗井 。 施工过程中 , 应注意的问题 确保井管与孔壁环状空间即填砾厚 度 填砾厚度是影响成井质量和降水效果的 主要 技术指标 , 如 产 生偏差将造成井底沉淀 物堆积 , 导致井深不够 , 降深 达不 到设计 要 式中一成孔直径一管井直 径 一井深一成孔超径系数取 一砾料挤密系数 取 。 ③投砾前 , 一是将砾料过筛 、 冲洗 , 剔除 砾料的杂质 、 泥土和不合规格的砾石二是检 查井管垂直度 , 保持与井孔同轴 。 ④投砾采用静水慢投法进行 , 用小铲沿 井管四周均匀填入 , 小心操作 , 严禁单边填砾 和整车 倒入 , 注意控制投砾速度 。填入一定 数 量的砾石后定期测量填入高度 , 直至自然地 面 。 洗井 填砾完成后及 时进行 洗 井 , 以防井壁泥 皮固化而淤堵含水层 和滤 网 , 影 响井的出水 量 。 将潜水泵吊放于井管内水位以下处 , 启动电源开关抽水 , 同时另架设 水泵往井内 泵入清水 。 随水位不 断 下降 , 水泵也同时下 放 , 直至距井底为止 。 抽水洗井 过程中 , 井 内残余泥浆 、 孔 壁泥皮 、 含水层中 较细小砂粒等被潜水泵抽吸 出井外 , 如此反 复进行 , 直至抽出的水不含泥砂为止 。 降排水管理 井点降水在基 坑开挖前左 右进行 。 降水和土方开挖期间应加强对抽水技术和降 水台班运行的管理 , 主要做好以下工作 降水前 , 在场区外围挖好环形排水沟 或架设排水管 , 使排水不致回流坑内 。 土方开 挖期 间及时跟进坡 面保护 层 , 在坡脚设置排 水沟 , 每隔左右设 一个集水井 , 使地表 水 雨水 顺坡面汇 流于集水井内 , 再用水泵 排出基坑外 。 降水采用分层降水法 , 即首先降低填 土层中的地 下水 , 待水位 稳定后将水泵下放 至淤泥质土 层底板处继续降水 , 待其再稳 定 后 , 再将水泵 下放到设计开挖底平面 一 处 , 进行整体降水 。 这样既有利于分层疏干 , 又利于提高水泵使用寿命 。 抽水过程中指派专门技术人员定期 观测地下水位 , 掌握水位变化情况 , 保持泵体 浸水探度在左右 , 避免 吊泵烧坏潜水 泵 。 同时 , 指定专门技术工人做好水泵的维 修 、 保养工作 , 准备一定数量的备用泵和 易损 零配件 , 保证降水工作的持续进行 。 自备柴油发 电机组 , 以免停电降水 中 断后基坑因水位上升而受淹 。 降水井井口用砖砌筑井台 , 高出地面 约 , 并加以盖板保护 , 以免杂物 掉入井 内影响降水效果 。 即 , , 卯 一 上接 第页 似 , 但具 有 较低 的 、、、、、 、 、 和较高 的 、、、、 、、 , 说明其基性程度不高 , 轻 稀土富 集 , 重稀土亏损 。 本文得到中国地质大学北京孙善平教 授指导 , 在此深表感谢 。 心 参考文献 赵伦山等地球化学地质出版社 , 卫泛 , , , , ,