流砂结构的降水工法.doc

流砂结构井点降水施工工法 编 制 人：李秋艳 编制单位：九台市上河湾套子里江桥项目编制时间：2011年10月18日流砂结构井点降水施工工法一、前言建筑及公路工程在进行基础施工时, 施工难度就在于水的控制, 如果基坑的积水过多将严重影响基坑的施工质量、安全及工程进度。因此，在基础基坑, 尤其是含水丰富地区的基坑施工中必须采取合理有效的方法排出基坑内及周围土体中多余的水。为达到质量目标，宜采用井点降水施工法，其成本较低、工艺简单, 且容易进行施工操作。二、工法特点1井点降水是在基坑外围或一侧、二侧埋设井点管深入含水层内，井点管的上端通过连接弯管与集水总管连接，集水总管再与真空泵和离心水泵相连，启动抽水设备，地下水便在真空泵吸力的作用下，经滤水管进入井点管和集水总管，排出空气后，由离心水泵的排水管排出，使地下水位降低到基坑底以下。2本法具有机具设备简单，使用灵活，装拆方便，降水效果好。能使基底以上土质保持干燥，基坑底内不需再设排水，雨季施工雨水通过基底下渗，通过井点排出。防止流砂发生，提高边坡稳定，减少基坑边坡支护费用，特别是易发生流砂、涌现象的粉质粉土，采用此方法，能有效保证降水质量和施工安全。降水过程中投入人力、物力少，减少降水成本。保证邻近建(构)筑物安全。三、适用范围由于轻型井点的抽水机组置于地表，真空在地面产生，所以其降水深度受到真空吸程的限制。一级轻型井点降水井管埋设深度一般为 6m 左右。轻型井点适用的土层为粉砂质粉土、粉质粘土，在渗透系数为 0.1 50m/d 的土层中降水效果较好。四、工艺原理轻型井点降水是利用真空原理，使土体中的水分和空气受真空吸力作用经管路系统和抽水设备而吸出，使地下水位降低到坑底以下的一种基坑降水施工工法。该工法增强了边坡的稳定性，防止了涌水、土的上冒和流砂现象的发生。轻型井点降水的施工，是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量带过滤器的井点管，其四周回填过滤砂，顶部约 1m 回填粘土闭气，上部用软式透明管接于水平集水总管，然后与真空泵组相连，这样便形成了轻型井点降水系统。五、工艺流程及操作要点1、轻型井点施工工艺见附图 1：2、操作要点 1）井点的布置要求： 轻型井点的设计计算可根据建筑施工手册上册中的公式进行计算。 降水水力坡度：双排井点内侧按 1：10；单排井点两侧按 1：4 取值。 井点间距 1.22.0m，常用间距 1.5m。 基坑底部双排井点宽度宜在 30m 左右， 当井点系统宽度大于 50m 时，基坑中间加一排临时井点。在降水深度 4 倍范围内受降水影响较大，如需控制地面沉降量，应采取回灌等措施，加强地面沉降监测。而在降水深度 10 倍以外，受降水影响不大，故一般可不采取防护措施。 在基坑正式降排水前，要先进行井点降排水试验，在取得经验后展开施工。 平整场地及清除地下障碍物 1 井点沟槽放线和开挖并设置集水坑 。轻型井点施工工艺图 1：平整场地土方一次开挖至降水工作面标高测量放线检查问题排除故障连续抽水井点管埋设井点管与总管连接安装水泵、水箱设外界水管道检查抽水设备及井点埋设质量试抽水无有功有无漏水淤塞现象处理地下降水碍物继续降水检查系统是否达到设计要求观测水位降低深度基础施工时降水停止降水拔出井点管降水结束连续降水进行挖土施工达到没达到2）井点的施工要求：成孔一般采用水力冲孔成井，井径不小于300mm。用离心泵提供的水源冲孔，水压不小于 0.5MPa 冲孔用 48 钢管，钢管长至少比孔深长 2m，冲孔时用三角架将冲孔管吊起 （冲孔管与水管之间是用高压胶管连接） 对正孔位置射水冲孔，边冲边下落，冲孔深至少比管深 1m，拔出射水管，即将井点管插入孔中，井管与井壁之间填满粗砂(细度模数3.5)，距地面 1.01.5m，井口采用粘土封口。井管下部为长度 1.01.5m 的吸水滤管，底部用木塞封闭，吸水滤管外面采用 2 层 100 目的铁丝网或者用无纺土工布(400g/m2,有效孔经为 0.07O950.1，透水性为 10-2cm/s)滤网包扎，底部设置夹箍夹住滤网，以防滤网在下管时向上滑移，滤管段的钻孔面积约占其表面积的 20。井管与总管之间采用透明的胶管连接，胶泥密封。每个连接管与集水总管间均宜装设阀门，以便检修井点。一旦水力冲孔法无法冲动时，可采用磨盘钻机钻孔的方式施工。将井点管与总管相连，总管的中部接三通与抽水机组相连，各部分管及设备（包括配电）检查合格后即可开动真空泵，集水箱（主气水分离器）内部形成部分真空，待地下水从滤管吸入集水箱即可开动离心泵开始抽水。井点的布线及高程符合设计要求，井点造孔要垂直，造孔时要防止碎石等杂物掉入孔内，也不得让泥浆倒灌。造孔深度比设计深度超钻30cm，有利于沉淀物沉入井点管底部。 井点管放入孔内前，先要对滤网进行检查，放入孔中不要将井点管上下抽动，以防止破坏滤管段的滤网，井点管要求居中，然后在井点管周围灌入粗砂。井点管顶部要留约 11.5m 深回填粘土，封孔高度应略高于孔口。 对邻近建筑、管道等有变形控制时，应加强对降水水位观测孔和沉降、位移点的监测。 3）运行要求： 每班对每台泵和井点管的工作状况，做好运行记录，并备足必要的配件。 每周全面检查每口井的出水情况，含泥 (砂)量情况，如含泥 (砂)量过大，应检查是否过滤设施失效，否则要立即更换处理，如无水，应分析是否真实无水还是井点失效。 每天由专职电工检查备用发电机、供电线路是否完好，早晚各启动一次，一旦系统停电能够保证发电机正常运行。当系统停电时，要求在 10 分钟内启动发电机组，保证降排水的设备正常运转。与此同时，备用真空泵、离心泵、潜水泵等设备要处于完好状态，时刻待命更替故障设备。对常用的材料、工器具、电线、保险丝等要提前备足。 对真空泵试抽后若发现漏气应及时修补。如果是机械式真空泵，还须定时加油，因而每班应配备专人加油和常规保养。 真空度是判断井点系统是否良好的尺度，应通过真空泵经常观测，一般真空度应不低于 55.366.7kPa。如真空度不够，通常是由于管路漏气，应及时检查修复。 除测定真空度外，还可通过听、摸、看等方法来检查；听有上水声是好井点，无声则可能井点已被堵塞；摸手摸管壁感到震动，另外冬天热、夏天凉为好井点，反之则为坏井点；看夏天湿、冬天干的井点为好井点。如果通过检查发现淤塞的井点管太多，严重影响降水效果时，应逐根用高压水反向冲洗或拔出重新埋设。 井点法降水一经开始，就要不间断运行，否则井点滤管易被堵塞。因而真空泵及离心泵均考虑备用。 在暴雨天气或周围河道水位上涨的情况下，提高警惕，增加检查频率，确保不出任何问题。六、材料与设备1、材料轻型井点降水的材料包括：集水总管、阀门、井点管(含滤管)，粗砂、粘土、底部木塞， 100目的铁丝网或者用无纺土工布(或棕皮)滤网，透明内设钢丝的胶管、胶泥(或黄油)。机具设备序号名称规格数量备注1往复式真空泵WY-50（V5）4台功率5.5KW、转速300r/min、抽气功率50L/S2离心泵QSW125-160-352台流量60m3/h3水箱1000*1000*1000mm2个4井点管60*3.5600米井点管5米一根5集水管114*4120米6滤管60*3.5100米7滤网尼龙丝布80m28发电机组50KW4台七 、 劳动组织井点降水人员的配置与降水规模大小有关，一般大型基坑降水人员配置(一班)情况如下： 机组安装：一般配 4 人，2 人接总管，2 人接支管。 冲孔与井点管安装埋设： 人力拉绳冲孔：8 人，指挥 1 人，水泵工 1 人，需要时空压机工 1 人，搬运支管及接头 2 人，灌黄砂 4 人， 共计 16 人，如采用钻机钻孔时共计 1012 人。 开机运行： 每台泵组每班 1 人，多台泵组可 1 人兼管 2 台泵组，电工 1 人。大型降水要配备 1 名修理工。 八 、 质量控制井点冲孔直径300mm，深度大于设计深度 30cm，垂直度在 3以内； 孔内滤料填砂的细度模数3.5，井点顶部填粘土 11.5m，并捣实闭气； 合格的井管达 90以上； 井点降水后地下水位逐渐下降，一级井点粉沙质粘土 35 天，粉质粘土 57 天； 干式真空泵及射流泵的真空度达到 0.040.07MPa。 九 、 安全措施降水抽水期间，设专人昼夜对降水情况和机具设备进行看护，当发生有机械故障或出现清水混浊等异常现象进，应及时处理。因抽水时间较长，对抽水设备和电源设备应经常检查和维护，如发现电机有异常噪音和电源过热等情况，应及时进行必要的维护和检修。开始抽水时如观测降水在计算时间内还未达到规定降水深度时，应立即检查原因，对降水进行重新修正和计算，直到达到规定降水深度后才可进行下步基础施工。在抽水期间内，对基坑周围建筑物设临时沉降观测点每日对建筑物进行沉降观测一次 （观测应有观测记录），当发现有沉降异常时，应及时采取措施处理，处理时可在井点管和建筑物之间设回灌井，采用回灌法，保证建筑物地基以下水位平衡。冲孔前对地下障碍物应予以排除，冲孔作业的三角支架要牢固支护稳定，严防倒塌造成安全事故。冲孔时其他无关人员要退到安全地带。 吊井管的滑轮要安装牢固，绳索要经常检查。 冲孔沟槽上要铺设跳板便于人员站立或行走，以防人员跌入沟内。 斜坡上施工的设备挖成一小平台，同时要注意人员的安全，以防滑倒。 十、 技术经济分析轻型井点降水后土体固结，提高了基坑的边坡稳定，防止流沙，增加了基坑开挖的安全性，可减少边坡的放坡坡比，一般可减少边坡放坡土方量的 1/31/2 以上。 轻型井点降水后土层固结，基底疏干稳定，提高了土的承载力，便于用大型机械进行土方施工，提高工效， 缩短工期。 轻型井点降水设备简单，施工方便，易于为一般施工所采用，且设备可重复使用，维修简便，使用寿命长， 具有较好的经济效益。 十一 、 工程实例 九台市套子里江桥项目共有1-16号墩在水中需要降水，每墩台设降水井点4个，深入河床15米，每井点7.5KN水泵4台，每墩台16个水泵，共128个降水井，每墩台降水工作日6天。6月13日开始钻孔，8月21日完成，共完成36根钻孔灌注桩及16根系梁施工。保证了施工进度及质量要求。