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深基坑降水施工工艺探究

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现代施工技术的不断发展使得人们逐渐开始关注深基坑降水施工工艺的深入应用,在施工过程中,特别是临江区域会受到地下水的影响,所以,为了保证深基坑降水施工的质量,必须做好施工时的降水工作。本文以实际工程为例对深基坑降水施工工艺及基坑降水施工质量控制要点进行了详细的介绍。

一、工程概况

本次深基坑施工工程位于市区,因此工程沿线多为市政道路及房屋建筑。该地区地形为冲积平原,且平原经过改造趋于平缓,地面高程为0.36~4.94m,岩性为钻性土、淤泥质土、淤泥、粉土、粉砂及细砂。此项工程属于海河水系工程,存在粉砂中的地下水有巨大的微承压性。通过抽水试验和室内渗透试验作为参考经验,素填土渗透系数K=0.005~0.4m/d,杂填土渗透系数K=0.4~2.0m/d,由于深基坑施工工程地下水位相对较高、水压相对较大,所以该工程极易发生管涌现象。为了降低下部承压含水层的水头高度,避免发生基坑底板管涌等不良现象,要采取降压井抽水的施工工艺。同时要重视基坑开挖后的基坑底的稳定性和开挖工作的2018注册送白菜网站性。本次深基坑施工的承压水水头的降低高度参照设计和实际的地质情况应选取降至开挖面0.50m以下。

二、降水施工方案

1.降水方案选择

施工现场的具体情况决定了此次降水施工方案应该在轻型井中施工还是在深井降水两种方案。比较两种方案需要从降水深度、施工设备投入等方面展开分析,其中,适用的水位应降低到地面以下10m以内,常用细砂、粉砂等材料,渗透系数为0.4~2m/d的土层中,井中降水需要投入较多的设备,降水周期长,因此会一定程度的延误施工工期。深井降水的降水深度较深,可达20m以下,因其施工工艺简单,能够较快成井。再加上在施工中若需要拆除管井,操作也较简单,因此其施工条件要求低,能够保证施工工期。对比以上可知,此次深基坑降水施工应该选用深基坑降水施工。

2.降水思路

工程施工应遵循基本的降水原则,即按照降水原则降低基坑水位。在前期的设计方案中具体记录井的深度、井孔直径大小、井管外径大小、混凝土管等材料的具体数值,其中井深16m,井孔直径700mm,混凝土管的井管外径为Ф400mm。要严格把握混凝土管和滤水管的单节长度,其单节长度均为4m,且要按照梅花形布置孔洞。在布置深井管道时,要将3节混凝土滤管和1节混凝土管组成的牲管设置在每道深井上,并且要将1mm厚的钢板加焊在井底上,确保潜水泵抽水通畅。施工采用的钻机为钻头直径700mm的旋转型GPS158钻机,利用大型真空潜水泵抽水,一共有8台,每台扬程均为75m,功率为75kw,该泵较为智能,能够辨别水位情况并根据自身设定和需要自动开始工作。在选择抽水管时,应选择内部带有钢丝的抽水管,并且也可以选择使用塑料软管或胶管,抽水管的直径设定为38mm,单节长度20m,加上引出井管外的长度降水施工共需管长为240mm。

3.降水井构造

降水井井口的设置要注意避免使井内流入地表污水,因此本工程将井口设置在地面以上0.5m的位置,并由井口往下3m封闭井口,封闭材料选择优质钻土。井壁管的材料要严格选择,适用本工程的井壁管管道材料为内径400mm无砂水泥管。过滤器即滤水管应选用桥式滤水管或钻孔管。沉淀管则选择与滤水管直径相同且长度为1.0m左右的管道,以快速沉淀井内沉砂,避免其影响进水,并且要用铁板将沉淀管的管底封死。

三、降水施工工艺

1.要注意避开井点位置和基坑中假设的支撑位置,因此在施工时,定位井点位置的操作要严格遵照围护结构施工图,以防止二者出现冲突。

2.钻孔时使用的钻机型号为GPS158,且要以直径700mm的标准钻孔,并且要加强对孔口的保护,将钢护筒设置在钻孔孔口。钻孔成型后要做好孔洞清理工作,清孔时要正循环操作,要严格控制孔斜偏差,使其在<1%的范围内。

3.井管的放置要遵循相应的顺序,放置井管前要检查滤网是否包扎严实紧密,放置井管时一定要轻提慢放,井管要居中放置,吊放导管有一个指示位置,在单节管节上沿着管口对称焊有2个Ф16mm的吊环,此处可放置导管。每两个放置的井管间都要用预埋铁环进行电焊焊接,确保抽水过程中不出现漏水现象。

4.当上部孔壁直径出现缩小或者有淤塞在孔底形成时,需要慢慢下放管井并向孔内注水,此时应该注意不要强行上下提拉管井,也不能对其实施强行冲击。

5.要填实孔壁间隙,填实物为Ф4mm~Ф10mm细砾石,填实深度要至地面2.0m以下,同时要用钻土填实孔口部分,回填操作要确保填层厚度均匀,在操作时可参照井壁上设的对中线。

6.要用细砾石填实下管,要及时地对填实后的管井进行清洗,洗井方法为空气压缩机法,洗净的标志是井口有清水返出,且井内无上升沉渣,要在洗井前后分别进行抽水,一共进行两次,要将涌水量差控制在<15%的范围内。

7.试抽:试抽的单井抽水量标准为400m3/d。8.在施工工程的整个操作过程中,水位会出现下降的现象,减少基坑边邻近的建筑物、管线及周边地表基础下水的浮力,增大地基荷载能力,为了避免结构物下沉,应该加强对基坑的监测,在周围设置监测孔等。

9.轻型井点和深井井点的拆除工作要严格按照施工要求进行,拆除轻型井点的操作要在基坑开挖到基底后进行。而对于深井井点则需要留置2各井点在每节底板上,拆除工作要在底板结构混凝土达到设计强度后进行。基坑地板稳定计算:基坑地板到承压含水层顶板间的土压力大于承压含水层的顶板脱力,其公式为:Hs≥Fswh式中,H是底板到承压含水层顶板之间的距离,单位为m。s为基坑底板到承压含水层顶板之间的加权平均重度,其单位为kN/m3。Fs为2018注册送白菜网站系数,该系数为1.10。w为水的重度,单位为kN/m3。h为静止水位到承压含水层顶板的距离,即承压水水头高度,单位为m。基于勘察报告相关数据估算,基坑重度为18kN/m3,开挖深度为12m,埋深16.5m,承压水位2.5m。

四、基坑降水施工质量控制要点

要严格控制降水井数量和管井之间的间距,做好围护结构施工时打桩的土层记录;要做好洗井工作,确保洗井操作科学,洗井的整个操作要确保技术人员在场,以提高基坑降水效果;另外,要保护好已经竣工的工程项目,在施工过程中可以摆放警示牌标明成井,防止其受到损坏或被土方掩埋;为了确保设置的降水井的数目能够使基坑降水获得显著成效,应该做好单井试验性抽水工作,并确定除渗透系数K的取值;在基坑内设置水井,为了提高抽水作业效率,应该在抽水操作中将高出开挖面的井管及时割除,并定期检修抽水泵,对不能正常工作的抽水泵进行更换等。在开挖土方时应该避开井点位置,且要结合人工开挖以提高开挖效率;在基坑内设置降水井,在结构底板下使井管穿过,降水施工完成后要封井,且要确保封井效果良好。

五、结语

现代技术的发展改进了深基坑降水施工工艺,可以在计算机上完成水位降深及地下水渗流情况的模拟,但是智能化的操作是在简化了施工现场条件下完成的,因此对于较为复杂的施工场地适用性不强。因此,为了使施工操作符合施工现场要求,相关施工人员必须在结合施工实际和施工经验的基础上,在参照计算机模拟模型,选择出最佳的深基坑降水施工方案,提高降水成效。

作者:龙正君 单位:湖南衡禹水利水电工程有限公司

深基坑降水施工工艺探究责任编辑:张雨    阅读:人次

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