工艺技术_基坑降水工艺技术

基坑降水 上海长凯岩土工程有限公司2010年11月 一成井工艺流程 准备工作 钻机进场 定位安装 测量定位 开孔下护口管 钻进 终孔后换浆清孔 下井管 稀释泥浆 填砂 止水封孔 洗井 下泵试抽 合理安排排水管路及电缆电路 试抽水 正式抽水 记录 1准备工作 人员准备 项目部 成井队伍 降水运行队伍 设备准备 钻机 空压机 电线 水泵 电箱 材料准备 井管 填砂 粘土 球 网布 铁丝 排水管等 后勤准备 办公室 人员宿舍 排浆池 排浆队伍 车 水路 电路 排水下水道等 资金准备技术准备 图纸 施工组织设计 报审等 2钻机进场 打井设备主要使用GPS 10型钻机或类似钻机 主要考虑成井深度 配够钻杆长度 设备检测必须合格设备配套 空压机 洗井工具 排浆泵 泥浆管 电焊机 3钻机安装 1 GPS 10型系我公司用于水文凿井 钻孔灌注桩等成孔的主要设备 此钻机为底盘 主机 钻塔三大部分组成 底盘为槽钢焊接而成 钻架式样为 门 字架 底盘安装 安置在场地中 二根地轮管串在底盘下面的前后移动槽里 轮管下分别用数根250mm 250mm 1000mm的短方木垫置 二根地轮管应平行 主机安装 在底盘上进行主机安装马达 卷扬 磨盘 钻塔 底架的马蹄座上插开口销固定 开口销质量 顶滑车固定在塔架顶端 2 安装质量检验 对成孔质量而言主要是控制钻机的垂直度和水平度 通常采用水平尺靠立轴和磨盘来检验 3 基础牢固 应放在硬粘土或碎石道渣上 钻机安放稳固 水平 护孔管中心 磨盘中心 大钩应成一垂线 4测量定位 基坑降水工程的井位测量精度一般要求不高 测量定位主要考虑如下方面 成井施工中有高压旋喷桩施工 最好保持15m以上有效距离 有压密注浆施工 最好保持10m距离 有深层搅拌桩施工保持5m以上距离 有后施工的钻孔灌注桩 保持5m以上距离 有先施工的钻孔灌注桩 保持2 5m以上距离 成井施工中注意避开 工程桩位 立柱桩位 支撑梁 栈桥 地下墙位置 底板梁位置 深坑加固区域 坑内降压井注意有利固定 离支撑及立桩距离控制在1 0m左右 放样时井位图与桩位图 支撑位图等合成一幅图考虑 孔位定位主要按设计图放样 可以根据现场实际情况作适当调整 5泥浆制作 1 常规情况下一般采用自然造浆 利用原状土 2 人工泥浆配合比如下 水 粘土粉 CMC 纯碱 1000 80 0 5 4注入孔口泥浆性能 密度 1 15 粘度18 22S 排水孔口泥浆性能 密度 1 30 粘度20 26S 3 注意事项 粘土粉种类很多 我们一般使用泥浆护壁成井用粘土粉即可 粘土粉细度 目数 一般标定为200目 一定要现场验收 用颗粒筛检验 粘土粉的细度直接影响泥浆的携带能力 CMC是一种纤维素醚 CMC可用作粘土成型的增稠剂 白色或乳白色纤维状粉末或颗粒 无臭 无毒 无味 易融于水 6开孔下护筒管 埋设护孔管要求垂直 并打入原状土中10 20cm 外围用粘土填实 目的 放样孔位 防止坍孔 成井导向作用 7钻进成孔 钻进中保持泥浆比重在1 1 1 2 尽量采用地层自然造浆 整个钻进过程中要求大钩吊紧后徐徐给进 始终处于减压钻进 避免钻具产生一次弯曲 特别是开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动 每钻进一根钻杆应重复扫孔一次 并清理孔内泥块后再接新钻杆 终孔后应彻底清孔 直到返回泥浆内不含泥块 返出的泥浆含砂量 12 后提钻 8成孔纠偏 1 防止缩径 主要发生在粘性土中 采用阶梯形保径钻头 并对易缩孔的土层配合必要的复钻 同时加大泥浆比重 减少泥浆的含砂量 减少缩径 钻头直径要严格检验 及时更换 2 防止超径 主要发生在砂层 杂填土层 不准使用过于弯曲的钻杆 钻头连接应保持同心度 在暗绿色 褐黄色粘土层中钻进时 钻进速度控制为120r min 在淤泥质粉质粘土中及粉砂层中钻进时 钻进速度控制为70r min 在流砂及回填土层中钻进时 钻进速度控制为40r min 钻杆底杆使用加重钻杆 减少钻机的晃动 钻进时加大泥浆比重 提高泥浆水头压力 增厚泥皮 防止砂性土层坍孔 3 防止孔斜钻机塔架要求安置平稳且垂直 转盘保持水平 护筒不偏斜 钻进时 主钻杆绐终应同动滑轮保持在同一垂线上 始终保证钻头在吊紧状态下钻进 泥浆管不应绷得过紧 一般不影响转盘工作为准 防止把钻杆拉斜 钻进中的加压给进要随地层变化而调整 在从硬层到软层时 可适当加快给进速度 当从软层到硬层时 要少加压 慢给进 4 防止坍孔孔内泥浆的状态是成井防止塌孔的关键 故必须随时检查孔内泥浆的状态和含砂量的测定 确保孔内处于平衡状态 在钻孔灌注桩施工附近 保持一定距离 并且保持48h以上时间 9 换浆清孔 换浆 清孔是成井质量的关键 对疏干井和降压井的要求是不同的 疏干井 由于大部分井的目的层在粘土或淤泥质粘土层 井浅 下管前一定要将孔内泥浆尽可能换清 可向孔内注入清水 降压井 保持孔内泥浆一定粘度和比重 注入经过沉淀的循环优质泥浆或配置新鲜泥浆注入孔内 下管前要控制好泥浆的比重和含砂量 在承压含水层厚度较大或连通区 第一 二 或第三 要特别注意控制好下井管前孔内的含砂量 一般质量控制 含砂量8 以下 泥浆比重1 08以下 10井管安装 按设计井深事先将井管排列 组合 下管时所有深井的底部按标高严格控制 并且保持井口标高一致 井管应平稳入孔 每节井管的两端口要找平 焊接时二节井管应找直 并对称焊接 确保焊接垂直 完整无隙 保证焊接强度 以免脱落 为了保证井管不靠在井壁上和保证填砂厚度 在滤水管上下部各加一组扶正器4块 保证环状填砂间隙厚度大于188mm 过滤器应刷洗干净 过滤器缝隙 约1 2mm 均匀 外包一层40目滤网 下管要准确到位 自然落下 稍转动落到位 不可强力压下 以免损坏过滤结构 11井管滤水管介绍 1 井管的质量标准井管的规格 一般常用的标准有 168 219 273 325 壁厚3 8mm 国家标准 2 滤管的质量标准 滤管常用的有二种类型 即桥式滤水管和缠丝滤水管 桥式滤水管70年代引进德国标准 目前只有行业标准 壁厚3mm壁厚4mm隙缝mm0 7511 522 530 7511 522 53孔隙率 6 4914 118 123 527 368 391316 92225 5壁厚5mm壁厚6mm隙缝mm0 7511 522 530 7511 522 53孔隙率 4 46 1912 415 118 74 155 88 511 714 317 73 根据西德诺尔德公司试验结果 传统的缠丝滤水管填砾后孔隙率要降低40 而桥式滤水管仅下降10 选用何种规格的滤水管由设计确定 4 缠丝滤水管 在井管上钻直径10mm左右的孔 然后在井管上焊接6 8根筋 在筋上包40 60目网 在网上再缠8 12号铁丝 在砾石颗粒较大的地层可以不包网 疏干井由于井浅 一般不再高密度缠丝 13稀释泥浆 井管到位后下钻杆将泥浆稀释到1 05左右 在稀释泥浆时井管管口应密封 使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间返回地面 稀释泥浆应逐步缓慢进行 加入井管内的泥浆必须不含砂 不含泥块 泥浆比重控制在1 05以下 14回填砾料 粘土止水 回填砾料 粘土的规格按设计要求进行 回填的方式通常有 静水回填 和 动水回填 静水回填 疏干井一般可以采用 但必须注意孔内泥浆的质量 动水回填 亦称 压水回填 将钻杆放置孔底50mm左右 封住井口 小泵量送水 泥浆 然后在井口慢慢回填砾料 随时测量回填的高度至设计要求 对于蔬干井压入孔内的一般是清水 对浅部是古河道砂层的应压入新鲜的泥浆 对降压井必须是经沉淀后无砂的泥浆 回填粘土时停止压水 质量控制 设计计算的量和实际回填量应基本一致 充盈系数应考虑大于1 2 控制好压入孔内的泥浆质量 为了防止上部土层中的水沿砂料进入抽水井内 降压井在填砂顶部填用粘土填实 一直填到地面 才能开始洗井 15洗井 洗井的方式通常采用活塞和空压机 活塞洗井的关键要控制好活塞垫片与井管之间的空隙 过松洗井效果不好 造成洗井时间过长 效率低 过紧容易对井管造成破坏 对疏干井如果采用活塞洗井 应在井内不断注入清水 且洗井时间不能过长 疏干井宜采用空压机洗井为好 对降压井洗井要求采用活塞空压机联合洗井方法 先用空压机洗井 待出水后改用活塞洗井 活塞洗井一定要将水拉出井口 形成井喷状 要求洗井到清水 然后再用空压机洗井并清除井底存砂 16洗井工艺 活塞提升时计算井管内冒水到井管外的时间 如沟通很好冒水的时间应 15秒以上 监测相邻已完成的降压井的水位 当活塞上提时监测井内的水位下降 活塞提出井口后 监测井内的水位又会逐渐回升 根据井的距离和水位下降的幅度可判断洗井是否达到要求 平列式洗井 将风管和水管同时放入井管内 风管与水管用混合器连接 水管安放深度超过风管3 5米 风管沉没深度的确定 沉没比 公式为 沉没比 H 风管沉没深度 m h 动水位至地面的高度 m 一般要求沉没比不低于0 5 0 6 沉没比越大 气水混合越好 出水量大且稳定 同心式 将风管安装在出水管内 取代式 利用井管作为出水管 将风管下入井管内 适合于水位浅 水量大 洗井结束以后 应对井周围的回填土进行补充 17试抽水及正式抽水 洗井结束后 根据设计单井出水量安装水泵 观测井的水量和水位降 判断井的质量是否达到设计要求 同时应观测井的出水含砂量 如连续4 8小时以上抽水含砂量仍然很高 应引起重视 初步判断砂的来源 测井内的沉砂厚度 减小水泵的出水量 观测抽水的含砂量 如仍然含砂量很高 且有较厚的井底沉砂 应停止试抽水 把该井作为观测井或备用井使用 注意事项1 1 降水井的布置在基坑能存在大量的工程桩 因此在降水井的布置上就必须综合考虑 首先要在充分研究施工设计图纸的基础上 避开地下结构的重要构件 如梁 工程桩等 井孔施工过程中必须准确定位 并且要保证井孔的垂直度 确保降水井施工后对结构不产生影响 2 疏干井的保留在基坑土方开挖施工过程中疏干井可逐节拆除 开挖时要防止堵死管井 井口应高出地面 设专人对降水井井位进行控制 设置明显的警示标志并在井口加盖 井周围要设置护栏 3 降压井的保留在基坑土方开挖施工过程中不能破坏井管 当挖土施工到井边 对井管加以保护 人工挖土 警示标志 加强看护等 4 对于降压井施工时要采取有效的止水措施防止地下水的相互串通 5 必须按需降承压水 在基坑开挖阶段根据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 在基坑的不同部位开挖到危险深度时 应开启降压井进行抽水 并及时观测相邻部位停抽水的实测水位深度来调整是否需增开相邻部位的降压井 在主体结构施工阶段当结构底板混凝土浇筑完成并达到相应强度后 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 可停止降承压水 注意事项2 8 基坑中布置降压井 在降水施工结束后必须采取有效的封井措施 9 基坑开挖到基底至回填覆土停止降水这一阶段 为了防止坑外地下水的渗流影响 应根据现场情况 保留部分疏干井 10基坑中存在的工程桩及勘察钻孔深度超过承压含水层 要密切注意防止可能出现的局部管涌现象 11 降水时要随时注意抽出的地下水是否有混浊现象 抽出的水中带走细颗粒不但会增加周围地面的沉降 而且还会使井管堵塞 井点失效 为此应选用合适的滤网与回填的滤料 12 若发生涌水 涌砂应及时封堵 必要时回填土体稳定险情 以便进一步采取有效措施 13 井点应连续运转 尽量避免间歇和反复抽水 以减小在降水期间引起的地面沉降量 14 由于基坑工程的不确定性 在方案设计时 应充分考虑降水工程的安全储备及抗外来风险的能力 应有足够的调整余地 现场施工时由技术人员现场调整 二成井资料 施工组织设计 降水方案 技术交底 项目工程师根据降水方案设计及降水施工组织设计把基坑降水的基本情况如项目的地质条件 地层土性 井的结构等向施工单位作全面的介绍 对成井施工的关键工序提出具体的质量控制要求 开孔令 一口井施工前完成验收合格后方可下达下一口井的开工通知书 并需向施工班组作施工技术要求交底 成井资料 钻孔记录 成井记录 过程验收记录 降水日报表 水位 开挖深度 工况等 其它文件等 三成井验收 根据降水成井的特点 对成井施工过程的以下环节必须进行验收 如验收不合格 下道工序不得进行 终孔孔深 孔深允许有一定的误差 对降水成井来说一般为负误差 应控制在井深的1 以内 对有些项目终孔孔深是不能超深的 防止击穿隔水底板 终孔时孔内泥浆比重和含砂量 减压井控制含砂量在8 以内 比重在1 05 1 10之间 疏干井泥浆比重控制在1 05以内 含砂量控制在5 以内井 滤 管焊接及安装 管与管焊接可以用接库或直焊连接 要根据井管和滤管的规格决定焊接的方法 砾料和粘土的回填 用测绳测填料的高度 确保满足设计要求 洗井 洗井是成井质量的关键工序 对疏干井和减压井洗井的