井点与管井结合在大基坑降水中的运用.doc

井点与管井结合在大基坑降水中的运用桑谦 马春生一、工程地质概况郑州中孚广场工程位于郑州市黄河路北侧，东邻中孚大厦，工程基坑深5.5m,长116.20m，宽46.9m，平面呈矩形；场地土层自上而下为：填土：层厚0.5-1.5m，层底埋深0.5m-1.5m；粉土，层厚1.8-3.5m,层底埋深3.0-4.8m,粉质粘土：层厚1.0-3.4m，层底埋深4.5-6.6m；粉砂：层厚1.1-2.9m，层底埋深6.9-8.1m；粉土：层厚1.1-2.2m，层底进埋深8.6-10.0m；粉砂：层厚5.5-8.8m，层底埋深15.3-17.8m。地下水为潜水，其补给来源主要为大气降水，地下水位埋深2.3-2.6m，年变幅1.0m左右。二、降水方案选择本工程基坑开挖深度为7.2m，基坑面积大，地下水位埋深较浅，含水量丰富，如单独采用轻型井点降水，难以满足降水要求。如单独采用管井降水，降水深度过大对周边建筑物，地下管线影响大。故在本工程中采用基坑内轻型井点结合管井降水，即在建筑物四周设轻型井点，在建筑物内部设管井降水的方法。北边距建筑物较近，基坑降水需要考虑到降水后对建筑物的影响，因此北侧降水与回灌相结合，以控制地下水位既达到降水施工要求，又保证北侧建筑物下水位相对稳定的目的。三、降水方案设计(一)、轻型井点：(1)井点管的埋设深度：H=h1+h2+h+IL1+Lh1：井点管埋设面至基坑底距离，为7.2-0.3=6.9mh2：井点管埋设面至集水总管距离：取0mh:降水后地下水位至基坑底的安全距离，取0.5m I：水力坡度，取1/10 L1：井点管中心线与管井中心线之间的中心距离为46.9/4=11.7 L：滤管长度：取1m 则H6.9+0.5+1.17+1=9.57 井点管长度确定为10m。(2)井点布置 井点沿四面布置，井点管间距为1.2m直径40mm，安装QPD-60轻型井点设备8套，每套总长40m,井点管在基坑开挖前进行安装，集水总管水平在-1.2m标高位置(见附图一、附图二)。(二)管井 管井在基坑内布设4眼(见附图一)，井径600mm，从地面下去16m，内安装内径300mm的水泥滤管，外填米石或粗砂滤料（见附图二）。在底板位置处埋设钢管，钢管在底板中部位置内外侧设止水环，使得封闭管后，此处不发生渗水。(三)地下水位控制 地下水位以整体满足基坑施工要求为目的，避免水位降幅过大，以整体地下水位控制在8.3m,管井水位控制在距地面下12.0m。四、施工方法(一)施工工艺流程： 设备进场布置井点轻型井点安装、管井、回灌井成井基坑开挖底层开挖底层结构等施工防水层施工回填井点拆除、管井填封设备退场。(二)准备工作准备好所需的井点设备，动力装置，井点管滤管集水总管及必要的材料，所需材料如下表所示：序号名 称单位数量1点 管根2832集水管m3403真空泵台104冲 枪支25钻 机台16水泥花管m2157潜水泵台5 做好施工现场的准备工作，做好排水沟的开挖，临时通路的铺设，泵站处的处理等。(三)轻型井点的施工 1.埋管前，先将基底位置线放出确定好轻型井点埋设位置，即标高到-1.2m位置，用于安装井点管及集水总管。 2.埋设井点管的程序是：先排放总管，再沉设井点管，用弯联将井点管与总管接通。然后安装抽水设备。 3.井管沉设： 采用水冲法进行，分为冲孔与埋管填料两个过程，先将冲管置于井点位置，然后开动高压水泵，将土冲松，冲孔时冲管垂直插入土中，再作上下左右摆动。以加速土体松动，边冲边洗。冲孔直径一般为200mm，以保证井管周围有一定厚的米石滤层，冲孔深度比滤管底深0.5-1.0m，以防冲管拔出时，部分颗料沉淀于孔底而触及滤管底部。 在沉设井点时，冲孔是保证质量的重要一环。根据土质情况冲孔，水压控制为0.60-0.70Mpa，不宜过大或过小，当冲孔达到设计深度时，须尽快减低水压。 井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌米石滤层，以防孔壁塌土。米石滤层的填灌质量是保证轻型井点降水质量的关键，要求填灌均匀，并填至滤管顶上1-1.5m，以保证流水畅通，井点填好米石滤料后，须用粘土封好井点管与孔壁上部空隙，以防漏气。 4、连接与试抽 用连接管将井点管与集水总管和水泵连接形成完整系统，井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查是否有漏气现象，抽水时应先将真空泵抽取管路中的空气，使之形成真空，这时地下水和土中的空气在真空吸力作用下吸入集水箱，空气经真空泵排出当集水箱存了相当多的水时，再离开离心泵抽水。开始正式抽水后一般不停抽，时抽时止，漏网易堵塞，也易抽出土颗粒，使水混浊，并引起附近建筑物由于土颗粒流失而沉降开裂，正常的排水是细水长流，出水澄清。 5.井点运转与监测(1)井点运转管理井点运行后要求连续工作，应准备双路电源保证连续抽水。真空度是判断井点系统是否定好的尺度，应通过真空表经常观测，一般真空度不低于55.3-66.7kpa。如真空度不够，通常是由于管路漏气，应及时修复。除测定真空度外，还可通过听、摸、看等方法来检查。如通过检查发现淤塞的井点管太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反冲洗或拔出重新埋设。(2)流量观测流量观测很重要，一般可以用流量表或堰箱，若发现流量过大而水位降低缓慢甚至降水不下去时，可考虑改用流量较大的离心水泵。若是流量较小而水位降低较快可改用小型水泵以免离心泵无水发热。并可节约电力。 6、井点拆除 地下结构施工完毕，将基坑进行回填后，拆除井点系统，采用倒链拔管，所留孔洞用砂或土填塞。部分井点管与连接在一起，不予拔出，在管内注浆封闭。 (四)管井降水施工 1、水泵设置： 每个滤水管井单独用一台B型(流量10-25m3/h)的离心式水泵。 2、管井的埋设与使用 管井的埋设采用泥浆护壁钻孔法，钻孔直径为600mm，比滤水管外径(450mm)大150mm。管井下沉前应进行清洗滤井，冲除沉碴。可采用灌稀浆用吸水泵抽出置换或用空压机洗井法将沉碴清出井外并保持滤网串通，然后下滤水管。滤水管为水泥花管，内径300mm，外径450mm，每节长0.9m,分节下入。管井与土壁之间用3-15mm粒径砾石填充作为过滤层，地面下0.5m范围内用粘土填充夯实。 管井使用时，应经试抽水检查出水是否正常，有无淤塞现象，如情况异常，应检修好后方可转入正常使用。在抽水过程中，应经常对抽水机械的电动机、传动轴、电流、电压等进行检查，并对井内水位下降和流量进行现测和记录。 3、井管的封闭：井管封闭在不需要继续降水后进行。井管封闭图详见附图三、附图四。封闭时垫层以下2m井管内用C20砼填实。底板范围内用高于底板一个等级不低于底板抗渗等级的砼微膨胀速凝砼填实底板。五、基坑监测基坑降水开挖势必对周边建（构）筑物造成一定影响，本工程周边建筑环境较复杂，及时了解其在降水过程中的变化情况，其意义尤为重要。监测结果是指导降水的重要依据。 （一）监测项目1、基坑边坡的水平位移、沉降。2、周边建筑物、道路的沉降。3、基坑内、外地下水位。 （二）监测点布置详见附图六：基坑监测平面布置图。其中：1、基坑周边，位移观测点6个。2、建筑物、道路沉降观测点21个，基准点2个。3、地下水位观测点6个。(三)监测周期 1、地下水位观测地下水位在开始降水前观测一次，降水开始后每天观测两次，地下水位稳定后，基坑内每3天观测一次，基坑外每天观测一次。基坑支护结束后坑内每周一次，基坑外每3天一次。2、基坑周边位移观测开挖前观测一次，基坑开挖过程中每天观测一次，支护结束后每3天观测一次，支护结束一个月后可停止观测。3、周边建筑物道路沉降观测在开始降水前观测点进行一次全面普查，并核查一次做为基准数，降水后每天观测一次，基坑支护结束后每3天观测一次。支护结束一个月后每周一次。 （四）信息化动态跟踪每日汇总各监测点变化情况，每周绘制各点变化图，分析产生变化原因，随时掌握和控制工程进度，及时采取切实有效的应急措施。六、实施效果本工程采用上述降水方法，基坑开挖到底后保持干燥。在整个基础施工过程中，降水情况良好。地下水位控制在基础板底下50cm左右。通过对基坑边坡和周边环境的观测，降水对其影响较小。工程完工后，未发现外墙和底板有渗漏点。对大基坑进行降水施工，由于基坑面积大，单独采用周边降水或是坑内深井降水的方法，降水过深，会对边坡及周边环境影响较大。而采用周边轻型井点与坑内管井降水相结合的降水措施，可取得良好的效果。- 8 -9900真空泵管井4460019800220002450024500220002200014900150150150115300附图一基坑降