深井降水设计方法@公式@应用与施工实例(最新)_第1页
深井降水设计方法@公式@应用与施工实例(最新)_第2页
深井降水设计方法@公式@应用与施工实例(最新)_第3页
深井降水设计方法@公式@应用与施工实例(最新)_第4页
深井降水设计方法@公式@应用与施工实例(最新)_第5页
已阅读5页,还剩26页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、深井降水设计与施工一、 降水概念降水工程宜分为准备阶段、工程勘察、降水工程设计、降水工程施工、降水工程监测与维护、技术成果等六个基本程序。建筑与市政一般降水工程,应根据基础类型、基坑(槽)降水深度、含水层特征、工程环境及场地类型的复杂程度分类,按表确定。地下水控制的设计和施工应满足支护结构设计要求,应根据场地及周边工程地质条件、水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析、确定。地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式单独或组合使用。二、降水工程设计应符合下列原则: 降水工程技术要求明确; 降水工程勘察资料应准确无误; 降水工程设计应进行多方案对比分析后选择最优降水方

2、案; 降水工程设计应重视工程环境问题,防止产止不良工程环境影响。 三、降水工程设计资料依据应包括下列主要内容: 建筑与市政工程降水的技术要求,包括降水范围、降水深度、降水时间、工程环境影响等; 降水勘察资料齐全; 建筑物与市政工程基础平面图、剖面图,包括相邻建筑物、构筑物位置及基础资料; 基坑、基槽开挖支护设计和施工程度; 现场施工条件。 四、降水技术方法选择降水工程设计采用的技术方法,可根据降水深度、含水层岩性和渗透性,按表选择确定。 1. 明排井(坑)应符合下列要求: )、适用条件: ()不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的粘性土、砂土,碎石土的地层; ()基坑或涵洞地下水位

3、超出基础底板或洞底标高不大于。 )、布置原则: ()基坑周围或坑道边侧设置明排井、排水管沟,应与侧壁保持足够距离; ()明排井、排水管沟不应影响基坑和涵洞施工。 点井降水应符合下列要求: )、适用条件: ()粘土、粉质粘土、粉土的地层; ()基坑(槽)边坡不稳,易产生流土、流砂、管涌等现象; ()地下水位埋藏小于,宜用单级真空点井;当大于时,场地条件有限宜用喷射点井、接力点井;场地条件允许宜用多级点井; ()基坑场地有限或在涵洞、水下降水的工程,根据需要可采用水平、倾斜点井降水方法。)、布置原则: ()真空点井沿基坑周围布置成线状、封闭状。点井间距,距边坡线至少。采用水平点井时,点井布置在含水

4、层的中下部;采用倾斜点井时,点井应穿过目的含水层;采用多级点井时,点井的基坑平台级差宜为; ()喷射点井间距; ()电渗点井管(阴极)应布置在钢筋或管制成的电极棒(阳极)外侧,露出地面; ()接力点井的降水深度大于单级点井降水深度时,其点井间距可略大于单级点井间距,并应由试验确定。 3 引渗井降水应符合下列要求: )、适用条件: ()当含水层的下层水位低于上层水位,上层含水层的重力水可通过钻孔引导渗入到下部含水层后,其混合水位满足降水要求时,可采用引渗自降; ()通过井孔抽水,使上层含水层的水通过井孔引导渗入到下层含水层,使其水位满足降水要求时,可采用引渗抽降; ()当采用引渗井降水时,应预防

5、产生有害水质污染下部含水层。 )、布置原则: ()引渗井可在基坑内外布置,井间距根据引渗试验确定,井距宜为; ()引渗井深度,宜揭穿被渗层,当厚度大时,揭进厚度不宜小于。 4 管井降水应符合下列要求: )、适用条件: ()第四系含水层厚度大于; ()基岩裂隙和岩溶含水层,厚度可小于; ()含水层渗透系数值宜大于/。 )、布置原则: ()降水管井应布置在基坑边线以外; ()根据抽水试验的浸润曲线,当井间地下分水岭的水位,低于设计降水深度时,应反算井距和井数; ()基坑范围较大时,允许在基坑内临设降水管井和观测孔,其井、孔口高度宜随基坑开挖而降低。 5 大口井降水应符合下列要求: )、适用条件:

6、()第四系含水层,地下水补给丰富,渗透性强的砂土、碎石土; ()地下水位埋藏深度在以内,且厚度大于的含水层。当大口井施工条件允许时,地下水位深度可大于; ()布设管井受场地限制,机械化施工有困难。 )、布置原则: ()大口井井周距基坑边侧处应大于; ()大口井可单独使用,亦可同引渗井、管井、辐射井组合使用; ()特殊施工条件下,也可布置在基坑中心,采用潜埋井技术。 6 辐射井降水应符合下列要求: )、适用条件: ()降水范围较大或地面施工困难; ()粘性土、砂土、砾砂地层; ()降水深度。 )、布置原则: ()辐射井的布置,应使其辐射管最大限度的控制基坑降水范围; ()当含水层较薄时,宜单层对

7、应均匀设置辐射管,辐射管的根数,宜每层采用根;含水层较厚或多层时,宜设多层辐射管或倾斜辐射管; ()最下层辐射管距井底应大于; ()辐射管的长度宜为; ()辐射管直径宜为。 7 潜埋井降水应符合下列要求: )、适用条件: ()基坑或涵洞底部含水层可为粘土、砂土或砾砂; ()因降水条件限制,基坑或涵洞底部残留水体宜小于。 )、布置原则: ()潜埋井应布置在排降残存水影响最大的部位; ()潜埋井应考虑基坑出土、排水、封底的方便。 五、降水工程设计应包括下列主要内容: 任务依据; 论述降水地质条件、工程环境和现场条件; 选择确定降水技术方法; 降水技术方案应根据地基基础平面形状、技术要求和降水地质条

8、件,把选择的降水井和排水设施的数量和位置布置在图上,组成降水方案布置图并加以说明; 预测计算降水水位和水量; 提出降水工程的辅助措施和补救措施; 对工程环境问题应专门设计; 编制降水施工组织程序、施工安排及安全生产的要求; 提出降水施工、降水监测与维护的有关要求; 编制降水工程量统计表、设备材料表、加工计划表、工期安排表、工程概预算表; 绘制降水施工布置图、降水设施结构图、降水水位预测曲线平面与剖面图。六、管井设计深井(管井)井点,又称大口径井点,系由滤水井管、吸水管和抽水设备等组成。具有井距大,易于布置,排水量大,降水深(15m),降水设备和操作工艺简单等特点。适用于渗透系数大(20-250

9、m3/d),土质为砂类土,地下水丰富,降水深,面积大、时间长的降水工程应用。1、计算思路第一步将基坑进行等效化为一口大井,第二步确定基坑总的涌水量,第三步确定单井出水量,第四步确定井的数量。2、参数的确定与计算1)、设计水位降深水位降深在满足施工要求的时候,应尽量选择较小水位的降深,一般降到操作面下0.5m即可(有特殊要求的除外),这样可最大程度上避免降水对地层的影响,不至于造成地基承力的下降。2)、井深及井径的选择要想使水位降低至操作面下,可以有两种途径:a. 一种是加大井的直径和井的深度,即增大单井的落差,从而达到使最高水位降至操作面下0.5m;b. 另一种通过均匀布井,控制单井的落差,使

10、水位均匀降至设计要求。前一种布井少,对地层扰动大,如建筑物对地基要求高时,此方法不可采用(除非施工后注浆),且此方法对原有建筑物也会带来较大的不利影响;后一种方法可能布井较多,但对地层扰动小,对原有建筑的危害也较小,因此条件允许时应优先选用后一种方法。另外井深还要考虑单井的出水量与自已现有的水泵配套。 井深主要是根据水位降深、所需要的单井出水能力、水泵的进水口的位置、含水层的厚度、及泥浆淤积深度等因素进行选择。井径的选择要综合考虑以下几种因素:a、单井要求的出水量;b、水泵的直径;c、当地施工机械,及井管的规格,如选用市场常用的规格,价格可能会便宜对控制成本有益。3)、渗透系数的选择 渗透系数

11、是降水计算中重要的参数,此参数可以从地质报告中选取,但在大面积布井前,须重新验证,或者搜集附近的实际数据作为参考。4)、含水层的厚度的取值含水层的厚度也是一个重要的参数,但地质报告中一般不给出,如果没有地区经验,只能通过综合考虑以往施工经验和降水井的深度及地层的规律来确定。也可事先假定一个数值,按完整井模型,采用使含水层厚度按每1米的间隔递增,计算总的涌水量,然后按非完整井的模型,以同的方法计算总涌水量,最终你会发现,它们会有一个重合点,这样你可以利这一重合点,并结合以往经验综合确定含水层厚度。5)、管井降水计算深井单井计算较为简单,计算结果一般与实际较为吻合。但群井计算结果就千万别(群井中单

12、井的出水量)。由于降水时,一般要采用一个以上的井,降水井同时抽水时,互相形成干扰,无法以单井的计算来判断水位的降深,实际上这些井形成了干扰群井。群井总的涌水量计算公式,一般采用近似拟合得出,总涌量各个规范或者计算手册上所列公式的计算结果一般相差无几,且物理意义明确,很容易理解,具体施工时可以参看建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)、建筑与市政降水工程技术规范(JGJT11198)或者江正荣的建筑施工计算手册。(1)、群井总涌水量Q、 等效半径ro、降水影响半径R 降水出水量计算应包括基坑出水量和单个降水井的出水量。基坑出水量计算应根据地下水类型、补给条件,降水井的完整性、以及布井方式等因

13、素,合理选择计算公式A(JGJ/T 12099)建筑基坑支护技术规程 附录F) 附录F 基坑涌水量Q的计算F01 均质含水层潜水完整井基坑涌水量可按下列规定计算(图F.0.1)。 图F.0.1均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算简图(a)基坑远离边界;(b)岸边降水;(c)基坑位于两地表水体间;(d)基坑靠近隔水边界F02 均质含水层潜水非完整井基坑涌水量可按下列规定计算(图F.0.2)图F.0.2 均质含水层潜水非完整井涌水量计算简图(a) 基坑远离边界;(b)近河基坑含水层厚度不大;(c)近河基坑含水层厚度很大式中: hm=(H+h)/2F03 均质含水层承压水完整井涌水量可按下列规定计算(

14、图F.0.3):图F.0.3 均质含水层承压水完整井基坑涌水量计算图(a)基坑远离边界;(b)基坑于岸边;(c)基坑与两地表水体间F04均质含水层承压水非完整井基坑涌水量可按下式计算(图F.0.4):图F.0.4 均质水层承压水非完整井基坑涌水量计算图F05 均质含水层承压潜水非完整非基坑涌水量可按下式计算(图F.0.5):图F.0.5 均质含水层承压潜水非完整井基坑涌水量计算图F06 等效半径ro 1当基坑为圆形时,基坑等效半径应取为圆半径;当基坑为非圆形时,等效半径可按下列规定计算:2 矩形基坑等效半径可按下式计算: r0=0.29(a+b) (F.0.61)式中 a、b分别为基坑的长、短

15、边。3不规则块状基坑等效半径可按下式计算:式中 A基坑面积。F07 降水井影响半径宜通过试验或根据当地经验确定,当基坑侧壁安全等级为二、三级时,可按下列经验公式计算:B.建筑与市政降水工程技术规范(JGJT11198).面状基坑出水量Q公式:潜水完整井: 或 承压完整井: 或 条状基坑出水量Q公式:潜水完整井: 或 承压完整井: 或 式中 Q为基坑出水量(/d); Q降水干扰单井出水量(/d);S 基坑设计水位降深值(m); Sw降水干扰井设计水位降深值(m);ro基坑范围的引用半径(m); R影响半径(m);n降水井数 (个); h抽水前与抽水时含水层厚度的平均值(m);L条状基坑长度(m)

16、; l过滤器工作部分长度(m);d降水干扰井间距之半(m); rw降水井半径(m);降水干扰井群分别至基坑中心点的距离(m)。影响半径值:条 宜采用下列方法之一计算影响半径值; 已知值时应采用稳定流公式计算值; 可根据观测孔水位资料计算确定值; 当没有观测孔资料时,可利用稳定流公式与符合适用条件的经验公式,按渗透系数和影响半径迭代计算求出值。 (2)、过滤器长度计算: 建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)过滤器长度宜按下列规定确定: 真空井点和喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的1/3;管井过滤器长度宜与含水层厚度一致。. 群井抽水时,各井点单井过滤器进水长度按下式验算:yol 。单

17、井井管进水长度yo可按下列规定计算:a.潜水完整井: b.承压完整井:式中 l为过滤器进水部分长度; r0为基坑等效半径;rw为管井半径; H为潜水含水层厚度;R为降水井影响半径; R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和;k为渗透系数(m/d); M-承压含水层厚度;H-承压水位至该承压含水层底板的距离。当过滤器工作部分长度小于2/3含水层厚度时应采用非完整井公式计算。若不满足上式条件,应调整井点数量和井点间距,再进行验算。当井距足够小仍不能满足要求时应考虑基坑内布井。(3)、基坑中心水位降深计算:建筑与市政降水工程技术规范(JGJT11198)降水水位的预测计算应符合下列要求: )合理选择水

18、位预测计算公式; )预测计算降水区内的任意点地下水位,均能满足降水深度的要求; )在降水水位预测计算过程中,应考虑井周三维流、紊流的附加水头影响; )设计采用的渗透系数值应接近设计降水深度水位降深资料计算的值; )管井降水水位预测可按下列公式进行计算:面状基坑降水水位预测公式:a.潜水完整井非稳定流: 稳定流:b.承压水完整井非稳定流: 稳定流: 条状基坑降水水位预测公式:潜水完整井: 承压水完整井: 式中 Sr,t任意距离,任意时间的水位降深(m); 含水层导压系数(d); t抽水时间(d); M降水井排处的承压含水层厚度(m);H潜水含水层厚度(m); H1承压含水层水头值(m);h1降水

19、井排处的含水层厚度(m); h2降水井排处的承压水水头值(m);X任意点至井排的距离(m); Sx距井排处的水位下降值(m);rir1,r2,r3,.rn降水井至任意计算点的距离(m)。计算出的降深不能满足降水设计要求,应重新调整井数、布井方式。(4)、单井出水量计算:设计单井出水量可按下列规定确定: 井点出水能力可按36-60m3/d确定; 真空喷射井点出水量可按下表确定。管井的出水量q(m3/d)可按下列经验公式确定:建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99): 建筑与市政降水工程技术规范(JGJT11198) : 式中 q为单井允许最大出水量(m3/d); rs为过滤器半径(m);l为过

20、滤器进水部分长度(m); k为含水层渗透系数(m/d);d降水井管径(mm); l淹没部分的过滤器长度(m); a与渗透系数有关的经验系数Ex: 前面已经说明,总涌量各个公式计算结果基本相同,且在实际施工中吻合较好,但单井出水量就难以确定。下面以一个实例来看一下单井出水量的确定。某一工程地下水位20米需降深5米,井深35米(有效深度)渗透系数70m/d,含水层厚度为15米,管井直径400.按建筑与市政降水工程技术规范(JGJT11198)公式进行计算。=2410400/50=1920 m3/d 按建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)中给出公式进行计算:=q =1203.140.21037

21、0 =3105 m3/d按完整井单井出水量计算(无干扰)式中:q单井出水量(m3/d);ri基坑范围内的引用半径(m);k含水层渗透系数(m/d);R降水影响半径; H含水层的原始厚度; S基坑设计水位降深值(m);经计算求得q=3735 m3/d从以上三项计算结果可以看出,最小的为第一项(与实际最接近)。第二第三项结果相差不多。此工程基坑面积为3000平方米,按第一、二项计算结果综合的单井出水量最后布井8口,抽水1周,水位只降了不到2米,最后布置26口井将水位降到操作面以下。这是什么原因呢?根据几个工程的分析,主要是单井出水计算误差太大。实际测得平均单井出水量约为800m3.其二对干扰井的概

22、念理解不清,当为群井时每个井的出水量就会大为减少,也许在施工时你会说个别井出水量很大,但这只能代表一点,不能以此作为计算井数的单井的出水量。实际的单井出水量只能用所有井的平均值来代表。但在施工前无法知道平均值的情况怎么计算,方法有两个:第一在计算的基础上乘以一个小于1的系数;第二统计以往工程的数值对计算结果进行修正。(5)、管井数量确定降水井数量计算:n=1.1Qq用总的涌水量除以单井出水量,再加以一定的富余系数,且此富余系数一般不小于1.1.(6)、降水井的深度确定降水井的深度应根据降水深度,含水层的埋藏分布、地下水类型,降水井的设备条件以及降水期间的地下水位动态等因素确定。设计降水深度在基

23、坑范围内不宜小于基坑底面以下0.5m。wwwwww式中 w降水井深度(); w基坑深度();w降水水位距离基坑底要求的深度();wr0 ; 为水力坡度,在降水井分布范围内宜为/;w降水期间的地下水位变幅();w降水井过滤器工作长度;w沉砂管长度();r0 分布范围的等效半径或降水井排间距的/()。 (7)、布井原则降水井的最终位置包括井数、井深、井距,应根据降水场地的水位预测计算与降水方案优化确定。降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置,井间距应大于15倍井管直径,在地下水补给方向应适当加密;当基坑面积较大、开挖较深时,也可在基坑内设置降水井降水井的平面布置应符合下列要求: 条状基坑宜采用单排或双排

24、降水井,布置在基坑外缘的一侧或两侧,在基坑端部,降水井外延长度应为基坑宽度的倍; 选择单排或双排应依预测计算确定; 面状基坑降水井宜在基坑外缘呈封闭状布置,距边坡线;当面状基坑很小时,可考虑单个降水井; 对于长宽度很大、降水深度不同的面状基坑,为确保基坑中心水位降深值满足设计要求或为加快降水速度,可在基坑内增设降水井,并随基坑开挖而逐渐失效; 在基坑运土通道出口两侧应增设降水井,其外延长度不少于通道口宽度的一倍; 采用辐射井降水时,辐射管的长度和分布应能有效地控制基坑范围; 降水井的布置可在地下水补给方向适当加密,排泄方向适当减少。 深井一般沿基坑周围离边坡上缘2米左右环形布置,施工允许的情况

25、也可在基坑中布置一部分井(这样降水效果更好),井点应深入透水层6-9米,通常应比所需降水的深度深6-8米,井距一般为8-15米,井距太大时降水效果不好,如果计算出的数据使井间距大于15米,一般要进行修正。这其中还要考虑到有些水泵坏时,维修的间隔不能给附近水位造成过大的提升,也就是说要有一定的富余度。(8) 降水选泵参数抽水设备主要为深井泵或深井潜水泵、水泵的出水量应根据地下水位降深和排水量大小选用,并应大于设计值的20%-30%。降水井单井每小时出水量q0:q0= q/24(m3/h),按每小时出水量大于q0选泵。应合理选择扬程,水泵应置于设计深度,水泵吸水口应始终保持在动水位以下。七、降水对

26、周围环境的影响及其防范措施在降水过程中,由于会随水流带出部分细微土粒,再加上降水后土体的含水量降低,使土壤产生固结,因而会引起周围地面的沉降,在建筑物密集地区进行降水施工,如因长时间降水引起过大的地面沉降,会带来较严重的后果。为防止或减少降水对周围环境的影响,避免产生过大的地面沉降,可采取下列一些技术措施:1、 采用回灌技术:降水对周围环境的影响,是由于土壤内地下水流失造成的。回灌技术即在降水井点和要保护的建(构)筑物之间打设一排井点,在降水井点抽水的同时,通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水(即降水井点抽出的水),形成一道隔水帷幕,从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建(构)筑物地下的地下水流

27、失,使地下水位基本保持不变,这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。2 、采用砂沟、砂井回灌:在降水井点与被保护建(构)筑物之间设置砂井作为回灌井,沿砂井布置一道砂沟,将降水井点抽出的水,适时、适量排入砂沟、再经砂井回灌到地下,实践证明亦能收到良好效果。3、 使降水速度减缓:在砂质粉土中降水影响范围可达80m以上,降水曲线较平缓,为此可将井点管加长,减缓降水速度,防止产生过大的沉降。亦可在井点系统降水过程中,调小离心泵阀,减缓抽水速度。还可在邻近被保护建(构)筑物一侧,将井点管间距加大,需要时甚至暂停抽水。为防止抽水过程中将细微土粒带出,可根据土的粒径选择滤网。另外确保井点管周围砂滤

28、层的厚度和施工质量,亦能有效防止降水引起的地面沉降。八、降水施工时应考虑的因素1、布井时,周边多布,中间少布;在地下补给的方向多布,另一方向少布。2、布井时应根据地质报告把使井的滤水器部分能处在较厚的砂卵层中,避免使之处于泥砂的透镜体中,从而影响井的出水能力。3、钻探施工达到设计深度后,根据洗井搁置的时间的长短,宜多钻进23m,避免因洗井不及时泥浆沉淀过厚,增加洗井的难度。洗井不应搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。完成管井施工洗井后,应进行单井试验性抽水。4、水泵选择时应与井的出水能力相匹配,水泵小时达不到降深要求;水泵大时,抽水不能连续,一方面增加维护难度,另一方面对地层影响较大。一般可以准

29、备大中小几种水泵,在现场实际调配。5、降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查,每天检查不应少于3次,并应观测记录水泵出水等情况,发现问题及时处理,使抽水设备始终处在正常运行状态。同时应有一定量的备用设备,对出问题的设备能及时更换。6、抽水设备应进行定期保养,降水期间不得随意停抽。当发生停电时应及时更新电源保持正常降水。7、降水施工前,应对因降水造成的地面沉降进行估算分析,根据场地地质条件,按公式S=Ph/Es(S:沉降量,P:降水产生的附加压力,Es:压缩模量,h:土层厚度)估算。如分析出沉降过大时,应采取必要措施。8、降水时应对周围建筑物的观测。首先在降水影响范围外建立水准点,降水前对建

30、筑物进行观测,并进行记录。降水开始阶段每天观测两次,进入稳定期后,每天可以只观测一次。9.全部降水运行时,抽排水的含砂量应符合下列规定:粗砂含量应小于/万;中砂含量应小于/万;细砂含量应小于/万。九、降水井停用期间及停用后的防护、报废措施降水井停用期间及停用后的防护:应加强对井周围的防护(如:盖板,立警示标志)及用电线路检查机维修,如果不用了需将电源线及水泵及时拆除,及时回填以防意外事故的发生。十、特殊工程降水应符合下列要求:基岩裂隙地区 ()设计井位应能控制风化层厚度和构造; ()出水量、水位预测应用裂隙水有关公式计算,还须经实际抽水资料验证; ()降水水位水量预测的同时,也要预测和观测是否

31、沟通区域构造和含水层。 岩溶地区 ()设计井位应能控制岩溶构造裂隙和主要岩溶发育带; ()出水量、水位预测应以实际观测和试验资料为依据; ()防止钻探后“扩泉”、“放水”现象发生,并有辅助工程措施; ()降水水位水量预测的同时,也要对相邻地区泉水衰减、地面沉降、地面塌陷进行预测和观测。 水下降水 ()应设计选择可靠的围堰、筑岛、栈桥等排除地表水技术方法,严禁地表水向基坑渗漏; ()基坑降水设计中,必要时可采用堵截工程措施,并应注意试验与观测; ()在允许条件下,基坑降水可与基础结构施工相结合。 涵洞降水 ()条件允许时,应首先采用地面排水技术方法; ()涵洞内降水设计不应影响土石方施工; ()

32、涵洞底侧降水设计,宜采用水平点井方法,其长度应大于一个施工段,也可采用潜埋井方法。 ()预测水位、水量的同时,应预测“突水”、“塌拱”的可能性。 十一、建筑与市政降水工程技术规范(JGJT11198)7.2降水井施工安装 明排井结构应符合下列要求: 施工要求 ()排水管沟与明排可随基坑(槽)的开挖水平和涵洞施工长度同步进行; ()基坑侧壁出现分层渗水时,可按不同高程设置导水管、插铁板、砖砌沟或草袋墙等工程辅助措施; ()基坑侧壁渗水量大或不能分层明排的,可采用水平降水或其它技术方法。 安装要求 ()排水沟可根据地层选择自然沟、梯形或形明沟;采用铁或混凝土排水管(管径为)时,应离开坡脚左右,坡度

33、为; ()明排井(坑)一般直径为,深度,明排井抽水设备可采用离心泵或潜水泵,特殊情况可采用深井泵。 点井结构应符合下列规定: 点井管材及设备 ()点井管管径采用,多数为金属管,管长,过滤管长,孔隙率,外包层目尼龙网或铜丝网; ()点井泵为真空泵、射流泵、往复泵,用密封胶管或金属管连接各井;每个真空泵、往复泵带动个真空点井; 真空点井施工安装 ()垂直点井:对易塌易缩钻孔的松软地层,钻探施工应采用清水或稀泥浆钻进或高压水套管冲击施工;对于不易产生塌孔缩孔的地层,可采用长螺旋钻机施工成孔;清水或稀泥浆钻进,泵压不应低于,流量不得小于/;钻探深度达到设计孔深后,应加大泵量、冲洗钻孔、稀释泥浆,含泥量

34、不宜大于,返清水;向点井内投入的滤料数量,应大于计算值,滤料填至地面以下,再用粘土封孔;滤料直径为的中粗砂为宜; ()水平点井:采用水平钻机施工,钻探成孔后,将滤水管水平顶入,通过射流喷砂器将滤砂送至滤管周围。对容易塌孔地层可采用套管钻进,将水平点井管由套管中送入,再拨出套管,水平钻孔直径为,长度为;水平点井全部或大部分采用过滤管,钢管直径为。芯管直径为;在基坑底部施工时,应注意排水排砂; ()倾斜点井:按水平点井施工安装,根据需要调整角度,穿过多层含水层,倾向基坑外侧; ()接力点井安装:上方出水口处,安装大直径射流器,喉管直径为,增加降水深度; ()多级点井:对于降水深度较大的基坑,可按不

35、同深度的梯级平台设置真空点井,按不同高程的多级点井封闭,分别向坑外排水。 喷射点井施工安装 ()喷射点井施工要求同真空点井,仅在点井管下部增加喷射器; ()喷射点井的喷射器应由喷嘴、联管、混合室、负压室组成的,放在点井管的下部。 电渗点井施工安装 ()电渗点井管施工同真空点井,电极棒采用钢筋或铁管打入或钻入地下; ()电渗点井井管做阴极(),钢筋或铁管做阳极(),阳极比阴极长,通电后带正电荷的水分子应能向点井管中运动集水。 引渗井施工安装应符合下列规定: 引渗井施工宜采用螺旋钻、工程钻成孔、对易缩易塌地层可用套管法成孔,钻进中自造泥浆; 裸井:成孔直径为,直接填入洗净的砂、砾或砂砾混合滤料,含

36、泥量应小于; 管井:成孔后置入无砂混凝土滤水管、钢筋笼、铁滤水管井周根据情况确定填滤料。 管井施工安装应符合下列规定: 施工要求 ()管井施工方法同供水管井,根据地层条件可选用冲击钻螺旋钻、回转钻或反循环钻进,特殊条件可人工成孔; ()钻探施工达到设计深度,宜多钻,用大泵量冲洗泥浆,减少沉淀,并应立即下管,注入清水,稀释泥浆比重接近后,投入滤料,不少于计算量的,严禁井管强行插入坍塌孔底,滤料填至含水层顶板以上,改用粘土回填封孔不少于; ()由于降水管井分布集中,连续钻进,应及时进行洗井,不应搁置时间过长,或完成钻探后集中洗井; ()完成管井施工洗井后,应进行单井试验性抽水; ()做好钻探施工描

37、述记录。 安装要求 ()当场地具备拔管回收条件时,可用钢管或铸铁及过滤器,不具备回收条件可用混凝土管或其它井管和过滤器; ()管井孔径宜为,管径为,特殊情况不受限制; ()管井过滤器、滤料、泥浆要求,应符合现行国家标准供水水文地质勘察规范()的规定。 大口井施工安装应符合下列规定: 施工要求 ()宜采用沉井法、反循环法施工;条件允许亦可人工成井; ()大口井施工应符合现行国家标准供水水文地质勘察规范()的规定。 安装要求 ()多采用井底井壁同时进水,井体宜采用混凝土、钢筋混凝土材料,有条件地层也可采用石砌或砖砌井体; ()井径宜为,特殊情况不受限制。 辐射井施工安装应符合下列规定: 施工要求

38、()集水井施工宜采用沉井法或反循环钻机钻进,要求预留辐射管位置并对应相应含水层; ()辐射管施工宜采用顶管机、水平钻机,个别情况也可采用千斤顶法。 安装要求 ()辐射井直径应大于,应能满足井内辐射管施工为准; ()集水井结构同大口井,但需在不同高程设置辐射管部位,增设施工辐射管用的钢筋混凝土圈梁; ()辐射管规格应根据地层、进水量、施工长度,按附录选择; ()辐射井宜封底防止进水,且可随钻进抽排水。 潜埋井施工安装应符合下列规定: 潜埋井结构宜采用集水坑、砖石砌井,无砂滤水管或铸铁滤水管; 在井中宜用离心泵、潜水泵抽降残存水;基坑(槽)封底时应预留出水管口; 潜埋井深度在基底底面以下; 停抽后

39、迅速堵塞封闭出水管口,保证不溢水、渗水。 各种技术方法不能完全把地下水位降低到设计降水深度或给施工带来不便时,可选择下列工程措施: 基坑侧壁少量渗水时,可浅插小孔径滤水管排水; 基坑侧壁渗水较大时,可采用导水管、插铁板、码草袋、砖砌沟等方法导水至基坑明排井排出; 连续桩护坡桩间渗漏水,可采用喷护混凝土,桩间加孔灌注混凝土、粘土封堵; 局部地段集中渗漏水严重,可采用基坑外加降水井、井排; 基坑底部或拱顶、侧壁见水时,可采用速凝混凝土灌、喷护; 地表水底铺设粘土、塑膜等增加渗透路径; 当工程降水可能影响基坑稳定和地面沉降时,可采用人工回灌地下水; 基坑底部隆起时,可采用重压法、降水法。 降水井术语

40、降水点井:指井的直径接近的降水井。按抽水原理和方式不同,可划分为真空点井、喷射点井、电渗点井。 真空点井:由真空泵、射流泵、往复泵运行时造成真空后抽吸地下水的井,可分单级点井(垂直、水平、倾斜)、多级点井、接力点井三种。喷射点井 :通过点井管内外管间隙把高压水输送到井底后,由射流喷嘴高速上喷,造成负压,抽吸地下水与空气,并与工作水混合形成具有上涌势能的汽水溶液排至地表,达到降低地下水位的目的。 电渗点井 :应用电场作用,金属棒插入地中做阳极,使弱含水层中带正电荷的水分子(自由水及结合水)向做阴极的点井管运动,由泵排出。多级点井 :当单级点井满足不了基坑降水深度要求时,可在基坑边坡不同高程平台上

41、分别设计点井。构成多级点井,达到增加降水深度的目的。接力点井:当单级降水达不到降水深度时,除用真空泵外,可结合使用喷射泵、射流泵。在井下段采用喷射点井设备工作,将地下水抽到井的上段,然后在井口段用射流泵将地下水送入循环水箱,以保证连续工作; 引渗井 :重力水通过无管裸井或无泵管井自行或抽水下渗至下部含水层的井,分为引渗自降和引渗抽降两种。 潜埋井 :降水施工中,基坑或涵洞底部残留一定高度地下水,把抽水井埋到设计降水深度以下进行抽水,使地下水位降低满足设计降水深度要求的井。 滞水 : 指上层滞水、潜水位以上弱含水层中重力水及人为渗漏补给的层间水。降水井设计与施工实例1.设计依据2地质及水文情况2

42、.2.1工程地质情况路线所经地区为低丘陵地带,场地地层主要为第四系全新统人工填土、冲洪 积成因粉质粘土、粉土、细(中)砂、卵石土和白垩系灌口组(K2g)泥岩。2.2.1 第四系全新统填筑土层(Q4me):主要分布于沿线的公路地段,为原有 碎石路,厚度为 0.4-8米。以人工填土为主,回填土主要由砂、卵石、碎石等组成。2.2.2 第四系全新统洪积层粉质粘土(Q4a1+p1):褐黄、灰黄色,松散稍密,湿,由粉粒、砂粒、粘粒及云母碎片等组成,夹有砂土团块或薄层,该层分布连续。 粉土(Q4a1+p1):褐黄黄灰、灰蓝色,松散稍密,湿很湿;以粉粒为主,含有粘粒、砂粒,含较多钙质结核,结核呈卵园形,粒径

43、25cm,大者近 8cm; 愈往深处粘粒含量减少,砂粒含量渐增,往下渐变为粉砂;摇振反应轻微、无光 泽反应、干强度与韧性低。该层零星分布于卵石层顶板中。细砂(Q4a1+p1):灰、黄灰青灰色,松散,湿饱和。主要由石英、长石、 云母碎屑及少量暗色矿物组成,含少量粘粒、粉粒,夹团状粉土混粉砂,部分地 段上部为粉砂;底部多混中粗砂。该层多呈透镜体零星分布于卵石层顶界。中砂:青灰色、黄灰浅灰色,稍密,湿饱和。矿物成分以石英、长石为 主,夹少量云母片和铁质氧化物。据颗粒分析反映:中砂 77.8%,细砂 15.5%; 该层零星分布于卵石层顶板或以透镜状夹层分布于卵石层中,埋深不稳定。卵石土(Q4a1+p1

44、):灰白色、青灰色,松散,成分为中等风化花岗岩、灰岩、 石英岩等,圆状亚圆状,砂砾充填。广泛分布于测区内的平原地带及河谷地块 的阶地上。卵石层中充填物以中粗砂、圆砾为主。该层有愈向深处愈密实的趋势。根据 N120 超重型动力触探测试结果及卵石含量与密实度,可将其划分为松 散、稍密、中密、密实四个亚层。松散卵石:卵石含量小于 55%;排列十分混乱,绝大部分不接触,N120 击 数 24 击,多呈透镜体局部分布或分布于卵石层顶部;稍密卵石:卵石含量 5560%,排列混乱,大部分不接触,N120 击数 47 击;多以透镜体或层状分布于卵石层上部及中部,连续性较好;中密卵石:卵石含量 6070%,呈交

45、错排列,连续接触,N120 击数 710 击;多以层状分布于卵石层下部及中部,连续性较好;密实卵石:卵石含量大于 70%,N120 击数大于 10 击,卵石呈交错排列, 连续接触,多以层状分布于中下部及深部,深部连续性较好。2.2.3 粉砂质泥岩(K2g):紫红色,主要由粘土矿物等矿物组成,泥质结构, 薄中厚层状,具饱水软化、脱水风化崩解特征,根据其风化程度可将其划分为 两个亚层:、强风化粉砂质泥岩:风化裂隙很发育,岩芯破碎,呈碎块、短柱状及土饼状,岩石强度低、质软,手捏易碎。、弱风化粉砂质泥岩:风化裂隙发育,裂面光滑,见黑色铁锰质氧化物,岩芯较完整,呈短柱状、长柱状,局部呈块状。岩石强度较高

46、,锤击声脆。上述各岩土的分布、厚度、埋深状况及其变化规律详见工程地质剖面图及钻孔柱状图。2.2.2工程水文情况1地下水(1)类型场地地下水为赋存于第四系砂卵石层中的孔隙型潜水,受地下径流、大气降水补给;排泄方式以地面蒸发、地下径流、人工抽降为主。(2)地下水水位勘察期间(2014 年10 月2015 年12 月)分期观测,测得场地内地下水静止水位在地面以下1.207.10m,相应埋深502.18510.10m。结合区域水文地质资料及场地内既有勘察资料综合分析查证:本区域内丰枯水期地下水位年变化幅度为1.502.00m,本场地历史最高地下水位埋深约510.60m。地下室抗浮设计水位标高可按510

47、.60m 考虑。基坑开挖之前应进一步核实地下水静止水位,调查周边降水工程实施现状、进展等,充分预测周边降水工程完成地下水突然上升所带来的不利影响,以便采取相应降排水措施。若需作基坑降水设计和施工时,静止水位标高可按复核水位加高2.00m 进行降水设计。(3)地下水渗透性结合区域水文地质资料和已有成功的降水设计与施工经验分析,砂、砂卵石层富水性和透水性均较好,属强透水层;上部素填土、粉土层透水性较弱,属弱透水层。该场地砂卵石层渗透系数K=22m/d,场地环境为类。3降水设计计算3.1隧道工程1、降水技术要求根据建设单位提供的地勘报告,目前地下水水位埋深为自然地坪下2.5m,基底位于下地下水水位以

48、下,须采取井点降水方能保证基础施工安全。降水长度: 下穿隧道(SK0+036.559SK0+491.353及NK0+535.262NK0+124.782),长度分别为454.794m和410.480m,降深: 要求将地下水降至自然地坪9.5米以下(下穿隧道基础埋设深度4.5-9.50米左右+降低至基底下0.5米,因此本工程要求降水深度为10.0米) 2、降水设计计算(1)降水方案的选择本次降水设计时,考虑砂卵石渗透性较强,在成都多年的降水经验的基础上,利用非稳定流理论进行科学设计,采用井管降水的同时辅以明排措施。(2)降水设计基本参数 地下水静止水位:h0=3.5m基坑水位降深值:S=6.5m

49、 降水井半径:r=0.15含水层渗透性参数:根据区域地勘资料取 K=22m/d (3)设计计算据地基基础、基坑开挖技术要求结合场区范围内水文地质资料及建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98)、建筑基坑支护技术规范(JGJ120-99)设计降水方案。井位、井数、孔深设计A 降水设计及参数选择:降水范围等值圆半径(ro)计算r0=0.29*(a+b)=145m (a=450m,b=50m)降水范围影响半径(R0)计算R0=2SkH= 258.70(m)降水井群井影响半径(R)计算R= R0+ r0=405.7(m)降水范围涌水量计算根据JGJ12099规范,按面状基坑潜水完整井计算。

50、Q = 1.366K(2 H - S)S /Lg(R/ro)=12805.49 m3/d (K:渗透系数;H:含水层厚度取18;S:降深取6.5m;R:影响半径;ro:等值圆半径)降水井井深计算Hwh1+h2+h+Iro+L+L2 = 26.16m (h1:基坑深度9.5m;h2:降水后水位至基坑底距离取0.5;h:降水后地下水位至基坑底安全距离取0.5;I:水力坡度,一般取1/15;L:基坑底滤管工作长度取2.5;L2砂管长度取2.5)。故降水井井深为27m(降水井井深以原地面标高下27.0米,其布置详见附图)。单井出水量=395.64m3/d (rs:过滤器半径mm;l:过滤器进水部分长度

51、2.5)nQ/q *1.1n取36口因此整个隧道工程设计降水井为36口降水井应确保与基坑上口开挖线距离不小于2.0m。其具体位置可根据现场情况调整,其位置参见基坑支护、降水井平面布置图3-1。3.2泵房工程 1、降水技术要求根据建设单位提供的地勘报告,目前地下水水位埋深为自然地坪下2.5m,基底位于下地下水水位以下,须采取井点降水方能保证基础施工安全。降水面积:67.45长度:23.2m 降深: 要求将地下水降至自然地坪17.5米以下(泵房基础埋设深度17米+降低至基底下0.5米,因此本工程要求降水深度为18.0米) 2、降水设计计算(1)降水方案的选择本次降水设计时,考虑砂卵石渗透性较强,在成都多年的降水经验的基础上,利用非稳定流理论进行科学设计,采用井管降水的同时辅以

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论