降水方案设计 第七章

降水方案设计在地下水位较高得地区开挖基坑，由于含水层被切断，在水压差作用下，地下水必然会不断得渗流入基坑，如不进行基坑内地下水得有效处理，将会造成基坑渗水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，在动水压力作用下还可能引起流沙，管涌和边坡失稳，坑壁土体坍塌等现象，因此，为了确保基坑安全和工程质量，必须对地下水进行有效处理。对地下水得治理一般可以丛两个方面进行，一是对地下水进行堵截；二是降低地下水位。一般情况下，在进行深基坑开挖施工时应具备如下条件：基坑在开挖期间保持干燥状态；保持基坑边坡得稳定和基坑底板得稳定；不影响邻近建筑物和地下管线得正常使用。一、工程地质及水文地质条件由工程概况可知基坑土体安三层土体处理。分别由上至下为杂填土，粉黏土，卵石层。场地水位为-7米，变幅为1.8米—2.5米。故含水层位于卵石层，而卵石层厚度大，渗透型号，是较好得含水层，且系第四系孔隙水层。主要补给水来源为大气降水和岷江径流。二、降水方案设计1)降水方案得选择由前述已知地下水得治理可以从两方面进行。由于本设计已确定由悬臂灌注桩进行基坑支护，因此堵截地下水治水法有地下连续墙，稀浆槽，防渗帷幕，冻结法可供选择。地下连续墙为钢筋混凝土结构，有一定得入土深度，能防止地下水得入侵，对于软弱，渗透性小的土层，地下连续墙的止水效果很好，但是由于本基坑含水层位于卵石层，属于坚硬，渗透性大的土层，若采用地下连续墙，止水效果将会不佳，并且将提高工程造价。洗浆槽为在基坑四周挖一槽沟，于槽中灌入膨润液，并用不透水物质回填，使膨润液在槽壁上形成一层滤饼，防止或减小地下水向坑内渗流，但它在卵石层和岩层中使用时造价太高。防水帷幕在进行悬臂灌注桩支护方案中已弃用。冻结法事采用冻结技术，降级坑四周的土层冻结，达到度水和支撑边坡的目的，但此发生攻击设设备要求较高，并且相关经验也较少。另外本基坑属深基坑，故降水方案初步定为采用井点降水。井点降水有轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、管井降水、辐射井点降水、自渗井点降水等方法。故将在这些方法中结合工程实际情况进行比选：轻型井点降水轻型井点抽水系真空作用抽水，一般适用于粉细砂、黏土、粉质土等渗透系数较小(0.1~20m/d)的弱含水层中降水，降水深度单层小于6m，双层小于12m。采用轻型井点降水，其井点间距小，能有效的拦截地下水流入基坑内，尽可能的减小残留滞水层厚度，对保持边坡和桩间土的稳定较有利，因此降水效果较好。其缺点是：占用场地大、设备多、投资大，特别是对于狭窄建筑场地的深基坑工程，其占地和费用一般是让建设单位和施工单位难以接受的，在教长时间的降水过程中，对供电，抽水设备的要求高，维护管理复杂等。结合工程的实际情况看，有几点可以注意到：一是本基坑含水层位于卵石层，属于坚硬，渗透性大的土层；二是基坑降水深度大(降水深度>9米)；三是本建筑场地有部分区域属于狭窄型建筑场地，在基坑的西侧，有一栋住宅楼距离基坑只有两米，并且还部分相连，在南侧有两栋简易工棚距离基坑也只有两米；四是轻型井点的井点管一般只有6—9米长，而施工基坑的开挖深度达到了14.2米，远远大于井点管长度；五是基坑的面积较大(近4600平方米)。从这几点可以看出基坑的实际情况和轻型井点的优缺点十分不吻合，如果采用轻型井点降水方案，施工技术和工程造价都会难以接受。喷射井点降水喷射井点是采用高压水泵将压力工作水经供水管压入井点内外之间的环型空间，并经过喷射器两边的侧孔流向喷嘴。由于喷嘴截面的突然变小，喷射水流加快，这股高速水流喷射之后，在喷嘴喷射出水柱的周围形成负压，从而将地下水和土中空气吸入并带至混合器。这时地下水流速度得以加快，而工作水流速逐渐变缓，二者流速在混合器内基本混合均匀。混合均匀的水流射向扩散管，扩散管截面是逐渐扩大的，其目的是减少摩擦损失。当喷嘴不断喷射水流时，就推动着水沿内管不断上升，混合水流由井点进入回水总管到循环水箱。部分作为循环水用，多余部分溢流排到场外，如此循环，以达到降水的目的。喷射井点主要适用于渗透系数小的含水层和降水深度较大(8—20米)的降水工程。其主要特点是降水深度大，但由于需要双层井点管，喷射器设在井底部，有两根总管与各井点管相连，地面管网铺设复杂，工作效率低，成本高，管理困难。将喷射井点法与工程实际结合看：降水深度大，井点管深都十分符合工程降水的需要，但是实际情况含水层的渗透系数比较大，单位出水量大。另外喷射井点发的工作效率低，成本高提高了工程的造价，并且施工要求也比较高。电渗井点降水电渗井点降水是利用电动势作用构成的降水系统。它主要用适用于含水层渗透系数较小(<0.1m/d)的饱和黏土，特别是在淤泥和淤泥质黏土之中的降水。由于黏性土的颗粒比较小，地下水流动十分困难，其中仅自由水在孔隙中流动，其他部分地下水则处于被毛细管吸附的约束状态，不内在压力水头作用下参与流动，当向土中通以直流电流后，不仅自由水、而且被毛细管约束的凝滞水也能参与流动，增加了孔隙水流动的有效断面，其渗透性提高数十倍，从而缩短降水时间，提高降水效果。再结合工程实际，基坑的土层主要由渗透系数大的卵石层组成，而黏土层只有3.2米，并且还在地下水位以下，而含水层在渗透系数大的卵石层。电渗井点降水消耗电能也较大，还将提高工程造价。管井降水(深井降水法)南管井降水健法一般利躁用钻空成俯井，多采碧用单井单腐泵沙(唐潜水泵或拉深井累泵半)用抽取地下蛛水的降水嚼方法。当芦管井深度判大便于饥1余5栋米时，也旁称为深井糊井点降水享。管井井往点直径较堵大，出水怀量大，适慢用于中、貌强透水汗变水层，并派且满足大签降深、大浑面积降水典要求。管日井的孔径适一般往为叹400晋—腰800m凭m森，管径粉为繁200犹—排500m拿m歌，当井深轰较浅，地今下水量较助大时，孔畜径可怨为稠800迁—贤1200播m干m史，管径戏为蛛500驱—世800m汽m玩。抽降管澡井一般沿棕基坑周围偏距离基坑袋外奇缘饭1首—毕2秧米布置，刚如场地宽秤敞或采用耀垂直边坡慕或有锚杆夜和土钉护砖坡等条件锤下应尽量代距离基坑吵边缘远些嚷，可描用嫂3碗—拥5目米；当基寄坑边坡设溉置维护结浴构及止水称帷幕的条偏件下，可待在基坑内送布置管井店，采用坑竞内降水方慎法。管径谁的间距和吓深度应根胖据场地水千文地质条顿件、降水爪范围和降赚水深度确适定。井间舍距一般弄为束10它—棍5流0副米。井点蝇深度要大陈于设计井渴中的降水面深度或进膊入含水层折中递3疑—苏5彩米。遇辐射井点担降水尿辐射井点兴降水是在差降水场地作设置给水决竖井，于掩竖井中的发不同深度谨和方向上奇打水平井桨点，使地圣下水通过书水平井点塞流入集水牛竖井中，牧再用抽水票泵将水抽规出，以达兴到降低地袜下水位的绢目的。该胞降水方法宁一般适用弊于渗透性舅能较好的困含水闸层昨(乐如沙土，滔卵石带等摘)测中的降水央，可以满稻足不同深盼度，特别寻是大面积济的降水要动求。集水猴竖井一般稻设置在基病坑的角点阻外曾2遗—因3杂米，竖井辱直辽径贯3肿—哄5磁米。结合宽工程实际垃分析辐射贸井点降水裁的降水特斧点与工程队的实际十径分吻合，口但是井点剖的设置范宿围较大，远距离基坑冲的距离较绍远，而工伴程实际情杨况是在与重住宅楼和屿街道相邻幅的边上井叼点的设置雄范围较小训。如采用拌辐射井点土降水，那王么在这些遣范围内将陆采用组合趟降水的方翁法，这样沾将提高工母程的造价缓，同时还永给施工增爹加了复杂轰性。坚自渗井点孩降水脖自渗井点累降水法适孝用于：在便降水范围酬内的地层帖结构为三接层以上，查含水层有客两层以上胀，并且以丢黏土为主讯的土层；倾下层含水逮层的水位鼓低于上部轨含水层水犁位，并低闹于基坑施尤工要求降拒低水位；评下层渗透闭系数大于恰上部含水珍层的渗透踢系数，并铸具有一定毫厚罗度穗(抛一般大掌于糕2爆米讨)库，能销纳诚的含水量开大于或等计于降水深贯度内的基然坑涌水量愤；上层地幅下水的水脊质未受污评染，符合黎引入下层喷地下水的领要求。从蜂工程水文伶地质情况蜘看，含水字层是位于准最下面一述层的卵石贱层，故与夫实际情况小也不十分芒满足。旗综合上面劈的分析，裕选定采用易管井井点拜群井降水模法。降水设计奏根据工程洁场地水文哭地质条件姓可知地下纤水位在地曲面以杯下竹7.道0班米，基坑双开鞋挖丘14.脑2胳米，含水岔层厚梯度特H=17踢.欢0渠米，渗透垒系数展为衔k=18征m/d南,羡井点馆的扮埋树深漏(季H难m剃)通主要取决沾于基坑深装度，降水舅区内地下钢水的水力阀坡度、降绞水后水面锯距离基坑事的深度、日降水期间喇地下水的舰变化幅度胜、过滤器南的工作长谜度和沉沙差管的长度慨，所以井颗点管的埋虫设深度为煌：扬其滚中权h三1算—妨—爬基坑深澡度期(14.坊2m浅)评；锦附议黑秘获h样2欺—阵—值井点外露雅高摘度钱(0.2堵5m桌)昨；丘眼势腰移渴I康喊—甚—执降水区内毕的水力坡动度蔬(吹)堆；跃Δ害h茅—藏—脊降水后地宋下水到基恼坑的安全流距柔离味(0.挎5m延)惩；肾擦棋交惭吴L刷1龙—愚—薯井点管到钱基坑中心鲁的距离；锁而驴镇当芹L深窑—岭—胡过滤管工绪作长修度术(2.6睬m脚,卡为方便计归算暂不加睛入键)吃。碑又因雄为冬L异1招=动，钳A网为开挖基示坑面向外运扩栗1.3m歪(体井点布置给所在的中扰心线到基祥坑边缘的援距泳离工)标后的面欣积资(497枕2.7研3滔㎡傅)窝，所槐以芝L颠1粒=39.厘79m.璃河遥刘故烤坝基坑涌水渠量计算北由工程实扛际水文情优况可以判铃断出属于薪潜水非完墙整井，所求以：板惊Q缝=奇r照0惨=深=趴=51.南46m睁所缸以假Q利=516赠8.74缠m洁3盟/d禁其下中奶状Q猎—握—垦是基坑总帜排水量；骡匀辩S拜—斩—幸是设计基耀坑水位降蝇深；仅射粒H糠—物—爽是含水层东厚度；镇h堤—亏—照是含水层己底层到水湿位降深后裁水面的距发离；垄态牺R旷—坐—详是井点影怨响半径；孟惕r险0逐—直—疼是引用半胶径。携确定单井前出水量叙其粒中僵r侮w贤是滤管半盈径，源取艘0.3虽m痰；筑见L舌蒙是滤管长朽度，句取括2.2踪m害。紧q=6挎52.0庸8m抖3僚/d井点数n=夜其中考虑托到为了保雕证施工安围全；滤水著管堵塞等究因数，所古以乘因以涨1.猪1扔的安全系猜数。陈故裳n=延9炒(雾口水)汉井点管间律距汤D=胁=35.掠9m留其眠中敌甜D净—减—约井点布置突间距；遍息卸L爷—钓—长基坑长度伏；嘴面圈n慰—找—恳布置井点筋数。灿抽水设备腔泵型的选毫择欧其拳中业耽H展—宗—茶包括扬水江、吸水和罩各种阻力画所造成的境水头损失杯在内的总杆高歌度上(22m海)恋；卸a且—洋—摔安全系数聋，一般谈取昆2躺；叠—盼—捞水泵效率衔，桑取笨0.腾4渣；荣—晨—鼻动力机械移效率，烈取蝴0.8旦5加。解恋露刻所鱼以玻n铃=891羡8.6拴郊始箩初步选纠用售JQB2格1-舌2的型潜水电凡泵，其基式本参数见巧下表：辽性虑发能拐流扰量贩(箩m婚3屡/d)拨扬忍程马(副m)津电动功吸率牢(置kW)风允许吸协程勤(皮m)洲JQB2孝1-2跃840归18~2港5秤2.2楚28俭柔胆辨水泵台倾数休n宰i阳=仗基鸟附式雹中贡n涝i贝—脑—勾水泵台数刑；固首宿甩Q勇i啊—造—释水泵所承每担的计算渣排水量；泥傍带行q秀i作—烂—沙水泵单机被排水流量窝；漫欲器钟R门i搂—页—政备用系数腾。宝备用系数笼表愁工作台数永1看2合3许4艰〉苍5雨备用凭率菌(鸦%)壁100坚50杰33晓25租20娃凤凭n污i艳=8枕(励台飞)方案制订腊根据基坑熊涌水量的税理论计算答和降深的秆结果，结真合本工程台的特点，虑沿各边，氏间执距忽35.阶9床米布置井这点，井点塌距离基坑常开挖镇边忽1.叙3奇米，并在肤基坑中心亩设置观察毕井车4谎个，以观愁察水位降予深情况。撑降水方案始基本步骤达排水管和叛集水井设随置在桩维慈护结构之发外锣1.布3膛米处。拢集水井设举置废在踢3胡号阳和抢1慢2饼号边各一蚁个，其直玻径胡为拦0.刊6旬米，此深墨1.商0给米，井壁么采用当土磨板作临时茅支撑，井临底尘铺翁0.段3攀米厚的砾波石。命排水管与蛙集水井保游持一定的贝高差，集奴水井比排餐水管潮低院0.朴2辩米，排水予管比挖土寄面阀高踏0.2逗5旧米。膜1渐2剧号边集水仆井中的水遇用于施工讽中的施工阵用水凡，床3树号边的水宽直接排到架城市的排久水管道中辉，严禁排链出的水回览流于基坑叨中。寿雨季施工扯前应检查唉现场的排刷水系统，溪保证水流子通畅。图灌注桩前厚施工时，罚应先以管裁井降水到竭设计水位农，再进行目施工。头三、施工思工艺成孔楼本工程的兽井孔采用呆人工开挖俩方式，该貌方法的特帝点是成本忍低，所需婆设备简单原，能够降骨低工程造物价，但增筋加了施工衫工期。苗井点管的厨安装霞为了防止