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    基坑降水施工工艺标准

    贵港基坑降水


        降水作用与适用条件

    在地下水位较高的透水土层中进行基坑开挖施工时,由于基坑内外的水位差较大,较易产生流砂、管涌等渗透破坏现象,有时还会影响到边坡或坑壁的稳定。因此,除了配合围护结构设置止水帷幕外,往往还需要在开挖之前,采用人工降水方法,将基坑内或基坑内外的水位降低至开挖面以下。

    1.降水作用

    (1)防止地下水因渗流而产生流砂、管涌等渗透破坏作用。

    (2)消除或减少作用在边坡或坑壁围护结构上的静水压力与渗透力,提高边坡或坑壁围护结构的稳定性。

    (3)避免水下作业,使基坑施工能在水位以上进行,为施工提供方便,也有利于提高施工质量。

    2.适用条件

    (1)地下水位较高的砂石类或粉土类土层。对于弱透水性的黏性土层,可采取电渗井点、深井井点或降排结合的措施降低地下水位。

    (2)周围环境容许地面有一定的沉降。

    (3)止水帷幕密闭,坑内降水时坑外水位下降不大。

    (4)采取有效措施,足以使邻近地面沉降控制在容许值以内。

    (5)具有地区性的成熟经验,证明降水对周围环境不产生大的影响。

     

    术 语

    1.降水:又称人工降水,即采用人工降低地下水位的方法将基坑内或基坑内外的水位降低至开挖面以下。

    2.止水帷幕:用于阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采用的连续止水体。

    3.轻型井点降水:系在基坑外围或一侧、两侧埋设井点管深入含水层内,井点管的上端通过连接弯管与集水总管再与真空泵和离心泵相连,启动抽水设备,地下水便在真空泵吸力的作用下,经滤水管进入井点管和集水总管,排出空气后,由离心水泵的排水管排出,使地下水位降低到基坑底以下。

    4.喷射井点降水:喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水(喷水井点)或压缩空气(喷气井点),形成水气射流,将地下水经井点外管与内管之间的间隙抽出排走。

    5.管井井点降水:管井井点降水系沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水降低地下水位。

    6.深井井点降水:深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管,使地下水通过设置在井管内潜水电泵将地下水抽出,使地下水位低于基坑底。

    7.电渗井点降水:是在渗透系数很小的饱和黏性土或淤泥、淤泥质土层中,利用黏性土中的电渗现象和电泳特性,结合轻型井点或喷射井点作为阴极,用钢管或钢筋作阳极,埋设在井点管环圈内侧,当通电后使黏性土空隙中的水流动加快,起到一定的疏干作用,从而使软土地基排水效率提高的一种降水方法。

     

    基本规定

    (一)降水施工前应有降水设计,当在基坑外降水时,应有降水范围估算,对重要建筑物或公共设施在降水过程中应监测。

    (二)施工完后,应试运转,如发现井管失效,应采取措施使其恢复正常,如无可能恢复则应报废,另运行设置新的井管。

    (三)降水系统运转过程中应随时检查观测孔中的水位。

     

    施工准备

    (一)技术准备

    1.降水方案编制

    在降水工程施工前,应根据基坑开挖深度、基坑周围环境、地下管线分布、工程地质勘察报告和基坑壁、边坡支护设计等进行降水方案设计,并经审核和批准。

    2.技术交底

    降水施工作业前,应进行技术、质量和安全交底,交底要有记录,并有交底人和接受交底人签字。

    (二)材料准备

    主要包括井点管、砂滤层(黄砂和小砾石)、滤网、黏土(用于井点管上口密封)和绝缘沥青(用于电渗井点)等。

    (三)主要机具

    1.轻型井点降水系统主要设备:由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。

    2.喷射井点降水系统主要设备:由喷射井点、高压水(气)泵和管路系统等组成。

    3.管井井点降水系统主要设备:由滤水井管、吸水管和水泵等组成。

    4.电渗井点降水系统主要设备:由作阴极用的井点管、作阳极用的钢筋或钢管和直流发电机或直流电焊机等组成。

    5.深井井点降水系统主要设备:由井管、水泵等组成。

    6.井点成孔设备:主要包括起重设备、冲管和冲击或钻机等。

    (四)作业条件

    1.建筑物的控制轴线、灰线尺寸和标高控制点已经复测。

    2.井点位置的地下障碍物已清除。

    3.基坑周围受影响的建筑物和构筑物的位移监测已准备就绪。

    4.防止基坑周围受影响的建筑物和你筑物的措施已准备就绪。

    5.水源电源已准备。

    6.排出的地下水应经沉淀处理后方可排放至市政地下管道可或河道。

    7.所采用的设备已维修和保养,确保能下常使用。

    材料和质量要求

    (一)砂滤层

    用于井点降水的黄砂和小砾石砂滤层,应洁净,其黄砂含泥量应小于2%,小砾石含泥量应小于1%,其填砂粒径应符合5d50≤D50 ≤10d50 要求,同时应尽量采用同一种类的砂粒, 其不均匀系数应符合Cu=D60 /D10 ≤5 要求;

    式中d50 --为天然土体颗粒50%的直径;

    D50 --为填砂颗粒50%的直径;

    D60 --为颗粒小于土体总重10%的直径。

    D10 --为颗粒小于土体总重10%的直径。

    对于用于管井井点的砂波层,其填砂粒径以含水层土颗粒d50~d60(系筛分后留置在筛上的重量为50~60%时筛孔直径)的8~10 倍为最佳。

    (二)滤网

    常用滤网类型有方织网、斜织网和平织网,其类型选择按下表所示:

    2.在细砂中适宜于采用平织网,中砂中宜用斜织网,粗砂、砾石中则用方格网。

    3,各种滤网均应采用耐水锈材料制成,如铜网、青铜网和尼龙丝布网等。

    (三)黏土

    用于井点管上口密封的黏土应呈可塑状,且黏性要好。

    (四)绝缘沥青

    用于电渗井点阳极上的绝缘沥青应呈液体状,也可用固体沥青将其熬成液体。

    (五)各种原材料进场应有产品合格证,对于砂滤层还应进行原材料复试,合格后方可采用。


    施工工艺

    (一)工艺流程

    l.轻型井点、喷射井点

    施工准备→井点管布置→井点管埋设→井点管系统运行→井点管拆除

    2.管井井点

    施工准备→井点管布置→井点管埋设→水泵设置→井点管系统运行→井点管拆除

    3.深井井点

    施工准备→做井口、安护筒+钻机就位、钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填管壁与井壁间砂滤层→安装抽水控制电器→试抽→正常降水运行→拆除

    4.电渗井点

    施工准备→阴极井点埋设施工准备→阳极埋设施工准备→接通电路→阳极通电→正常降水运行→拆除

    (二)施工操作要点

    1.轻型井点降水

    (1)井点布置

    轻型井点降水系统的布置,应根据基坑的平面形状与大小、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求而定。

    1)平面布置

    当基坑或沟槽宽度小于6m,降水深度小于5m时,可用单排井点,井点管布置在地下水流上游一侧;当基坑或基槽的宽度大于6m,或土质不良、渗透系数较大时,则宜采用双排线状井点,布置在基坑或基槽的两侧;当基坑或基槽的面积较大时,宜采用环状井点布置。

    2)高程布置

    当地下降水深度小于6m时,应采用一级轻型井点布置;当降水深度大于6m、一级轻型井点不能满足降水深度时,可采用明沟排水和井点降水相结合的方法,将总管安装在原有地下水位线以下,以增加降水深度,当采用明沟排水和一级井点相结合的方法不能满足要求时,则应采用二级轻型井点降水方法,即先挖去一级井点排干的土方,然后再在坑内布置第二排井点。

    (2)井点管埋设

    1)井点管埋设程序。

    总管排放→井点管埋设→弯连管连接→抽水设备安装

    2)井点管埋设

    井点管埋设一般采用水冲法,包括冲孔和埋管两个过程。冲孔时,先用起重设备将直径50~70mm 的冲管吊起,并插在井点位置上,然后开动高压水泵,将土冲松,冲孔时,冲管应垂直插入土中,并做上下左右摆动,以加剧土体松动,边冲边沉,冲孔直径应不小于300mm,以保证井管四周有一定数量的砂滤层,冲孔深度应比滤管底深500mm左右,以防冲管拔出时,部分土颗粒沉于坑底而触及滤管底部。井孔冲成后,立即拔出冲管,插入井点管,并在井点管和孔壁间迅速填灌砂滤层,以防孔壁坍塌,砂滤层的填灌质量是保证轻型井点顺利工作的关键,一般应采用洁净的粗砂,填灌要均匀,当填灌到滤管顶上1~1.5m,以保证水流畅通,井点填砂后,井点管上口须用黏土封口,以防漏气。

    (3)井点管系统运行

    井点管系统运行,应保证连续抽水,并准备双电源,正常出水规律为“先大后小,先浑后清”。如不上水,或水一直较浑,或出现清后又浑等情况,应立即检查纠正,真空度是判断井点系统良好与否的尺度,应经常观察,一般真空度应不低于55.3~66.7kPa,如真空度不够,通常是因为管路漏气,应及时修好,井点管淤塞,可通过听管内水流声,手扶管壁感到振动,手扶管子较热等简便方法进行检查,如井点管淤塞太多,严重影响降水效果时,应逐个用高压水反冲洗井点管或拔除重新埋设。

    (4)井点管拆除

    地下建、构筑物竣工并进行回填土后,方可拆除井点系统,井点管拆除一般多借助于倒链、起重机等,所留孔洞用土或砂填塞,对地基有防渗要求时,地面以下2m应用黏土填实。

    (5)质量控制要点

    1)集水总管、滤管和泵的位置及标高应正确。

    2)井点系统各部件均应安装严密,防止漏气。

    3)隔膜泵底应平整稳固,出水的接管应平接,不得上弯,皮碗应安装准确,对称,使工作时受力平衡。

    4)降水过程中,应定时观测水流量、真空度、和水位观测井内的水位。

    2.喷射井点降水

    (1)喷射井点布置与埋设

    1)喷射井点布置与埋设方法与轻型井点基本相同。

    2)井管间距一般为2~3m,冲孔直径为400~600mm,深度应比滤管底深lm以上,为防止喷射器损坏,成孔宜采用套管法,加气及压缩空气排泥,当套管内含泥量经测定小于5%时,方可下井管,井点孔口地面以下500~1000mm 深度范围内应采用黏土封口。

    3)下井管时水泵应先运转,每下好一根井管,立即与总管接通(不接回水管),并及时进行单根试抽排泥,并测定其真空度(地面测定不应小于93.3kPa),待井管出水变清后停止。

    4)全部井管下沉完毕,再接通回水总管,经试抽使工作水循环进行后再正式工作。

    5)扬水装置(喷嘴、混合室、扩散室等)的尺寸、轴线等,应加工精确。各套进水总管应用阀门隔开,各套回水管也应分开,为防止产生工作水反灌,在滤管下端应设逆止球阀。

    (2)喷射井点系统的运行

    1)开泵时,压力要小些(小于0.3MPa),以后再逐渐正常。

    2)抽水时,如发现井管周围有泛砂冒水现象,应立即关闭井点管进行检修。

    3)工作水应保持清洁,试抽两天后应更换清水,以防止工作水磨损喷和水泵叶轮。

    (3)质量控制要点

    1)井点管组装前,应检验喷嘴混合室、支座环和滤网等,井点管应在地面做泵水试验和真空度测定, 其测定真空度不宜小于93.3kPa。

    2)准确控制进水总管和滤管位置和标高。

    3)高压水泵的出水管应装有压力表和调压回水管路,以控制水压力。

    4)为防止喷射器磨损,应用套管冲枪成孔,加水及压缩空气排泥, 套管内含泥量应小于5%。

    5)冲孔直径不应小于400mm,深度应比滤管底深1m以上。

    6)工作水应保持清洁,全面试抽两天后,应用清水更换,防止水质浑浊。

    7)在降水过程中,应定时观测工作水压力、地下水流量、井点的真空度和水位观测井的水位。

    8)观测孔孔口标高应在抽水前测量一次,以后则定期观测,以计算实际降深。

     

    3.管井井点降水

    (1)管井布置

    1)基坑总涌水量确定后,再验算单根井点极限涌水量,然后确定井的数量,采取沿基坑边每隔一定距离均匀设置管井,管井之间用集水总甜言蜜语连接。

    2)井管中心距地下构筑物边缘距离,应依据所用钻机的钻孔方法而定,当采用泥浆护壁套管家法时应不小于3m,当用泥浆护壁冲击式钻机成孔时,为0.5~1.5m.。

    3)井管进埋设深度和距离,应根据降水面积和深度及含水层的渗透系数而定,最大埋深可达10m, 间距10~50m。

    (2)管井埋设

    管井埋设可用泥浆护壁套管的钻孔方法成孔,也可用泥浆护壁冲击钻成孔,钻孔直径一般为500~600mm,当孔深到达预定深度后,应将孔内泥浆掏净,然后下入300~400mm由实管和花管组成的铸铁管或水泥砾石管,滤水井管置于孔中心,用圆木堵塞管口,为保证井的出水量,且防止粉细砂涌入井内,在井管周围应回填粒料作过滤层,其厚度不得小于100mm,井管上口地面下500mm 内,应用黏土填充密实。管井回填料后,如使用铸铁井管时,应在管内用活塞拉孔进行洗井或采用空压机洗井,如用其他材料的井管时,应用空压机洗井至水清为止。

    (3)水泵设置

    水泵的设置标高应根据降水深度和估计水泵最大真空吸水高度而定,一般为5~7m,高度不够时,可设在基坑内。

    (4)管井井点系统的运行

    管井井点系统在运行过程中,应经常对电动机、传动机械、电流、电压等进行检查,并对管井内水位和流量进行观测和记录。

    (5)井管拔除

    井管使用完毕合,滤水井管可拔除,拔除的方法是在井口周围挖深300mm,用钢丝绳将管口套紧,然后用人工拔杆借助倒链或绞磨将井管徐徐拔除,孔洞用砂粒填实,上部500mm用黏土填实。

    (6)质量控制要点

    1)管井井点成孔直径应比井管直径大200mm。

    2)井管与孔壁间应用5~15mm的砾石填充作过滤层,地面下500mm 内应用黏土填充密实。

    3)井管管井直径应大于200mm,吸水管底部应装逆止阀。

    4)应定时观测水位和流量。

     

    4.深井井点降水

    (1)深井管布置

    深井井点总涌水量计算后,一般沿基坑周围每隔15~30m设置一个深井井点。

    (2)深井管埋设

    深井成孔方法可根据土质条件和孔深要求,采用冲击钻孔、回转钻孔、潜水电钻钻孔或水冲法成孔,用泥浆或自成泥浆护壁,孔口设置护筒,一侧设排泥浆和泥浆坑,孔径应比井管直径大300mm以上,钻孔深度根据抽水期内可能沉积的高度适当加深。深井井管沉放前,应进行清孔,一般用压缩空气或用吊桶反复上下取出洗孔,井管安放力求垂直,井管过滤部分应放置在含水层适当范围内,井管与孔壁间填充砂滤料,粒径应大于滤孔的径,砂滤层填灌后,在水泵安放前,应按规定先清洗滤井,冲除沉渣。深井内安放潜水电源,可用绳吊入滤水层部位,潜水电机、电缆及接头应有可靠绝缘,并配备保护开关控制,设置深井泵时,应安放平稳牢固,转向严禁逆转,防止转动轴解体,安放完毕后应进行试抽,满足要求后再进入正常工作。

    (3)深井井点系统的运行

    与管井井点的运行要求相同。

    (4)深井井点拔除

    与管井井点的拔除方法相同。

    (5)质量控制要点

    1)深井井管直径一般为300mm,其内径一般宜大于水泵外径50mm。

    2)深井井点成孔直径应比深井管直径大300mm以上。

    3)深井孔口应设置护套。

    4)孔位附近不得大量抽水。

    5)设置泥浆坑,防止泥浆水漫流。

    6)孔位应取土,核定含水层的范围和土的颗粒组成设置。

    7)各管段及抽水设备的连接,必须紧密、牢固,严禁漏水。

    8)排水管的连接、埋深、坡度、排水口均应符合施工组织设计的规定。

    9)排水过程中,应定时观测水位下降情况和排水流量。

     

    5.电渗井点降水

    (1)电渗井点布置

    电渗井点降水是利用井点管(轻型或喷射井点)本身作阴极,沿基坑外围布置,以钢管(φ50~ φ70)或钢筋(φ25 以上)作阳极,垂直埋设在井内侧,阴阳极分别用电线等连接成通路,并对阳极施加强直流电流。电渗井点管埋设采用套管冲枪成孔埋设,阳极埋设应垂直,严禁与相邻阴极相碰,阳极入土深度应比井点管深500mm,外露地面以上约200~400mm。阴阳极间距一般为800~1500mm,当采用轻型井点时为800~1000mm,当采用喷射井点时为1200~1500mm,并成平行交错排列,阴阳极数量应相等,必要时阳极数量可多于阴极。为防止电流从土表面通过,通电前应将阴阳极间地面上的金属和其他导电物体处理干净,有条件时涂一层沥青绝缘,另外,在不需要通电流的范围内(如渗透系数较大的土层)的阳极表面涂两层沥青绝缘,以减少电耗。

    (2)电渗井点系统运行

    在电渗降水时,应采用间隙通电,即通电24h 后停电2-3h,再通电,以节约电能和防止土体电阻加大。

    (3)电渗井点拆除

    在基坑土方回填不需要降水后,再拆除电渗井点降水,在拆除前,应先关闭电源,拆除直流发电机或直流电焊机,然后再按轻型井点管或喷射井点管的拆除方法,拆除电渗井点。

    (4)质量控制要点

    1)用金属材料制成的阳极应考虑电蚀量。

    2)阴阳极的数量应相等,阳极数量可多于阴极数量,阳极的深度应较阴极深约500mm,以露出地面200~400mm为宜。

    3)阳极埋设应垂直,严禁与阴极相碰,阳极表面可涂绝缘沥青或涂料。

    4)工作电流不宜大于60V,土中通电时的电流密度宜为0.5~1.0A/m2。

    5)降水期间隙通电时间,一般为工作通电24h 后,应停电2~3h,再通电作业。

    6)降水过程中,应定时观测电压、电流密度、耗电量和地下水位。

     

    6.基坑降水回灌

    (1)回灌井点埋设

    1)回灌井点应埋设在降水区和邻近受影响的建(构)筑物之间的土层中,其埋设方法与降水井点相同。

    2)回灌井点滤管部位应从地下水位以上500mm 处开始直到井管底部,也可采用与降水井点管相同的构造,但必须保证成孔与灌砂的质量。

    3)回灌井点与降水井点之间应保持一定距离,其埋设深度应根据滤水层的深度来决定,以确保基坑施工安全和回灌效果。

    4)在降灌水区域附近应设置一定数量的沉降观测点和水位观测井。

    (2)回灌井点使用

    1)回灌水宜采用清水,其水量应根据地下水位变化及时调节保持抽降平衡。

    2)在降灌过程中,应根据所设置的沉降观测点和水位观测井进行沉降和水位观测,并作好记录。

    (3)回灌井点拆除

    当降水井点拆除后,方可进行回灌井点拆除,其拆除方法与其他降水井点相同。  

        质量标准

        成品保护  

    1.井点管口应有保护措施,防止杂物掉入井管内。

    2.为防止滤网损坏,在井管放入前,应认真检查,以保证滤网完好。

    安全环保措施

    1.施工场地内一切电源、电路的安装和拆除,应由持证电工专管,电器必须严格接地接零和设置漏电保护器,现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉、乱搭。

    2.所有机器操作人员必须持证上岗。

    3.施工场地必须做到场地平整、无积水,挖好排浆沟。

    4.排出的地下水应经沉淀处理后方可排放到市政地下管道或河道。

    5.施工机械、电气设备、仪器仪表等在确认完好后方准使用,并由专人负责使用。

    质量记录

    在降水过程中,应定人、定时做好降水记录。


    贵港基坑降水

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