降水施工技術

1、3-2-6降水施工技術1前言1.1 地下水的分類地下水根據(jù)它在地下的埋藏條件可以分飽氣帶水、潛水和承壓水。其中飽氣帶水位于地下水水面以上的飽氣帶中，它對土壤作用及植物生長有重要意義。潛水和承壓水貯存于地下水面以下的飽水帶中，是工程降水的主要對象。潛水和承壓水貯存的飽水帶巖石（土壤）根據(jù)其透水和給水能力分為含水層和隔水層。這里的地下水主要指與工程降水直接相關的重力水，又稱自由水。透過并給出一定數(shù)量的水的巖層（土層）稱為含水層，反之，亦然。但值得說明的是，含水層和隔水層并不是絕對的，二者相比較而存在。并在一定的條件下相互可以轉化。潛水是指位于飽水帶中第一個具有自由表面含水層中的水，不承壓（即不承受

2、大氣壓強以外的附加壓力），并與大氣和地表水聯(lián)系緊密，從潛水面到隔水底板的距離為潛水層的厚度。承壓水是指充滿于兩個隔水層之間的含水層中的水。承壓力是承壓水的重要特征，承壓力的大?。ㄋ追Q水頭壓力），可以通過其在鉆孔或井中的上升高度測試得到。1.2 地下水的基本處理方法在基坑坑工程施工中遇到地下水時，其處理方法基本分三大類；（1）止水法止水法即將地下水止于基坑之外，有以下幾種方法：1）沉箱法;2）凍結法；3）灌漿法，又分為：水泥灌漿法、粘土灌漿法、瀝青灌漿法、矽化法；（2）排水法即將基坑內的地表水和地下水排除至基坑以外的方法。（3）止水與排水相結合法在城市市政工程施工中，經(jīng)常會在既有建筑物的毗鄰處建

3、造新的建筑的情況。在施工時，經(jīng)常會出現(xiàn)降低地下水位和基坑開挖土方后引起周圍土體的變形，以致給周圍的建筑物或鄰近地塊造成不安全隱患。為解決這一難題，工程技術人員從“止水”和“排水”兩方面同時著手，并逐步形成止水和排水相結合的新方法。對于軟弱土層地基而言，在進行基坑圍護結構設計時，常采用擋土結構。如：止水鋼板樁、地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、水泥攪拌樁及樁間注漿及旋噴樁等方法。1.3井點降水的類型及適用范圍（見表1-3）表1-3井點降水的類型及適用范圍表項次井點類別土層滲透系數(shù)（m/d）降低水位深度m1單級輕型井點0.150362多級輕型井點0.1503123噴射井點0.1208204電滲井點<0

4、.1根據(jù)選用的井點確定5管井井點20200356深井井點10250>152真空泵式深井井點降水施工工藝2.1 工藝流程圖圖2-1真空泵式深井井點降水施工工藝流程圖2.2 施工方案的制定基坑內降水要解決兩個問題，其一是降低土的含水量，有利于土體的開挖和運輸；其二是提高地基土的抗剪強度，防止基底隆起，一般情況下水位要降到基坑開挖面3m以下。2.2.1 降水方法的選擇目前，在工程中能夠選用的降水方法較多，根據(jù)不同的地質情況、降水的深度、降水需要達到的效果等選擇降水方法見下表。表2-2-1降水方法及適用范圍'、適用范圍降水方法'適用地層滲透系數(shù)（cm/s）降水深度（m）集水明排含

5、薄層粉砂的粉質粘土，粘質粉土，砂質粉土，粉細砂1X10-72X10-4<5輕型井點及多級輕型井點含薄層粉砂的粉質粘土，粘質粉土，砂質粉土，粉細砂1X10-72X10-4610噴射井點含薄層粉砂的粉質粘土，粘質粉土，砂質粉土，粉細砂1X10-72X10-4820電滲井點粘土，淤泥質粘土，粉質粘土<1X10-7根據(jù)選定的井點確定管井（深井）含薄層粉砂的粉質粘土，砂質粉土，各類砂土，礫砂，卵石>1X10-6>10砂（礫）滲井含薄層粉砂的粉質粘土，粘質粉土，砂質粉土，粉土，粉細砂<5X10-7根據(jù)下伏導水層的性質及埋深確定2.2.2 降水井的布設（1）坑外降水井點的布設真

6、空深井井點降水井布設根據(jù)基坑平面圖或溝槽寬度及所需降水深度，沿基坑四周呈環(huán)形或沿基坑或溝槽兩側呈直線型布置，井點一般沿基坑周圍離開邊坡上緣為1.02.0m，井距可以通過計算確定，一般為1525m。（2）坑內降水井點的布設因環(huán)境要求高，有隔水帷幕（或連續(xù)墻），采用坑內井點降水，一般用管井（深井）井點效果好。管井（深井）井點布設在坑內按棋盤點狀布置，井距可以通過計算得到，一般為1520m左右。需要注意的是：坑內降水，既要滿足降水要求，即降低后坑內水位要低于基坑以下0.52.0m;又不低于周邊隔水帷幕底標高。2.2.4降水井設計降水系統(tǒng)的設計要包括降水井和觀測井布設、井深、井數(shù)、井距、井的構造及降水

7、井單井的出水量等。(1)坑內總抽水量的計算假設條件：基坑外側的地下水不能流入基坑內；基底土層為弱透水層；當基坑內降水后其土層中原含水量降低5%10%。基坑內總抽水量計算式：Q=VX(0.050.1)W式中：Q：基坑內總抽水量(m3)V:基坑內總挖掘的土方量(m3)V=FXSF：基坑面積(m2)S：基坑降水深度(m)S=基坑開挖深度+降水至基底0.5m一原地下水位標高W：地基土原天然平均含水量(%)2.2.4.2 基坑出水量的計算承壓水流向完整基坑的出水量：Q=(2KLMs)/RK含水層滲透系數(shù)(m/d)M：承壓含水層厚度(m)R：影響半徑(m)式中：Q:基坑出水量(m3/d)L：基坑長度(m)

8、S：地下水位降深(m)潛水流向完整基坑的出水量Q=(KL(H2-h2)/R式中：H：潛水含水層厚度(m)h：基坑動水位至含水層底板深度(h=H-s)(m)例如：某基坑面積為50X50m2，開挖深度-5.5m,采用水泥攪拌樁作為圍護結構形式,原地下水位距地表以下-1.2m。降水標高至基底以下0.5m，土層平均原天然含水量為40%?；觾瓤偝樗繛椋篞=VX0.1W=50X50X(5.5+0.5-1.2)X40%=480m3即當基坑內抽水量累計值接近480m3左右時，基坑土方已基本上處于干燥狀態(tài)。此時可以進行土方開挖。2.2.4.2 如何布置井點及確定井點數(shù)井點間距一般為1520m，通常平均按18

9、0m2220m2布置一口井；整個布置呈梅花形為最佳。2.2.4.3 確定降水井深度一般為基坑開挖面下0.5m2.0m。2.2.4.4 確定降水井構造單井結構包括：井管（井管壁）、過濾器（濾水管）、沉淀管及圍填濾料。2.2.5降水井施工2.2.5.1 施工前的準備工作2.2.5.1.1 對于輕型井點管、噴射井點管組裝，必須滿足設計長度和過濾器質量要求，按增加2%的數(shù)量備用。2.2.5.1.2 合理選擇井點管埋設方法，按不同方法準備機具、成孔設備、材料用量計劃。2.2.5.1.3 按設計要求備用砂濾料，并在現(xiàn)場合理堆放。2.2.5.1.4 清除現(xiàn)場障礙物，按井點平面布置圖挖井點位置坑和排泥溝。2.

10、2.4.1.5 現(xiàn)場內道路、水源、電源均滿足施工需要。2.2.5.1.6 編制井點施工作業(yè)計劃，其中包括工序安排、施工日期、抽水時間及勞動力安排。2.2.5.1.7 井點施工勞動力組成，一般為起重工2名、管工2名、運轉工2名、鉗工2名、電工電焊工2名及普工若干名組成。2.2.5.1.8 編制作業(yè)技術操作規(guī)程，印制各類管理記錄表格，并詳細進行技術交底工作。2.2.5.2井管分段制作。2.2.5.3成孔（鉆孔等）。2.2.5.4埋管。2.2.5.5清孔。2.2.5.6填砂。2.2.5.7用粘土封閉井口。2.2.5.8安裝抽水機；連接好抽水系統(tǒng)2.2.5.9抽水。3.勞動力組織分工種勞動力投入表3說

11、明：1、本勞動力投入量根據(jù)施組設計之進度計算；2、施工過程中根據(jù)實際情況隨時進行調整。4.機具設備的配置投入主要設備表4設備名稱型號數(shù)量性能或用途配備動力鉆機SQZJ1302臺設計能力鉆（p800mm深60m11kw電機或1110柴油機泥漿泵4ZS122臺4吋吸砂泵，出水量80m3/h作泥漿泵及反循環(huán)泵用1110柴油機潛水泵QY242510若干臺額定出水量24m3/h，揚程25m3kwQY35264額定出水量25m3/h，揚程35m4kw電動機Y1601142臺鉆機動力11kw設備進場前要進行全面檢修，對某些部件予以更換，同時購置易損配件備用。為保證設備的正常運行，出現(xiàn)故障要能及時解決。5質量

12、控制要點5.1 成孔中的泥漿要求泥漿在成孔施工中具有固壁、攜砂、冷卻和潤滑四種作用，其中最主要的是固壁作用。泥漿在管井降水成孔中控制的主要指標為相對密度和粘度，可參照下表選擇。泥漿相對密度和粘度表5巖層名稱相對密度粘度（S）巖層名稱相對密度粘度（S）粘土、亞粘土1.081.101516中砂層1.151.251820粉細砂層1.101.151618粗砂礫石層1.251.3520245.2 成孔的質量5.2.1 控制鉆孔速度，保證鉆機樁架的水平，達到井孔的傾斜度滿足設計要求。5.2.2 降水井管的制作要根據(jù)透水土層的厚度。5.3 成孔深度孔深與設計相符,并滿足規(guī)范要求。5.4 井口封閉井口必須用粘

13、土封閉,深度不小于50厘米。5.5 洗井要徹底洗井的目的是為了徹底清除井中泥漿，破壞鉆孔中形成的泥壁，抽出含水層中的泥土、細砂和滲入含水層中的泥漿，并在過濾器周圍形成人工濾層，從而增大井孔周圍的滲透性，使深井達到最大出水量。6安全管理施工前進行安全技術交底，認真填寫安全日記；工人上崗前要進行三級安全教育；特殊工種必須持證上崗。7.文明施工管理7.1 施工現(xiàn)場要保持干凈、整潔，挖溝排漿，不讓泥漿漫流；7.2 同時施工所用材料要分類堆碼整齊；7.3 夜間施工，照明燈光應合理布置，既能照明工地，又不影響周邊環(huán)境；7.4 施工污水必須經(jīng)過沉淀處理后，才能對外排放。8工程實例8.1 工程簡介8.1.1

14、設計情況上海軌道交通6號線高清路站：設計為地下一層島式結構，車站長387.5m,標準段結構凈寬16m,埋深（開挖深度）約10m。圍護結構采用SMW形式，樁徑為850mm，間距600mm，樁間咬合250mm,樁長21m，型鋼均為“二隔一”布置，型鋼采用H70CK30CK14X20,插入型鋼長度20.5米。支撐采用鋼支撐，上下設置3道，標準間距為3.7m?；硬捎妹魍?。8.1.2 工程地質及水文地質本車站場地位于長江三角洲入海口東南前緣，所處的地貌單一，屬濱海平原，地勢平坦、廣闊。車站的底板結構處于灰色淤泥質粘土和灰色淤泥質粉質粘土層。從上至下地基土的分析和評價如下：1填土主要為雜填土和濱填土，含

15、碎石、碎磚塊等建筑垃圾及有機質植物根莖。本層普遍分布。層厚1.24.0m，層底標高2.890.26m。2褐黃灰黃色粘土可軟塑，局部為粉質粘土，土質尚均勻，上部含少量鐵錳質，中下部漸變?yōu)榛疑惩?，中高壓縮性。層厚1.03.0m，層底標高2.19-1.33m。2灰色粘性粉土軟流塑，夾少量粘性土，含云母片，土質不均勻，松散，夾粘性土，中偏低壓縮性。層厚1.43.2m，層底標咼-1.92-2.92m。3灰色淤泥質粉質粘土流塑，夾少量薄層粘性土，局部為粘質粉土。層厚1.53.2m，層底標高-1.33-6.46m。灰色淤泥質粘土流塑，土質尚均勻，夾少量極薄層粉土，局部為薄層粘性土團塊，含云母，屬高壓縮性土

16、層。層厚6.812.4m，層底標高-12.98-14.22m。1-1灰色粘土軟塑，含泥質、鈣質結核、半腐植物及有機質條紋，濕度很濕，屬高壓縮性土層。層厚1.54.0m，層底標咼-14.92-20.18m。1-2灰色粉質粘土軟塑，含云母片，夾團塊及條紋狀粉土，中壓縮性土。層厚6.319.0m,層底標高-38.98-40.23m。本工程場地地下水位埋深為0.30.7m,相應水位標高為3.383.57m,淺部土層中的地下水屬潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水和地面蒸發(fā)，并隨氣候的變化而變化。本工程沿線附近無環(huán)境水污染源存在，該場地地下水對混凝土無腐蝕性。8.1.3 主要工程量將長度387.5

17、m寬16.0m的基坑內地下水降至坑底下3.0m位置。根據(jù)上海地區(qū)降水的多年總結的經(jīng)驗，將降水井在坑內呈梅花形布置，計算數(shù)量為：387.5X16三180=35口。8.2 施工情況8.2.1 人員配置項目部成引進了專業(yè)的降水施工隊，該施工隊根據(jù)本工程的特點配備了如下作業(yè)人員。采用兩臺鉆機，一班制作業(yè)。領班員1人，機長2人，操作工12人，共計15人。8.2.2 機械配置投入主要設備表4設備名稱型號數(shù)量性能或用途配備動力鉆機SQZJ1302臺設計能力鉆（p800mm深60m11kw電機或1110柴油機泥漿泵4ZS122臺4吋吸砂泵，出水量80m3/h作泥漿泵及反循環(huán)泵用1110柴油機潛水泵QY242510若干臺額定出水量24m3/h,揚程25m降水用3kw電動機Y1601142臺鉆機動力11kw電焊機DH220-05-22臺加工管井真空泵若干臺降水過程中提共真空動力8.2.3 施工進度指標要求每工作日每臺鉆機完成2口井，這樣每天可完成4口井；根據(jù)工程進度10天完成降水井施工并進入正常抽水狀態(tài)，能滿足工期要求。8.3 工程經(jīng)驗深井井點降水是在有圍護的深基坑內埋置深于基底（23m）的井管，使地下水通過設置在井管內的潛水泵將地下水抽出，使地下水位低于