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2-3 井点降水

2020-02-08 来源:好走旅游网
任务三、基坑井点降水施工与计价

本节适用于建筑基坑与市政工程井点降水施工。轻型井点适用的含水层为人工填工、黏性土、粉质黏土和砂土,含水层的渗透系数k=0.1~20.0m/d;适用的降水深度:单级井点3~6m,多级井点6~12m。喷射井点降水适用的含水层为黏性土、粉质黏土、砂土,含水层的渗透系数k=0.1~20.0m/d;适用的降水深度为6~12m。

一、施工准备 1.技术准备

降水施工前应根据施工要求按国家现行标准《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-1998)的有关规定进行降水工程设计。降水工程设计主要应包括如下内容:

1)工程概况;任务依据;工程环境和现场条件论述;降水方法选择及预测降水深度;降水施工组织程序;施工安排;材料设备机具计划;安全生产要求等。

2)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。 3)降水对邻近建筑物或公共设施的影响、监测措施及应急补救措施。 4)降水工程信息化施工实施方案。

5)降水工程资料分析及技术成果整理计划。 2.材料要求

滤料:一般为粗砂,宜选用磨圆度较好的圆形、亚圆形硬质砂。应洁净无杂质,无风化,颗粒均匀(不均匀系数η<2),规格应为含水层粒径的5~10倍。井点管外围滤料厚度不应小于100㎜。

3.机具设备 (1)成孔设备。

1)钻孔法成孔时,采用长螺旋钻机。

2)冲孔法成孔时,使用起重机和冲水机具,其种类、名称、性能规格见表2-29。 表2-29高压水冲法成孔设备的种类、名称、性能规格 种类 起重机 冲水机具 名称 履带式起重机 冲管 高压胶管 高压水泵 性能规格 最小起重高度10m,额定起重能力不小于30kN 直径50~70㎜,长度9m的钢管底部安装4个直径5~8㎜的冲嘴 长度为12~15m,直径与冲管和高压水泵相匹配 额定压力不小于1.5MPa 备注 用于起吊冲水机具,下井点管 用于冲刷土层成孔 连接高压水泵和冲管 - (2)洗井设备。用空气压缩机,其型号及技术参数见表2-30。 表2-30空气压缩机型号及技术参数

型号 V-0.67/7 电机功率/kw 5.5 排量/(m³/min 0.67 工作压力/MPa 0.7 W-0.67/10 5.5 0.67 1.0 (3)降水设备。

轻型井点降水设备主要有井点管、连接软管、集水总管、抽水机组和排水管。 ①井点管。上部为钢管,下部安装过滤器,底部可根据降水周期的长短决定是否设置沉砂管。

a.钢管直径一般为38~55㎜,,分节组装时直径应一致。

b.过滤器采用钢管,直径与上部钢管相同,长度为1.5~2.0m。滤管与井管用螺纹套头连接,过滤器钢管管面上钻有直径为14~15㎜呈梅花形分布的滤孔,滤孔面积一般为滤管表面积的15%~20%,外壁垫筋,包缠镀锌铅丝,间隙0.5~1.0㎜,外包1~2层60~80目的尼龙网、铜丝网或土工布滤网,或包1~2层棕皮,用铅丝捆扎牢固。

c.沉砂管直径与过滤器钢管直径相同,长度一般为0.5~1.0m,底部封死。

②连接软管。应为高压软管,长度为1~2m,直径与井点管和集水总管相匹配。 ③集水总管。根据出水量大小选用直径75~150㎜的钢管,在管壁一侧每隔0.8~2.0m设一个与井点管的连接接头,总管之间用法兰连接。

④抽水机组。常用干式真空泵机组、射流泵机组。

a.干式真空泵机组:以w型为例,机组主要设备性能见表2-31。 表2-31 w型抽水设备主机性能 名称 真空泵 规格型号 W4 数量/台 1 性能 真空度99.992kPa,抽气速率379 m³/h,功率10kW 真空抽水 用途 备注 图 3-2-2 轻型井点降低地下水位全貌图 1一井点管;2一滤管;3一总管;4一弯联管;

5一水泵房;6一原有地下水位线;

离心式水泵 3BL-9或3BA-9 11/2BL-6 J0316-0S-6L 2 1 1 2 1 注量45m³,扬程排送主水气分32.6m,功率7.5kw 离器中的水 流量11m³/h,扬程供真空泵冷却17.4m,功率3.0kW 水 额定输出11kw,转速970r/min 功率7.5kw,转速2900r/min 功率2.2kw,转速带动真空泵 带动离心泵3BA-9 可带离心泵备用一台 其中一台备用 电动机 J02-42-2 J93-90S2 2880r/min 11/2BL-6 b.射流泵机组:常用QID型、JSJ型射流泵的技术性能见表2-32、表2-33。 表2-32常用QJD型射流泵技术性能 项目 最大抽吸深度/m 最大排水量/(m³/h) 工作水压力/MPa 电机功率/kW 外形尺寸/㎜ 射流泵型号 QJD-45 9.6 45 ≥0.25 7.5 QJD-60 9.6 60 ≥0.25 7.5 2227×600×850 QJD-90 9.6 90 ≥0.25 7.5 1500×1010×850 表2-33 JSJ型射流式真空泵技术性能 型号 最大排水量1900×1680×1030 配用离心泵 最大抽吸深度/m /(m³/h) JSJ60 60 9.6 型号 3BL-9 功率/kW 7.5 JSJ70 70 9.6 JS65-40-200 7.5 ⑤排水管。一般采用直径150~250㎜的钢管或塑料管,采用螺纹连接或法兰连接,具体管径和长度应满足排水要求。

4.作业条件

(1)施工场地达到“三通一平”,施工作业范围内的地上、地下障碍物及市政管线应改移或保护完毕。

(2)滤料、井点管和设备已到齐,并完成了必要的配套加工工作。

(3)基坑部分的施工图纸及地质勘察资料齐全,可以根据基底标高确定降水深度,并进行降水设计,可以进行基坑平面位置复测和井点孔位测放。

二、施工工艺

1、施工工艺流程

2、施工要点

(1)测设井位、铺设总管。

1)根据设计要求测设井位、铺设总管。为增加降深,集水总管平台应尽量放低,当低于地面时,应挖沟使集水总管平台标高符合要求。平台宽度为1.0~1.5m。当地下水位降深小于6m时,宜用单级真空井点;当降深6~12m且场地条件允许时,宜用多级井点,井点平台的级差宜为4~5m。

2)开挖排水沟。

3)根据实地测放的孔位排放集水总管,集水总管应远离基坑一侧。

4)布置观测孔。观测孔应布置在基坑中部、边角部位和地下水的来水方向。 (2)钻机就位。

1)当采用长螺旋钻机成孔时,钻机应安装在测设的孔位上,使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置,孔位误差不得大于150㎜。使用双侧吊线坠的方法校正调整钻杆垂直度,钻杆倾斜度不得大于1%。

2)当采用水冲法成孔时,起重机应安装在测设的孔位上,用高压胶管连接冲管与高压水泵,起吊冲管对准钻孔中心,冲管倾斜度不得大于1%。

(3)钻(冲)井孔。

1)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,孔径为300~400㎜,孔深比井深大0.5m。易塌土冲孔需加套管,其成孔工艺参见本书第4.3节“长螺旋钻成孔灌注桩工程施工”的相关内容。

2)对易产生塌孔缩孔的松软地层采用水冲法成孔时,使用起重设备将冲管吊起插入井点位置,开动高压水泵边冲边沉,同时将冲管上下左右摆动,以加剧土体松动。冲水压力根据土层的坚实程度确定:砂土层采用0.5~1.25MPa;黏性土采用0.25~1.50MPa。冲孔深度应低于井点管底0.5m。冲孔达到预定深度后应立即降低水压,迅速拔出冲管,下入井点管,投放滤料,以防止孔壁坍塌。

(4)沉设井点管。沉设井点管应缓慢、保持井点管位于井孔正中位置,禁止剐蹭井壁和插入井底,发现有上述现象发生时应提出井点管对过滤器进行检查,合格后重新沉设。井点

管应高于地面300㎜。管口应临时封闭以免杂物进入。井点管埋设深度L可按式(2-8)计算:

L=H+C+ir0+Z+Y+T (2-8)

式中H--基坑深度(m),自集水总管平台起算;

C--基坑中心降水水位距基坑底的深度(m),一般为0.5m; i--井点封闭圈内的水力坡度,一般为0.1左右;

r0--井点封闭圈的半径或井点排间距的1/2(m);

Z--降水期间地下水位的变幅(m),当含水层渗透系数很小时可不考虑; Y--过滤器的工作长度(m); T--沉砂管长度(m)。

根据井点管埋设深度L可计算井点管长度L ΄: L ΄=L+h (2-9)

式中h --井点管露出地面的高度(m),一般为0.3m。

(5)投放滤料。投放滤料应均匀地从四面围投,保持井点管居中并随时探测滤料深度,以免堵塞架空。滤料顶面距地面应为2m左右。滤料用量可按式(2-10)计算确定:

V=0.785(Dk2-Dg2)Lɑ (2-10) 式中V--滤料数量(m³);

Dk--填滤料段井径(m),按井点管外围滤料厚度不小于100㎜考虑; Dg--过滤器外径(m); L--填滤料段长度(:m);

ɑ--超径系数,一般取1.2~1.5。

向井点内投入的滤料数量,应大于计算值的5%~15%,滤料填好后再用黏土封孔。 (6)洗井。投放滤料后应及时洗井,以免泥浆与滤料产生胶结,增大冼井难度。洗井可用清水循环法和空压机法。应注意采取措施防止洗出的浑水回流入孔内。洗井后如果滤料下沉应补投滤料。

1)清水循环法。可用集水总管连接供水水源和井点管,将清水通过井点管循环洗井,浑水从管外返出,水清后停止,立即月黏性土将管外环状间隙进行封闭以免塌孔。

2)空压机法。采用直径20~25㎜的风管将压缩空气送入井点管底部过滤器位置,利用气体反循环的原理将滤料空隙中的泥浆洗出。宜采用洗、停间隔进行的方法洗井。

(7)黏性土封填孔口。洗井后应用黏性土将孔口填实封平,防止表水流入孔内。

(8)连接、固定集水总管。井点管施工完成后应使用高压软管与集水管连接,接口必须密封。各集水总管之间宜设置阀门,以便对井点管进行维修。各集水总管宜稍向管道水流下游方向倾斜,然后将集水总管进行固定。为减少压力损失,集水总管的标高应尽量降低。 (9)安装抽水机组。抽水机组应稳固地设置在平整、坚实、无积水的地基上,水箱吸水口与集水总管处于同一高程。机组宜设置在集水总管中部,各接口必须密封。

(10)安装排水管。排水管径应根据排水量确定,并连接严密。

(11)试抽、验收。各组井点系统安装完毕,应及时进行试抽水,核验水位降深、出水量、管路连接质量、井点出水和泵组工作水压力、真空度及运转情况等。试抽后应组织现场验收,当发现出水浑浊时,应查明原因,及时处理,严禁长期抽吸浑水。验收合格后应在观测孔内观测静止水位高程。

(12)正式抽水。

1)降水期间应按规定观测记录地下水的水位、流量、降水设备的运转情况以及天气状况。雨季降水应增加观测频率。

2)对水位、水量监测记录应及时整理,绘制水量Q与时间t和水位降深值S与时间t过程曲线图,分析水位下降趋势并查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因,及时采取调

整补充措施,确保降水顺利进行。

3)当基坑中的基础结构高出降水前静止水位高度时,降水可以停止,停止降水前,必须验算基础结构的抗浮稳定性,当不能满足要求时不得停泵。

(13)井点拆除。多层井点拆除应从低层开始,逐层向上进行,在下层井点拆除时,上层井点应继续降水。井点管拔除后,应及时用砂将井孔回填密实,如井孔位于建筑物或构筑物基础以下,且设计对地基有特殊要求时,应按设计要求回填。

3.季节性施工要点

(1)雨期施工。

1)雨期降水时,集水总管平台地面应硬化处理,并挖好排水沟和集水坑,及时将井孔周围的积水排走,确保雨后场地内无积水。

2)地面水不得渗入和流入基坑,遇大雨或暴雨必须及时排除基坑内积水。 3)抽水机组应架设防雨设施。

4)进入现场的设备和材料避免堆放在低洼处,露天存放的要垫高加苫布盖好。 (2)冬期施工。

1)冬期降水时,对硬化的集水总管平台地面应做防滑处理。 2)应及时排除井孔周围的积水,防止积冰。 3)抽水机组应有避风、防冻的保温措施。 4)停泵时应及时放空管道和水泵内的存水。

三、施工排水、降水项目计价

在施工排水、降水项目计价时,要注意两个方面事项:一是施工排降水时间段包括挖土期和基础施工期两个阶段,这两个阶段的排(降)水计算时应分别或合并考虑;二是排(降)水的计算对象是水位线以下地下水,地表水应另行计算,同一计算阶段排水和降水计算也不可重复,即计算排水就不必计算降水,反之亦然。

(一)计价表施工排水、降水项目设置

计价表施工排水、降水项目包括:1施工排水;2施工降水。 (二)施工排水、降水项目列项及套价

1、人工土方施工排水是在人工开挖湿土、淤泥、流砂等施工过程中的地下水排放发生的机械排水台班费用。

2、基坑排水:是指地下常水位以下、基坑底面积超过20m2(两个条件同时具备)土方开挖以后,在基础或地下室施工期间所发生的排水包干费用(不包括±0.00以上有设计要求待框架、墙体完成以后再回填基坑土方期间的排水)。

注意:回填期设计要求延后,延后期间排水费用另行计算;

基坑底面积在20m2以内时,排水费用发生时另行计算。

3、机械土方工作面中的排水费已包含在土方中,但地下水位以下的施工排水费用不包括,如发生,依据施工组织设计规定,排水人工、机械费用另行计算。

4、强夯法加固地基坑内排水是指击点坑内的积水排抽台班费用,即夯击过程产生的积水。

5、井点降水项目适用于地下水位较高的粉砂土、砂质粉土或淤泥质夹薄层砂性土的地层。一般情况下,降水深度在6m以内。井点降水使用时间按施工组织设计确定,应包括挖土期和基础施工期两个阶段。井点降水材料使用摊销量中已包括井点拆除时材料损耗量。井点间距根据地质和降水要求由施工组织设计确定,一般轻型井点管间距为1.2m。

井点降水成孔工程中产生的泥水处理及挖沟排水工作应另行计算。

井点降水必须保证连续供电,在电源无保证的情况下,使用备用电源的费用另计。

(三)施工排水、降水工程量计算

1、人工土方施工排水不分土壤类别、挖土深度,按挖湿土工程量以立方米计算。 2、人工挖淤泥、流砂施工排水按挖淤泥、流砂工程量以立方米计算。 3、基坑、地下室排水按土方基坑的底面积以平方米计算。

4、强夯法加固地基坑内排水,按强夯法加固地基工程量以平方米计算。

5、井点降水的安装、拆除以“根”计算。降水使用50根为一套,累计根数不足一套者按一套计算,井点使用定额单位为套天,一天按24小时计算,降水时间按照批准的施工组织确定。

四、井点降水计价项目案例

某商住楼工程地下室基坑平面尺寸如图3-2-13,基坑底宽10m,长l9m,深4.0m,挖土边坡为l:0.48。地下水位在地面下0.6m,根据地质勘查资料,该处地面下0.7m为杂填土,此层下面有6.6m的细砂层,土的渗透系数K=5m/d,再往下为不透水的粘土层,现采用轻型井点设备进行人工降低地下水位,机械开挖土方。

(1)井点系统布置

井点系统布置成环状,总管离基坑边缘0.8m。 井点管的埋设深度为(不包括滤管)6.0m,井点管和滤管直径50mm,滤管长1.2m,另外增加井点管高出地面0.2m。

(2)井点管数量和间距

井点管数量为32根,井点管间距平均为2.4m, (3)抽水设备选用W5型干式真空泵。

图3-2-13 例题3-2-2图

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