大口井降水方案.docx
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大口井降水方案
大柳塔煤矿联合建筑室外化粪池工程
基坑支护及降水施工方案
宁夏煤炭基本建设公司
2013年3月23日
四、基坑开挖施工………………………………………….............8
(1)开挖原则
(2)开挖设计方案
(3)开挖施工工艺和方法
五.基坑支护方案
(1)初步分析
(2)基坑支护设计
(3)基坑支护施工工艺和方法
一、工程概况
该工程化粪池位于大柳塔煤矿内,情况如下表:
化粪池容积(m³)
位置
型号
规格
挖土深度/m
覆土厚/m
50
旧联建楼北侧
11#
2900×8800
4.8
1.15
具体详细尺寸及施工图见图集《钢筋混凝土化粪池》,图集号:
03S702,根据实地测量以及图纸设计标高确定,均采用有覆土形式,并且顶面均过汽车。
由于该区域地下水位较高,大约在-1.4左右,基坑开挖前需要做基坑降水,本工程计划采用大口井降水。
二、降水井施工
(1)施工工艺流程
井点测量定位→挖井口、安护筒→钻孔就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→盖井盖→清理施工现场→降水管理→降水任务完成→封井。
(2)施工要点
钻井
按池位测放井位,采用钢筋做显著标志,对井位处的地面标高进行测量,根据设计井底标高,确定井深。
按设计井位,根据该地区地下地层情况,施工时设置护筒,避免泥浆浸泡、冲刷导致孔口坍塌。
采用反循环潜水钻机成井,井内径不小于300mm,井孔保持圆正垂直,孔深大于8m。
换浆
井管下入前注入清水置换,砂石泵抽出沉渣并测定井深。
用水泵或捞砂管抽出沉渣,使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/cm3。
吊放井管
井管采用Φ300mm水泥砾石滤水管,分节下放,滤水管外包多层土工布及等粒径碎石。
井管要高出地面不小于300mm,并加盖临时保护。
填滤料
井管下入后立即填入滤料。
滤料沿井孔四周均匀填入,宜保持连续,将泥浆挤出井孔。
填滤料时,应随填随测滤料填入高度,当填入量与理论计算量不一致时,及时查找原因。
不得用装载机直接填料,应用铁锹下料,以防不均匀或冲击井壁。
洗井后,如滤料下沉量过大,应补填至井口下1m处,其上用粘土封填。
滤料必须符合级配要求,合格率要大于90%,杂质含量不大于3%。
洗井
成井后,借助空压机清除孔内泥浆,至井内完全出清水止,再用污水泵反复进行恢复性抽洗,抽洗次数不得少于6次。
洗井应在成井4小时内进行,以免时间过长,护壁泥皮逐渐老化难以破坏,影响渗水效果。
洗井后可进行试验性抽水,确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。
下泵抽水
潜水泵在安装前,对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。
检验电动机的旋转方向,各部位螺栓是否拧紧,润滑油是否加足,电缆接头的封口有无松动,电缆线有无破坏折断等情况,然后在地面上转3~5min,如无问题,方可放入井中使用。
深井内安设潜水电泵,可用绳吊入滤水层部位,带吸水钢管的应用吊车放入,上部与井管口固定。
设置深井泵的电动机座应安设平稳,转向严禁逆转(设有逆止阀),防止转动轴解体。
潜水电动机、电缆及接头必须有可靠的绝缘,每台泵配置一个控制开关。
主电源线路沿深井排水管路设置。
安装完毕应进行试抽水,满足要求后始转入正常工作。
封井(盖井盖)
井口地面以下1m范围内用粘性土回填压实,井管要高出地面0.3m,并在周围立显著标志和加井盖予以保护。
水位观测
抽水前应进行静止水位的观测,抽水初期每天早晚7点观测2次,水位稳定后应每天观测1次,水位观测精度±2cm,并绘制地下水水位降深曲线。
降水结束封井
待化粪池主体结束,基坑回填完毕,降水工作结束,封闭降水井,恢复原有地面。
施工技术要求
尽量使用清水钻探,必要时使用稀泥浆钻进;
机械垫平,保证钻孔垂直度,严格按设计孔径、孔深施工;
作好钻探记录,记录好孔号、孔深、地层岩性等;
下管时将井管对整齐,捆扎要牢靠,防止下管脱落或井斜;
滤料规格要整齐干净、圆度要好,绝不准含砂;
成孔下管前,要用清水换浆,成井后,应立即用空压机洗井,一切水质洗到清澈透明,抽水五分钟后含砂量应低于1/2000;
洗井后应下泵抽水,观测出水情况,及时调整降水方案。
(3)降水井施工技术、质量保证措施
井点成孔质量控制措施:
钻孔的孔口处设置护筒;
孔径施工垂直,上下一致,管井设计管径Φ300mm,孔底比管底深0.5~1.0m;
空压机洗井至水清砂净;
钻进中在需要的时候取土样并做好记录。
分节组装的井点管直径一致。
管井井点管采用无砂混凝土管,其孔隙率不应小于20%,且外壁包无纺布。
井点管沉设符合下列规定:
下管前进行冲孔换浆,泥浆比重控制在1.05-1.10之间。
沉设前应先配管,
分节沉设时,各节应同心并连并连接严密;
管井井点管高出地面300mm,井点管就位固定后,管上口应临时封闭。
滤料洁净,其规格为含水层筛分粒径的5~10倍。
投放时符合下列要求:
滤料投放前清孔稀释泥浆;
滤料沿井管周围均匀投放,投放量不得小于计算量的95%;
滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。
井点管沉没后,检查渗水性能。
当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时方为合格。
配水管路断面根据排水流量确定并连接严密。
排出的水经过沉砂处理后,方可排入市政管道。
降水井点系统,在工程结构底板浇注完毕且混凝土强度达到设计要求后再行撤除、封井。
井点封井后,及时回填密实。
(4)降水井保护措施
坑内井在井口处用Ф16螺纹钢焊好保护架,设置井盖盖好。
坑外砌筑井台,井口设置井盖盖好,以防掉落井内杂物。
土方开挖时,除向土方开挖人员作好保护交底外,派专人负责看护成井,并随土方下挖逐节拆下井管。
观测井的保护措施
槽内观测井在井周围做好标志,以示保护。
每天进行巡视,检查观测井的保护情况。
(5)降水井点布置
基坑降水设计基础开挖前,在基础四周挖设4个排水井,具体位置见附图(按非完整计算,根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99)井深为8米,根据现场坑槽涌水程度将地下埋水位定位1.5米,井间距10米。
排水井内径300mm,滤水井采用无砂混凝土管,井管内插入直径为150mm的橡胶管为吸水管,吸水管与水泵相连,采用一泵一井,并预留2个备用水泵,4个降水井同时作业,以保证基础的正常开挖。
对地下水水量的预测:
由于地质勘察报告没有提供土工试验数据,目前只能够通过查阅一些相关资料进行预测,根据地质报告的显示,挖土区域主要为中粗砂,表层杂填土层位于地下水位以上,基本上可以不考虑它的渗透。
通过查阅相关资料,粗砂的渗透系数在a*10-1至10-2cm/s之间;中砂的渗透系数在a*10-1至10-3cm/s之间,可以知道,本工程的渗透系数取值最小值为1*10-3cm/s;最大值为9*10-1cm/s。
根据公式进行测算:
井点深度:
8.2M
地下静水位:
Hn=1.5M
管井半径为:
r=¢/2=0.30/2=0.15m(砼管径为¢300mm,壁厚为50mm,公式中¢=0.3+0.05+0.05=0.40m)
有效深度为:
8米
井内降水深度:
S=12-4.5+0.4=7.5m≈7.9米
影响半径:
R=30m
单井涌水量:
Q=4=80m3/h
基坑总涌水量:
Q=1.366KS(2H-S)/lg(l+R/r0)
Q=基坑潜水涌水量(m3/d)
K=含水层透水系数=3.45m/d
H=有效深度=8m(如按完整井计算H为透水层厚度)
S=降水深度=8m
R=影响半径=30m
r0=基坑换算半径=√F/π(F为基坑面积=40m2)
需要说明的是,这只是一个初步估计,而实际的渗流长度是变数,不是100米而是都大于100米,这是一个最保守的估计。
首先,为防止地表水排入坑内,同时加强基坑积水及雨水的及时排放,分层开挖以后,在基坑内四周设置排水沟,排水沟沟宽0.3米,深0.3米,沟底平铺一层石渣,以方便滤水。
排水井水泵采用150WQ200-10-15型,出口直径150mm,流量200m3/h。
根据开挖的情况及时设置水泵抽水,如果沟内的水不能及时抽出,应适当增加水泵台班,直至抽水量大于渗透量,排水沟内几乎没有积水,方可进行下一步施工。
四、基坑开挖施工
(1)开挖原则
工程经验表明,由于受地下工程不可知的因素影响较多,因此基坑开挖工程是一项风险较大的工程,即使从已知条件设计出安全、可靠的基坑施工方案,在施工中也要采取信息法施工。
由于该工程土质较差,且基坑开挖施工要与基坑排水、基坑支护密切配合,所以基坑开挖要采用安全可靠的措施,严密组织,科学施工。
尤其是要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则,方能确保基坑边坡稳定和基坑工程的安全。
基坑开挖必须与基坑支护和降水方案的实施保持一致,充分考虑土方开挖的前提条件是挖方区域处于无水状态,考虑到基坑支护做到万无一失是开挖顺利进行的保障,考虑到基坑降水是整个开挖乃至基础施工全过程的核心。
基坑开挖应遵循分层、分段、按先后顺序开挖的原则。
土方开挖设计应充分考虑时空效应,合理确定土方开挖层数、每层分段数量、分段开挖时间限制及护壁留置的宽度、高度等等;
土方开挖设计
土方开挖前要做好必要的准备工作,如沙袋、木桩、竹片板等排险材料,以备基坑开挖时出现紧急情况之需。
基坑开挖时将地面附加荷载减到最小,严禁在坑边堆载或通行重载车。
开挖下层土时,保护上层支护的边坡,不得碰撞排水结构和支护结构。
土方开挖以后及时施工支护结构,尽量减少土体变形,保证基坑安全。
基坑内各区间台阶先放坡机械开挖,再人工修坡到位。
同一层土方开挖施工应分层分段跳挖施工,出现紧急情况时便于回填反压。
每次每段开挖长度不大于5米。
及时检查现场的排水系统,做好基坑周围地表水及基坑内积水的排汇和疏导,防止基坑暴露时间过长或被雨水浸泡。
开挖施工工艺和方法
基坑的土方施工包括定位放线、土方挖运、验槽与地基的局部处理等。
放线是根据定位确定的轴线位置划出基坑开挖边线。
基坑上口尺寸的确定应满足支护方案设计的要求。
在第一层土方开挖以后,挖第二层土方以前,仍要进行第二次放线,以此类推,需要放线3—4次。
本工程的土方采用W220-C、w60-c型挖掘机开挖,自卸汽车运土,人工配合清槽的方法。
这种作业方式可以减轻劳动强度,加快工程进度。
严格按造支护设计深度开挖,并应注意逐层开挖,基坑土方开挖采用机械开挖和人工清挖相配合,开挖顺序按先四周排水沟、后中间挖方区域、先南后北逐层开挖的原则。
基坑开挖机械不得碰撞支护结构、降水系统和监测系统,严禁碰撞、挤压、拖动工程桩。
第一步全面开挖1米深,根据地质报告显示,常地下水位在地表以下2米,因此,全面开挖1米不会出现地下水。
第二步四周挖排水沟排水,如果含水层开挖时如果渗透流量过大,会引起四周沙层塌方、中部管涌或流土(俗称沙沸),将无法控制开挖边线和标高,所以在含水层全面开挖以前,在挖方区域以外四周先用挖掘机挖出一条四面连通的排水沟。
为方便施工,排水沟开挖完成以后及时用水泵(暂定功率100M3/h)抽水,如果沟内的水不能及时抽出,应适当增加水泵台班,直至抽水量大于渗透量,排水沟内几乎没有积水,方可进行下一步施工
第三步排水沟以内再开挖1米深,待排水稳定以后,再将排水沟以内往下开挖1米深。
第四步重复第二、三步的工作,直至挖至设计标高。
重复第二、三步的工作,直至挖至设计标高。
挖至设计标高以后,底部再开挖一条排水沟,始终抽水以保持基底没有积水。
五.基坑支护方案
初步分析
本深基坑工程挖深较深,最大深度为相对标高-4.8m,从经济方面考虑,全面放坡开挖。
按照1:
0.5放坡,以满足施工要求。
基坑开挖以后地下水必然渗流,透过渗流部位,会引起涌土、涌砂现象的发生,所以土方开挖后该层边坡是不稳定的,必须采取支护措施。
(2)坑支护设计
放坡开挖以后的基坑边坡支护主要是中粗砂层的边坡支护,支护方法也相对简单,一般可以保证在无水状态下进行,先人工修理边坡,达到平整以后在边坡上平排一层实心粘土砖,以保证支护对象处于稳定状态,人员上下施工时不至于将边坡踩踏下滑。
如果边坡始终处于无水状态,简单支护以后就可以满足施工的要求。
如果有地下水渗出,长时间会引起边坡变形,再在上面整体做一层100厚细石混凝土找平层。
细石混凝土间隔一定的距离预留排水孔,以减少渗流水对边坡土质的影响。
边坡支护的具体做法见图3
挖掘机和人员、设备上下部位是边坡支护的重点,为确保万无一失,该部位在土方开挖完成以后采用100厚C10混凝土浇筑,并设置防滑条。
在挖掘机和人员上下部位的排水沟均提前预制沟盖板,在护壁完成以后盖上,保证施工机具和人员的顺利通行。
基坑支护施工工艺和方法
边坡支护在基础开挖完成以后,上层排水沟排水基本稳定以后进行,基本上土方开挖完成以后即可,基坑支护采用人力手推车进行垂直和水平运输。
为保证坡度满足设计要求,保证平整度,在靠近设计边坡附近,应停止使用大型机械开挖,采用人工挖铲,以免扰动边坡土体。
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