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管井降水施工方案docx
管井降水专项施工方案
第一节、编制依据和参考资料
1、本工程总施工组织设计和水文地质报告;
2、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-2012;
3、《建筑施工手册》(第四版);
4、《基坑降水手册》姚天强编著。
第二节、工程概况
郑州航空港经济综合实验区(郑州新郑综合保税区)南水北调总干渠以南,规划为南北向城市主干路,南起炎黄大道,北至滨河东路,道路全长分别为8699.159m、8014.33m
本工程污水管道工程概况如下表:
道路
雨水系统
污水管道布置
炎黄大道-梅河
梅河-滨河东路
航兴路
6个
路中西63.0m
路中东63.0m
路中西63.0m
无
梅河东路
4个
路中西63.0m
路中东63.0m
无
路中东63.0m
1、地理水文状况
勘察期间场地初见地下水位在地面下2.80~8.40m,稳定水位埋深为在地面下3.50~9.10m,平均埋深为地面下6.44m,地下水位标高101.2~119.04m,平均标高105.86m。
受季节性降水的影响,水位年变化幅度在2.0m左右。
2、地基土的工程特征
工程场地地貌单元为黄河冲积平原,局部为风成砂丘微地貌,根据钻探、静力触探、标贯试验结果,拟建工程所处地貌属倾斜平原,地层从上到下分层如下:
第1-1层,杂填土(Q4ml)、淤泥:
杂填土,黄褐色,主要为粉砂及粉土,松散-稍密,含植物根系及少量砖块、砾石等建筑垃圾。
淤泥或淤泥质土主要分布在4+450-4+700段鱼塘底,呈黑色-灰黑色,含有机质,有腥臭味,厚度约1.0m。
第1-2层,耕土(Q4ml):
褐黄色,稍湿,松散-稍密,为新近堆积或回填的土层,以粉砂、粉土为主,个别地段夹有粉质粘土,土中含有植物根系,土层性质不均。
第1-3层,粉砂(Q4eol)黄褐色,稍湿,稍密,成份以石英、长石为主,少量云母,粉粒含量高,砂质不纯,局部夹粉质粘土薄层,可见白色蜗牛壳碎片等。
颗粒级配一般,分选中等。
第1层,粉土(Q4eol)浅黄色、黄褐色,湿,稍密~中密,干强度低,无光泽反应,韧性低,摇震反应慢,含锈斑及白色螺壳碎片,夹砂粒,局部粘粒含量高,夹粉质粘土薄层。
该层沉积时间相对较短,结构及均匀性差,属新近堆积土。
第2层,粉砂(Q4eol):
黄褐色、灰褐色,局部红褐色,稍湿~湿,中密,成份以石英、长石为主,少量云母,粉粒含量高,砂质不纯,局部夹粉质粘土薄层,可见白色蜗牛壳碎片等。
颗粒级配一般,分选中等。
第2-1层,粉质粘土(Q4eol):
褐黄色~灰褐色,可塑~软塑,干强度中等,无摇震反应,韧性中等,稍有光泽,含铁质氧化物、钙质条纹、少量植物根系,局部砂粒含量较高。
第3-1层,粉土(Q4al):
黄褐色~灰褐色,湿~饱和,中密,干强度低,摇震反应中等,无光泽反应,韧性低,含有少量蜗牛屑、少量小姜石及铁质氧化物,局部砂粒含量较高。
第3层,粉砂(Q4al):
褐黄色,稍湿~湿,稍密~中密,成份以石英、长石为主,少量云母,粉粒含量高,砂质不纯,局部夹粉质粘土薄层,可见白色蜗牛壳碎片等。
颗粒级配一般,分选中等。
第4层,粉质黏土(Q4al):
褐黄色~黄褐色,可塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,含铁质氧化物、钙质条纹,局部砂粒含量较高。
第5层,粉砂(Q4al):
褐黄色,饱和,中密,成份以石英、长石为主,少量云母,含白色蜗牛壳碎片、锈斑,局部夹粉土。
颗粒级配好,分选性好。
第6层,粉质黏土(Q4al):
褐黄色~黄褐色,可塑,干强度中等,无摇振反应,韧性中等,稍有光泽,含铁质氧化物、钙质条纹,局部砂粒含量较高。
3.沟槽降水方案确定原则
1、降水目的
为确保结构干槽施工,使地下水位降至基底下0.5m以下,以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工,既可避免大量涌水、冒泥、翻浆和流沙对施工造成的影响,又可由于土中水分排除后,动水压力减小,大大提高边坡的稳定性,减少土方开挖量。
2、降水方法的确定
管井井点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。
本法具有设备较为简单,排水量大,可代替多组轻型井点作用,水泵设在地面,易于维护等特点。
土层渗透系数较大(20~200m/d),降水深在5m以内,地下水丰富的土层、砂层,或明沟排水法易造成立粒大量流失,引起边坡坍方及用轻型井点难以满足降水要求的情况下,采用本工艺较好。
第三节、施工部署
1、根据施工现场平面布置图、施工组织设计、水文地质报告,做好管井及观测井的平面定位、降水深度等设计工作,降水布置图如下。
2、根据施工进度计划安排,做好渣土外运申报和天气预报资料收集工作,保障土方开挖的顺利进行;
3、排水所使用的电气元件,设备须符合《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的相关要求,经验收合格后方可投入排水施工;
4、落实专人负责设备的管理工作,保证沟槽降水水深度符合要求,视水量多少连续或间断抽水;
管井平面布置图
第四节、施工工艺及要求
施工工艺流程图
1、本工程根据地质勘查报告,以及和专业的降水施工队伍交流,结合他们在新郑经验,本工程管井埋设深度为13~20米,间距10~20米,降水深6米,可以采取沿基坑单侧布置4~5个井,共计9个管井。
井中心距基坑边缘的距离不小于3m,用钻孔法成孔。
2、管井埋设可采用泥浆护壁冲击钻成孔,钻孔孔径比管外径大200mm。
钻孔底部应比滤水井管深200㎜以上。
井管下沉前应进行清洗滤井,冲除沉渣,可灌入稀泥浆用吸水泵抽出置换,或用空压机洗井法,将泥渣清出井外,并保持滤网的畅通,然后下管。
滤水井管应置于孔中心,下端用圆木堵塞管口,井管与孔壁之间用3~15mm砾石填充作过滤层,地面以下0.5m内用粘土填充夯实。
3、水泵的设置标高应根据降水深度和选用水泵最大真空吸水高度而定,一般为5-7m,当吸程不够时,可将水泵设在基坑内。
4、管井使用时,应经试抽水,检查出水是否正常,有无淤塞等现象,如情况异常,应检修好后方可转入正常使用。
抽水过程中,应经常对抽水设备的电动机、传动机械、电流、电压等进行检查,并对井内水位下降和流量进行观测和记录。
5、井管使用完毕,可用人字桅杆上的钢丝绳、倒链借助绞磨或卷扬机将井管徐徐拔出,将滤水井管洗去泥砂后储存备用,所留孔洞用砂砾填实,上部50cm深用粘性土填充夯实。
6、管井降水构造节点图及做法
1)滤水井管--下部滤水井管过滤部分用钢筋焊接骨架,外包孔眼为1-2mm滤网,长2-3m,上部井管部分用直径200mm以上的钢管或塑料管。
2)吸水管--直径50-100mm的钢管或胶皮管,插入滤水井管内,其底端应沉到管井吸水时的最低水位以下,并装逆止阀,上端装设带法兰盘的短钢管一节。
3)水泵采用BA型或B型、流量10-25m3/h离心式水泵或自吸泵。
每个井管装置一台,当水泵排水量大于单孔滤水井涌水量数倍时,可另加设集水总管,将相邻的相应数量的吸水管连成一体,共用一台水泵。
第五节、质量要求及保证措施
1、安装井点管要垂直,并保持在孔中心,放到底后,在管四周分层均匀填砂砾或碎石滤层,并使密实,最上500mm用粘土填压密实。
井管要高出地面200mm,以防雨水、泥砂流入井管内。
2、洗井是管井沉设中的一道关键工序,其作用是清除井内泥砂和防止过滤层淤塞,使井的出水量达到正常要求,洗井后井底泥渣厚度应控制在小于80mm。
3、管井降水时,应对称、同步地进行,使水位差控制在0.5m以内。
4、管井供电系统应采用双电路,避免中途停电或发生故障时造成水淹基坑、破坏基土。
5、当管井采用离心式水泵降水深度不能满足要求时,应改用潜水泵在井管内进行降水。
6、钻探施工达到设计深度,宜多钻0.3~0.5m,用大泵量冲洗泥浆,减少沉淀,并应立即下管,注入清水,稀释泥浆比重接近1.05后,投入滤料,不少于计算量的95%,严禁井管强行插入坍塌孔底,滤料填至含水层顶板以上3~5m,改用粘土回填封孔不少于2m;
7、由于降水管井分布集中,连续钻进,应及时进行洗井,不应搁置时间过长,或完成钻探后集中洗井。
第六节、安全保证措施
1、装设符合《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的用电系统,以防止触电等事故;
2、选用质量合格的水泵,安全性可靠,扬程和功率等性能满足要求;
3、降水施工过程中改变降水设计方案,应具有设计人员与施工人员的洽商处理意见书,必要时尚应具有审批手续;
4、抽水设备应进行定期保养,降水期间不得随意停抽;当发生停电时,应及时更新电源,保持正常降水;
5、发现基坑(槽)出水,涌砂,应立即查明原因,组织处理;
6、降水过程中,特别是基坑开挖时,应随时观察基坑边坡的稳定性,防止边坡产生流砂、流土,潜蚀、塌方等现象;
7、基坑开挖应严格按规定放坡,操作时应随时注意土壁的变动情况,如发现有裂缝或部分坍塌现象,应及时进行支撑或放坡,并注意支撑的稳固和土壁的变化。
一有危险情形,立即停止施工,消除隐患后,方可继续施工;
8、基坑开挖时,两人操作间距应大于3.0m,不得对头挖土;挖土面积较大时,每人工作面不应小于6㎡,挖土应由上而下、分层分段按顺序进行,严禁先挖坡脚或逆坡挖土,或采用底部掏空塌土方法挖土。
9、重物距土坡安全距离:
汽车不小于3m;起重机不小于4m,堆土高不超过1.5m。
第七节、文明施工
1、在建筑物、构筑物、地下管线受降水影响范围的不同部位应设置固定变形观测点,观测点不宜少于4个,另在降水影响范围以外设置固定基准点;降水之前测量不少于2次,降水开始至达到设计降水深度期间,每天观测1次,达到降水深度后每2-5d观测一次,直至变形影响稳定或降水结束为止。
2、降水施工期间洗井抽出的淡水,在现场基本澄清后排放,并应防止淤塞市政管网或污染地表水体;
3、降水施工排出的土和泥浆,不得任意排放,防止污染城市环境或影响土地功能;
4、注意保护井口,防止杂物掉入井内,经常检查排水沟、管,防止渗漏,冬季降水,须采取防冻措施。
第八节、应急措施
1、基坑侧壁少量渗水时,可浅插小孔径滤水管排水;
2、基坑侧壁渗水较大时,可采用导水管、插铁板、码草袋。
砖砌沟等方法导水至基坑明排井并排出;
3、连续桩护坡桩间渗漏水,可采用喷射混凝土,桩间加孔灌注混凝土、粘土封堵;
4、局部地段集中渗漏严重,可采用基坑外加降水井、井排;
5、基坑底部或拱顶、侧壁见水时,可采用速凝混凝土灌、喷护;
6、地表水底铺设粘土,塑膜等增加渗透路径;
7、当工程降水可能影响基坑稳定和地面沉降时,可采取人工回灌地下水;如地面出现裂缝,应及时灌浆修补,防止地表水渗入;
8、基坑底部隆起时,可采取重压法,降水法。
第九节、计算书
管井降水计算书
一、水文地质资料
土层编号
土层名称
埋深(m)
厚度(m)
容重(KN/m3)
粘聚力(KPa)
渗透系数(m/d)
1
粉砂
1.73
1.23
18.2
3
8
2
粉土
2.25
1.66
16
11
0.4
3
粉砂
4.31
3.26
18.5
2
8
4
粉粘土
5.58
2.15
18
18
0.4
5
粉土
7.0
2.75
18.1
12
0.4
二、计算依据及参考资料
该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012),同时参阅了《建筑施工手册》(第四版)和姚天强等编写的《基坑降水手册》。
三、计算过程
1、基坑总涌水量计算:
根据基坑边界条件选用以下公式计算:
基坑降水示意图
Q为基坑涌水量;
k为渗透系数(m/d);
H为含水层厚度(m);
R为降水井影响半径(m);
r0为基坑等效半径(m);
S为基坑水位降深(m);
D为基坑开挖深度(m);
dw为地下静水位埋深(m);
sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离(m);
通过以上计算可得基坑总涌水量为1154.265m3。
2、降水井数量确定:
单井出水量计算:
降水井数量计算:
q为单井允许最大进水量(m3/d);
rs为过滤器半径(m);
l为过滤器进水部分长度(m);
k为含水层渗透系数(m/d)。
通过计算得井点管数量为9个。
3、过滤器长度计算
群井抽水时,各井点单井过滤器进水长度按下式验算:
l为过滤器进水长度;
r0为基坑等效半径;
rw为管井半径;
H为潜水含水层厚度;
R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和;
R为降水井影响半径;
通过以上计算,取过滤器长度为2.5m。
4、基坑中心水位降深计算:
S1为基坑中心处地下水位降深;
ri为各井距离基坑中心的距离。
根据计算得S1=8.778m>=S=7m,故该井点布置方案满足施工降水要求!
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