轻型井点降水设计实例分析
(1)工程概况
某高层住宅楼,地面以上15层,地下一层,采用箱型钢筋混凝土基础,基础埋深4m,基坑边坡采用1:0.5放坡,基坑底面尺寸为30m×50m。
(2)工程地质与水文地质条件
经前期岩土工程勘察,场地地基土为含粘土的中砂,厚度约20m,下部为粘土层,不透水。地下水类型为潜水,地下水埋深为0.5m,含水层加权平均渗透系数为18m/d。
(3)井点降水设计
为防止基坑开挖后出现流砂现象,确保施工期间基坑的稳定性,根据现有情况及当地经验,拟采用轻型井点降水方案。基坑降水井点系统采用环状布置,井点管距基坑边缘的距离为0.5m,拟采用的滤管长度为1.2m,管径38mm。井点管露出地面0.25m。
分析地质条件,确定此降水条件为潜水非完整井,采用大井法及相关公式计算基坑涌水量、布置井点管。运用《基坑降水分析计算系统》计算,输入的数据界面如图7-1所示。
图7-1 条件选择界面
根据上述基坑开挖深度、地下水埋深、地下水位降深要求等情况,输入的计算参数如图7-2所示。
软件自动完成计算布井等任务,基坑降水剖面如图7-3所示。
图7-2 实例输入的参数界面
图7-3 软件计算绘制的降水基坑剖面
计算结果如表7-1所示。
表7-1 轻型井点降水计算结果
根据理论计算结果,井点管数量为81根,井点间距约2m,考虑到井点管间距应为0.4的模数,井点管在基坑四角进行了加密。实际布置井点管92根,间距2m,在四角处,井点管间距为1.6m。上述结果、井点管间距可在系统中进行查询。
软件可自动输出井点布置示意图、计算书等。
降水井的封堵宜采用“先内后两边”的原则,封堵前,先加大该井周边的降水力度,使待封井管内水位降至最低进行封堵,对最后封堵的降水井,应慎重处理。具体封井顺序及时间要根据现场观测及设计要求确定,完整施工流程如下:一、降水方案设计1、根据工程图纸和地质条件,结合工程实际情况进行降水方案设计。2、当工程基坑中间有电梯井、污水井等局部加深部位时,可在加深部位中间或附近布置降水井,提高降水效率。3、降水井宜位于防水底板较薄处,便于防水井封堵,降低工程造价。4、降水井布置应避开桩基、框架柱、剪力墙、基础梁等竖向构件部位,避免交叉作业。二、降水井施工降水井施工并降水。三、基坑土方开挖1、土方开挖时,应注意对降水井上口采取覆盖复合竹胶板等保护措施,防止开挖土方落入井内,减少降水井深度。2、采用机械进行土方开挖时,应距离降水井外边预留300mm土方采用人工开挖,严禁挖掘机碰撞降水井。四、防水钢套管制作1、采用Φ325×8的热轧无缝钢管制作钢套管,钢套管高度不小于混凝土底板与垫层厚度之和。2、加工防水套管止水外环。根据钢套管外径,选择不小于6mm厚的钢板加工止水环,外环外径不小于525mm。3、焊接止水外环。止水外环位于防水套管高度的中间部位。4、止水内环螺栓焊接。根据防水钢套管的内径,选择与套管相符的管法兰和管法兰盖,将螺栓焊接管法兰上。5、将管法兰焊接在套管高度的中间部位。6、焊接钢套管底座。选择4根Ф20长150mm的钢筋,将其对称焊接在防水套管底部。五、固定防水钢套管在底板混凝土垫层浇筑前,将钢套管固定在降水井中心上方的降水井口上,降水泵穿过钢套管放入降水井进行降水。六、钢套管处防水层施工施工底板防水层时,防水层上翻至防水钢套管外侧止水环底部,采用密封胶泥进行防水收口处理。七、底板结构施工底板钢筋绑扎时,应按图纸和设计要求对防水套管周围进行施工,增设附加筋。八、降水井回填1、根据设计要求允许停止降水时,应先停止基坑内降水,在降水井封堵之后,再停止基坑外降水,减少基坑内降水井封堵时的水压,便于基坑内降水井封堵。2、基坑内降水井停止降水后,降水井底部回填配砂石,降水井上部2m深范围回填普通硅酸盐干水泥。九、防水钢套管法兰密封1、根据管法兰盖板的大小和螺栓眼制作橡胶垫圈,橡胶垫圈厚度为10mm。2、将事先制作好的橡胶垫圈套入钢套管的螺栓上,再放入管法兰盖,用套筒扳手对称交错拧紧螺母。保证法兰盖板密封严密,不漏气。十、混凝土浇筑在确认法兰盖板密封严密验收合格后,将钢套管内清理干净,盖板上部内浇筑比底板混凝土高一个标号等级的干硬性混凝土,将混凝土振压密实。十一、混凝土养护在混凝土达到初凝前,进行二次碾压,减少混凝土塑性收缩。表面覆盖塑料薄膜、毛毡,对该处膨胀混凝土进行养护,养护时间不小于14天。
井距平均约9.0m。
降水井
为降低地下水位打的井,打完后放入水泵抽取地下水,降低地下水的水位。是保证基坑顺利施工的措施之一。降水井起的是降水作用,有深有浅,深度按照降水要求,深的降水井,甚至可以达到五六十米。降水井有轻型,中型等的区分。根据原理的不同,还分成很多种。有密封好,连接起来,用泵抽,有用潜水泵放深井中抽的。
工艺流程
放线定井位-钻机就位钻孔-吊放井管-填充滤料
施工顺序
⑴ 放线定井位。
⑵ 放样、钻孔至设计深度。
⑶ 安装φ400 无砂滤管或桥式滤管。
⑷ 井管底端封口接头应牢固防止反砂。
⑸ 在孔壁与砂管之间填充滤料接近井口1.0m 范围内采用粘土填实封严。
⑹ 空压机洗井至水清。
⑺ 沉放潜水泵至井底0.5m 处敷设集水总管用抽水管与泵连接。
⑻ 试抽水检查井管是否漏水水泵是否反转。
⑼ 测定每个管井初始水位和流量进行正式抽水。
⑽ 正常抽水监测。
质量控制
⑴ 无砂滤水管必须通畅,滤料粒径均匀,含泥量少,均应检验合格后方可使用。
⑵ 严格按设计要求控制好井径-井深和井距。
⑶ 无砂水泥管接口必须用塑料布封严。
⑷ 每打成一眼井要进行质量检查验收-孔径偏差≤10cm,垂直偏差≤5井深偏差≤20cm。
⑸ 洗井后泥砂含量控制在10以内。
⑹ 抽水期间应经常检查抽水管和水泵有无故障经发现应及时修理或更换,并应经常检查抽水情况,防止无水烧坏水泵,影响降水效果。
⑺ 在全部打井和抽水过程中必须有专人负责,做好成井记录和抽水记录以保证成井质量和抽水正常。