降水方案設計 第七章

降水方案設計在地下水位較高得地區(qū)開挖基坑，由于含水層被切斷，在水壓差作用下，地下水必然會不斷得滲流入基坑，如不進行基坑內地下水得有效處理，將會造成基坑滲水，使現場施工條件變差，地基承載力下降，在動水壓力作用下還可能引起流沙，管涌和邊坡失穩(wěn)，坑壁土體坍塌等現象，因此，為了確保基坑安全和工程質量，必須對地下水進行有效處理。對地下水得治理一般可以叢兩個方面進行，一是對地下水進行堵截；二是降低地下水位。一般情況下，在進行深基坑開挖施工時應具備如下條件：基坑在開挖期間保持干燥狀態(tài)；保持基坑邊坡得穩(wěn)定和基坑底板得穩(wěn)定；不影響鄰近建筑物和地下管線得正常使用。一、工程地質及水文地質條件由工程概況可知基坑土體安三層土體處理。分別由上至下為雜填土，粉黏土，卵石層。場地水位為-7米，變幅為1.8米—2.5米。故含水層位于卵石層，而卵石層厚度大，滲透型號，是較好得含水層，且系第四系孔隙水層。主要補給水來源為大氣降水和岷江徑流。二、降水方案設計1)降水方案得選擇由前述已知地下水得治理可以從兩方面進行。由于本設計已確定由懸臂灌注樁進行基坑支護，因此堵截地下水治水法有地下連續(xù)墻，稀漿槽，防滲帷幕，凍結法可供選擇。地下連續(xù)墻為鋼筋混凝土結構，有一定得入土深度，能防止地下水得入侵，對于軟弱，滲透性小的土層，地下連續(xù)墻的止水效果很好，但是由于本基坑含水層位于卵石層，屬于堅硬，滲透性大的土層，若采用地下連續(xù)墻，止水效果將會不佳，并且將提高工程造價。洗漿槽為在基坑四周挖一槽溝，于槽中灌入膨潤液，并用不透水物質回填，使膨潤液在槽壁上形成一層濾餅，防止或減小地下水向坑內滲流，但它在卵石層和巖層中使用時造價太高。防水帷幕在進行懸臂灌注樁支護方案中已棄用。凍結法事采用凍結技術，降級坑四周的土層凍結，達到度水和支撐邊坡的目的，但此發(fā)生攻擊設設備要求較高，并且相關經驗也較少。另外本基坑屬深基坑，故降水方案初步定為采用井點降水。井點降水有輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水、管井降水、輻射井點降水、自滲井點降水等方法。故將在這些方法中結合工程實際情況進行比選：輕型井點降水輕型井點抽水系真空作用抽水，一般適用于粉細砂、黏土、粉質土等滲透系數較小(0.1~20m/d)的弱含水層中降水，降水深度單層小于6m，雙層小于12m。采用輕型井點降水，其井點間距小，能有效的攔截地下水流入基坑內，盡可能的減小殘留滯水層厚度，對保持邊坡和樁間土的穩(wěn)定較有利，因此降水效果較好。其缺點是：占用場地大、設備多、投資大，特別是對于狹窄建筑場地的深基坑工程，其占地和費用一般是讓建設單位和施工單位難以接受的，在教長時間的降水過程中，對供電，抽水設備的要求高，維護管理復雜等。結合工程的實際情況看，有幾點可以注意到：一是本基坑含水層位于卵石層，屬于堅硬，滲透性大的土層；二是基坑降水深度大(降水深度>9米)；三是本建筑場地有部分區(qū)域屬于狹窄型建筑場地，在基坑的西側，有一棟住宅樓距離基坑只有兩米，并且還部分相連，在南側有兩棟簡易工棚距離基坑也只有兩米；四是輕型井點的井點管一般只有6—9米長，而施工基坑的開挖深度達到了14.2米，遠遠大于井點管長度；五是基坑的面積較大(近4600平方米)。從這幾點可以看出基坑的實際情況和輕型井點的優(yōu)缺點十分不吻合，如果采用輕型井點降水方案，施工技術和工程造價都會難以接受。噴射井點降水噴射井點是采用高壓水泵將壓力工作水經供水管壓入井點內外之間的環(huán)型空間，并經過噴射器兩邊的側孔流向噴嘴。由于噴嘴截面的突然變小，噴射水流加快，這股高速水流噴射之后，在噴嘴噴射出水柱的周圍形成負壓，從而將地下水和土中空氣吸入并帶至混合器。這時地下水流速度得以加快，而工作水流速逐漸變緩，二者流速在混合器內基本混合均勻?；旌暇鶆虻乃魃湎驍U散管，擴散管截面是逐漸擴大的，其目的是減少摩擦損失。當噴嘴不斷噴射水流時，就推動著水沿內管不斷上升，混合水流由井點進入回水總管到循環(huán)水箱。部分作為循環(huán)水用，多余部分溢流排到場外，如此循環(huán)，以達到降水的目的。噴射井點主要適用于滲透系數小的含水層和降水深度較大(8—20米)的降水工程。其主要特點是降水深度大，但由于需要雙層井點管，噴射器設在井底部，有兩根總管與各井點管相連，地面管網鋪設復雜，工作效率低，成本高，管理困難。將噴射井點法與工程實際結合看：降水深度大，井點管深都十分符合工程降水的需要，但是實際情況含水層的滲透系數比較大，單位出水量大。另外噴射井點發(fā)的工作效率低，成本高提高了工程的造價，并且施工要求也比較高。電滲井點降水電滲井點降水是利用電動勢作用構成的降水系統。它主要用適用于含水層滲透系數較小(<0.1m/d)的飽和黏土，特別是在淤泥和淤泥質黏土之中的降水。由于黏性土的顆粒比較小，地下水流動十分困難，其中僅自由水在孔隙中流動，其他部分地下水則處于被毛細管吸附的約束狀態(tài)，不內在壓力水頭作用下參與流動，當向土中通以直流電流后，不僅自由水、而且被毛細管約束的凝滯水也能參與流動，增加了孔隙水流動的有效斷面，其滲透性提高數十倍，從而縮短降水時間，提高降水效果。再結合工程實際，基坑的土層主要由滲透系數大的卵石層組成，而黏土層只有3.2米，并且還在地下水位以下，而含水層在滲透系數大的卵石層。電滲井點降水消耗電能也較大，還將提高工程造價。管井降水(深井降水法)南管井降水健法一般利躁用鉆空成俯井，多采碧用單井單腐泵沙(唐潛水泵或拉深井累泵半)用抽取地下蛛水的降水嚼方法。當蘆管井深度判大便于饑1余5棟米時，也旁稱為深井糊井點降水享。管井井往點直徑較堵大，出水懷量大，適慢用于中、貌強透水汗變水層，并派且滿足大簽降深、大渾面積降水典要求。管日井的孔徑適一般往為嘆400晉—腰800m憑m森，管徑粉為繁200猶—排500m拿m歌，當井深轟較淺，地今下水量較助大時，孔畜徑可怨為稠800遷—賢1200播m干m史，管徑戲為蛛500驅—世800m汽m玩。抽降管澡井一般沿棕基坑周圍偏距離基坑袋外奇緣飯1首—畢2秧米布置，剛如場地寬秤敞或采用耀垂直邊坡慕或有錨桿夜和土釘護磚坡等條件錘下應盡量代距離基坑吵邊緣遠些嚷，可描用嫂3碗—擁5目米；當基寄坑邊坡設溉置維護結浴構及止水稱帷幕的條偏件下，可待在基坑內送布置管井店，采用坑競內降水方慎法。管徑誰的間距和嚇深度應根胖據場地水千文地質條頓件、降水爪范圍和降賺水深度確適定。井間舍距一般弄為束10它—棍5流0副米。井點蠅深度要大陳于設計井渴中的降水面深度或進膊入含水層折中遞3疑—蘇5彩米。遇輻射井點擔降水尿輻射井點興降水是在差降水場地作設置給水決豎井，于掩豎井中的發(fā)不同深度謹和方向上奇打水平井槳點，使地圣下水通過書水平井點塞流入集水牛豎井中，牧再用抽水票泵將水抽規(guī)出，以達興到降低地襪下水位的絹目的。該胞降水方法寧一般適用弊于滲透性舅能較好的困含水閘層昨(樂如沙土，滔卵石帶等摘)測中的降水央，可以滿稻足不同深盼度，特別尋是大面積濟的降水要動求。集水猴豎井一般稻設置在基病坑的角點阻外曾2遺—因3雜米，豎井辱直遼徑貫3腫—哄5磁米。結合寬工程實際垃分析輻射貿井點降水裁的降水特斧點與工程隊的實際十徑分吻合，口但是井點剖的設置范宿圍較大，遠距離基坑沖的距離較紹遠，而工伴程實際情楊況是在與重住宅樓和嶼街道相鄰幅的邊上井叼點的設置雄范圍較小訓。如采用拌輻射井點土降水，那王么在這些遣范圍內將陸采用組合趟降水的方翁法，這樣沾將提高工母程的造價緩，同時還永給施工增爹加了復雜轟性。堅自滲井點孩降水脖自滲井點累降水法適孝用于：在便降水范圍酬內的地層帖結構為三接層以上，查含水層有客兩層以上脹，并且以丟黏土為主訊的土層；傾下層含水逮層的水位鼓低于上部軌含水層水犁位，并低鬧于基坑施尤工要求降拒低水位；評下層滲透閉系數大于恰上部含水珍層的滲透踢系數，并鑄具有一定毫厚羅度穗(拋一般大掌于糕2爆米討)庫，能銷納誠的含水量開大于或等計于降水深貫度內的基然坑涌水量憤；上層地幅下水的水脊質未受污評染，符合黎引入下層噴地下水的領要求。從蜂工程水文伶地質情況蜘看，含水字層是位于準最下面一述層的卵石賤層，故與夫實際情況小也不十分芒滿足。旗綜合上面劈的分析，裕選定采用易管井井點拜群井降水模法。降水設計奏根據工程潔場地水文哭地質條件姓可知地下纖水位在地曲面以杯下竹7.道0班米，基坑雙開鞋挖丘14.腦2胳米，含水岔層厚梯度特H=17踢.歡0渠米，滲透壘系數展為銜k=18征m/d南,羨井點館的扮埋樹深漏(季H難m剃)通主要取決沾于基坑深裝度，降水舅區(qū)內地下鋼水的水力閥坡度、降絞水后水面鋸距離基坑事的深度、日降水期間喇地下水的艦變化幅度勝、過濾器南的工作長謎度和沉沙差管的長度慨，所以井顆點管的埋蟲設深度為煌：揚其滾中權h三1算—妨—爬基坑深澡度期(14.坊2m淺)評；錦附議黑秘獲h樣2欺—陣—值井點外露雅高摘度錢(0.2堵5m桌)昨；丘眼勢腰移渴I康喊—甚—執(zhí)降水區(qū)內畢的水力坡動度蔬(吹)堆；躍Δ害h茅—藏—脊降水后地宋下水到基惱坑的安全流距柔離味(0.挎5m延)懲；腎擦棋交慚吳L刷1龍—愚—薯井點管到錢基坑中心魯的距離；鎖而驢鎮(zhèn)當芹L深窯—嶺—胡過濾管工緒作長修度術(2.6睬m腳,卡為方便計歸算暫不加睛入鍵)吃。碑又因雄為冬L異1招=動，鉗A網為開挖基示坑面向外運擴栗1.3m歪(體井點布置給所在的中擾心線到基祥坑邊緣的援距泳離工)標后的面欣積資(497枕2.7研3滔㎡傅)窩，所槐以芝L顛1粒=39.厘79m.璃河遙劉故烤壩基坑涌水渠量計算北由工程實扛際水文情優(yōu)況可以判鈴斷出屬于薪潛水非完墻整井，所求以：板驚Q縫=奇r照0慘=深=趴=51.南46m睜所缸以假Q利=516贈8.74纏m潔3盟/d禁其下中奶狀Q獵—握—墾是基坑總幟排水量；騾勻辯S拜—斬—幸是設計基耀坑水位降蠅深；僅射粒H糠—物—爽是含水層東厚度；鎮(zhèn)h堤—虧—照是含水層己底層到水濕位降深后裁水面的距發(fā)離；壟態(tài)犧R曠—坐—詳是井點影怨響半徑；孟惕r險0逐—直—疼是引用半膠徑。攜確定單井前出水量敘其粒中僵r侮w賢是濾管半盈徑，源取艘0.3雖m痰；筑見L舌蒙是濾管長朽度，句取括2.2蹤m害。緊q=6挎52.0庸8m抖3僚/d井點數n=夜其中考慮托到為了保雕證施工安圍全；濾水著管堵塞等究因數，所古以乘因以漲1.豬1扔的安全系猜數。陳故裳n=延9炒(霧口水)漢井點管間律距湯D=脅=35.掠9m留其眠中敵甜D凈—減—約井點布置突間距；遍息卸L爺—釣—長基坑長度伏；嘴面圈n慰—找—懇布置井點筋數。燦抽水設備腔泵型的選毫擇歐其拳中業(yè)耽H展—宗—茶包括揚水江、吸水和罩各種阻力畫所造成的境水頭損失杯在內的總桿高歌度上(22m海)戀；卸a且—洋—摔安全系數聾，一般談取昆2躺；疊—盼—撈水泵效率銜，桑取笨0.騰4渣；榮—晨—鼻動力機械移效率，烈取蝴0.8旦5加。解戀露刻所魚以玻n鈴=891羨8.6拴郊始籮初步選糾用售JQB2格1-舌2的型潛水電凡泵，其基式本參數見巧下表：遼性慮發(fā)能拐流擾量販(籮m婚3屢/d)撥揚忍程馬(副m)津電動功吸率牢(置kW)風允許吸協程勤(皮m)洲JQB2孝1-2躍840歸18~2港5秤2.2楚28儉柔膽辨水泵臺傾數休n宰i陽=仗基鳥附式雹中貢n澇i貝—腦—勾水泵臺數刑；固首宿甩Q勇i啊—造—釋水泵所承每擔的計算渣排水量；泥傍帶行q秀i作—爛—沙水泵單機被排水流量窩；漫欲器鐘R門i摟—頁—政備用系數騰。寶備用系數籠表愁工作臺數永1看2合3許4艱〉蒼5雨備用憑率菌(鴉%)壁100堅50杰33曉25租20娃鳳憑n污i艷=8枕(勵臺飛)方案制訂臘根據基坑熊涌水量的稅理論計算答和降深的稈結果，結真合本工程臺的特點，慮沿各邊，氏間執(zhí)距忽35.階9床米布置井這點，井點塌距離基坑常開挖鎮(zhèn)邊忽1.敘3奇米，并在膚基坑中心畝設置觀察畢井車4謊個，以觀愁察水位降予深情況。撐降水方案始基本步驟達排水管和叛集水井設隨置在樁維慈護結構之發(fā)外鑼1.布3膛米處。攏集水井設舉置廢在踢3胡號陽和搶1慢2餅號邊各一蟻個，其直玻徑胡為攔0.刊6旬米，此深墨1.商0給米，井壁么采用當土磨板作臨時茅支撐，井臨底塵鋪翁0.段3攀米厚的礫波石。命排水管與蛙集水井保游持一定的貝高差，集奴水井比排餐水管潮低院0.樸2辯米，排水予管比挖土寄面閥高踏0.2逗5舊米。膜1漸2劇號邊集水仆井中的水遇用于施工諷中的施工陣用水凡，床3樹號邊的水寬直接排到架城市的排久水管道中輝，嚴禁排鏈出的水回覽流于基坑叨中。壽雨季施工扯前應檢查唉現場的排刷水系統，溪保證水流子通暢。圖灌注樁前厚施工時，罰應先以管裁井降水到竭設計水位農，再進行目施工。頭三、施工思工藝成孔樓本工程的獸井孔采用呆人工開挖倆方式，該貌方法的特帝點是成本忍低，所需婆設備簡單原，能夠降骨低工程造物價，但增筋加了施工衫工期。苗井點管的廚安裝霞為了防止