论文部分内容阅读
【摘要】临江的深基坑工程中降水是非常关键环节，如果降水效果好，能有效提高砂土层的内摩擦角，使边坡的稳定性得到提高。反之，会造成边坡失稳，流砂、管涌等现象将随即在坑内出现，从而对基坑的整体稳定性造成影响，阻碍施工的正常进行。本工程在临江基坑中采用了轻型井点和真空深井相结合的降水方案，使降水效果达到工程要求。
【关键词】降水；施工；井点降水；真空降水
一、工程概况
本工程由1号、2号楼及地下车库组成，建筑面积共110710平方米。1号楼地上39层，地下2层；2号楼地上31层，地下1层，地下室基坑北侧近临钱塘江，主体结构形式为框架—剪力墙结构。
二、基坑降水重要性
本工程基地土层主要是砂性土，并且钱塘江距离基坑一侧仅110米，因而地下水含量较为丰富。从本基坑支护采取的形式来看，基坑工程施工能够成功的关键是降水量。降水效果好，能有效提高砂土层的内摩擦角，使边坡的稳定性得到提高；降水效果差，会造成边坡失稳，流砂、管涌等现象将随即在坑内出现，从而对基坑的整体稳定性造成影响，阻碍施工的正常进行。
三、降水方案
1、本工程采用的降水方案为轻型井点结合真空深井。
井点的模式采用二级轻型井点，其中一级设在基坑边的坡处，位于地下一层。抽水阶段起始于挖土前一周，土方开挖过程中采取边挖边拔的方式，以便疏干坑内土体的水份。二级设在1号楼基坑外，位于地下二层。另外在基坑内、外布置着57只真空深井。
2、降水施工流程
在坑内、坑边一级轻型井点布置处，开挖一个1.2m的深沟槽并布置井点，运行时间为7天（自流井布置并运行开始）→开挖第一层土方（至地下一层底）→布置并运行地下二层区域坑内及坑边的二级井点→开挖地下二层土方（运行坑内真空深井）→布置并运行坑边二级井点。
3、对地下一层进行降水施工
开挖地下一层土方的过程中，先挖除坑边-1.3米以上的部分杂填土，然后再布置一级轻型井点。设置井点管长均为6.0米，滤管长1.2米，其间距按1米布置。在布置坑边轻型井点时，用挖机开挖1.2m深的沟槽后，再打设井点管，并安装用以进行降水的集水总管。坑内布置自流深井，深井管的过滤器采用直径为300毫米口径的PVC管缠丝填砾，排水设备为潜水泵。
在对一级轻型井点进行为期一周的降水后，开挖地下一层土方。在地下室回填土结束后，坑边的井点才能停止运作并拔除，中途必须持续抽水，不得停止。
4、对地下二层进行降水施工
在地下一层土方开挖并进入地下二层区域范围，直到出现二级轻型井点的作业面后，开始布置位于地下二层区域内坑边的井点管并进行降水工作。地下二层頂板浇捣完毕后，便可停止坑边井点的抽水工作，是否继续抽水依照具体情况而定。坑边二级轻型井点运行一周后，如果地下二层区域坑内的真空深井降水达到一定水位，即可开始进行地下二层土方开挖。
四、施工方法
1、轻型井点施工方法
（1）施工工艺
成孔井点管设置采用居中方式，采用3BLq导杆式水冲枪进行成孔，采用粗砂作为沥料。施工工艺为：定位→冲孔→放支管→填砂→安装总管→调试抽水→正式抽水→（井孔径为300～400mm，孔深超过井管埋深0.5m，每孔灌砂量约300kg）。
（2）主要设备及参数
采用JSJ－60型真空泵机组作为降水设备，其参数为：最大抽水量为60m3／h，最大提升高度为8m，最大抽吸深度9.6，离心泵功率7.5kw，真空压力必须达到6-8kg。
（3）井点工作原理
利用真空吸力，把地下水位降低从而达到井点降水。利用真空泵使井点周围形成一个真空区，通过砂井使真空区向上向外扩展到一定范围。在真空泵吸力作用下，井点附近的地下水通过滤水管被吸入井点管和集水总管，排除空气后，地下水从离心水泵的排水管排出。
（4）施工技术措施
采用水枪冲水成孔法对井点管的埋设进行施工。冲枪垂直插入土中并作上下左右摆动来成孔，边冲边沉进而达到加快土体溶解的目的。为确保滤管四周及底部的滤水层，设置冲孔直径为 300－400mm，冲孔深比滤管深 500mm，且在完成孔冲后，立即插入井管、灌和黄砂。这里采用粗砂作为黄砂，设置灌砂高度为3m，并确保水流畅通。为防漏气，采用粘土对上端进行封口。井点系统全部安装完毕后，为确保无漏气现象，需进行抽水试验。准备备用电源及电动机，确保真空正常运转，从而保证井点运行后能连续工作。设备保养、沙布包裹、滤管清洗、电源、水源、必要材料的准备及排水沟的开挖等准备工作须做好，并做好建筑物的监测工作。
2、真空深井施工方法
（1）工艺流程
工作准备→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下进管→稀释泥浆→填砾→止水封孔→洗进→下泵试抽→对排水管路及电缆电路进行合理安排→试验→正式抽水并记录
（2）真空深井降水原理
真空泵深井降水是基坑外进行降水的方式,即在深井中集水、抽水从而达到基坑降水的目的并有利于土体排水的固结,便于土方开挖，达到土建施工的目的。由于深水井结构特殊,地表以下各层均能与真空相互作用,能充分排出各土层中的自由水分,使之汇集于深井之中,再由深井内的水泵排出,达到令人满意的降水效果。同时,在重力作用下,内部自由水已充分排出的土体由于其孔隙比下降,使土体强度得到提高,这样有利于工程施工安全和围护结构安全，并能保护环境。
（3）设备选型
本工程降水孔径为Φ800mm，设计井深约为12.6m，根据多年施工经验，我们选用SJ-150型打井机作为钻井设备，采用正循环进行成孔，即原浆护壁回转钻进成孔，带保径圈的三翼钻头是较为理想的钻头，根据设计规范及要求，选用Φ800mm的钻头。由施工经验可知，这些钻头在施工中拥有良好的稳定性，成孔质量好，能较好的控制成孔中常见的缩径现象，确保了工程的质量。本工程井管可采用300mm口径的PVC管，采用缠丝填砾过滤器，可用石灰砂进行填砾。施工过程中采用10T泵进行抽水，也可根据施工过程中抽水运行的效果合理优化配置。
3、降水的技术要求
（1）降水试运行
在开始降水运行之前，为保证抽水系统完好，应准确测量各井口和地面标高以及静止水位，并准备好抽水设备、电缆及排水管道，以便进行试运行。为避免抽出的水就地回渗，影响降水效果，采用场内临时集水系统收集抽出来的水，再用提升泵通过场边排水沟加过滤排入场外市政道路中。同时为减少大气降水和坑内积水的坑内的入渗，需将降雨积水及时排出坑外。
（2）正式运行
降水运行的先后和井位由基坑开挖的安排决定，在基坑局部开挖前必须确保该处已有10天的正常降水。同时，为确保该处水位已经达到开挖以下0.5m，应当密切注意由监测单位提供的开挖面附近的水位观测资料。如开挖工期较紧或有紧急情况，可通过采用增大泵量和多开井的方法来降低水位。如果在降水运行阶段出现已坏的泵，应及时调泵并修整。降水运行过程中应做好水量/水位记录，轮流选取1-2口井作为观测井经行水位的测量，及时分析整理资料。为避免断电而影响井点抽水降水，降水运行期间必须采用双路供电，在施工现场必须配备足够的可随时工作的备用发电机组。由以往施工经验可知，如果深井在地下室底板施工，可将其直接封口埋设在基底，坑内井点仅留出水管穿出垫层与主机相连，而总管均埋入垫层下面。
五、结束语
降水完成后，基坑内水位满足设计的要求，坑底的干燥程度符合施工要求，这与预期的效果一致。由此可得出，井点降水和真空深井相结合的降水方案，可以节省基础工程的投资，能收到显著的综合效益，具有良好的优势。
【关键词】降水；施工；井点降水；真空降水
一、工程概况
本工程由1号、2号楼及地下车库组成，建筑面积共110710平方米。1号楼地上39层，地下2层；2号楼地上31层，地下1层，地下室基坑北侧近临钱塘江，主体结构形式为框架—剪力墙结构。
二、基坑降水重要性
本工程基地土层主要是砂性土，并且钱塘江距离基坑一侧仅110米，因而地下水含量较为丰富。从本基坑支护采取的形式来看，基坑工程施工能够成功的关键是降水量。降水效果好，能有效提高砂土层的内摩擦角，使边坡的稳定性得到提高；降水效果差，会造成边坡失稳，流砂、管涌等现象将随即在坑内出现，从而对基坑的整体稳定性造成影响，阻碍施工的正常进行。
三、降水方案
1、本工程采用的降水方案为轻型井点结合真空深井。
井点的模式采用二级轻型井点，其中一级设在基坑边的坡处，位于地下一层。抽水阶段起始于挖土前一周，土方开挖过程中采取边挖边拔的方式，以便疏干坑内土体的水份。二级设在1号楼基坑外，位于地下二层。另外在基坑内、外布置着57只真空深井。
2、降水施工流程
在坑内、坑边一级轻型井点布置处，开挖一个1.2m的深沟槽并布置井点，运行时间为7天（自流井布置并运行开始）→开挖第一层土方（至地下一层底）→布置并运行地下二层区域坑内及坑边的二级井点→开挖地下二层土方（运行坑内真空深井）→布置并运行坑边二级井点。
3、对地下一层进行降水施工
开挖地下一层土方的过程中，先挖除坑边-1.3米以上的部分杂填土，然后再布置一级轻型井点。设置井点管长均为6.0米，滤管长1.2米，其间距按1米布置。在布置坑边轻型井点时，用挖机开挖1.2m深的沟槽后，再打设井点管，并安装用以进行降水的集水总管。坑内布置自流深井，深井管的过滤器采用直径为300毫米口径的PVC管缠丝填砾，排水设备为潜水泵。
在对一级轻型井点进行为期一周的降水后，开挖地下一层土方。在地下室回填土结束后，坑边的井点才能停止运作并拔除，中途必须持续抽水，不得停止。
4、对地下二层进行降水施工
在地下一层土方开挖并进入地下二层区域范围，直到出现二级轻型井点的作业面后，开始布置位于地下二层区域内坑边的井点管并进行降水工作。地下二层頂板浇捣完毕后，便可停止坑边井点的抽水工作，是否继续抽水依照具体情况而定。坑边二级轻型井点运行一周后，如果地下二层区域坑内的真空深井降水达到一定水位，即可开始进行地下二层土方开挖。
四、施工方法
1、轻型井点施工方法
（1）施工工艺
成孔井点管设置采用居中方式，采用3BLq导杆式水冲枪进行成孔，采用粗砂作为沥料。施工工艺为：定位→冲孔→放支管→填砂→安装总管→调试抽水→正式抽水→（井孔径为300～400mm，孔深超过井管埋深0.5m，每孔灌砂量约300kg）。
（2）主要设备及参数
采用JSJ－60型真空泵机组作为降水设备，其参数为：最大抽水量为60m3／h，最大提升高度为8m，最大抽吸深度9.6，离心泵功率7.5kw，真空压力必须达到6-8kg。
（3）井点工作原理
利用真空吸力，把地下水位降低从而达到井点降水。利用真空泵使井点周围形成一个真空区，通过砂井使真空区向上向外扩展到一定范围。在真空泵吸力作用下，井点附近的地下水通过滤水管被吸入井点管和集水总管，排除空气后，地下水从离心水泵的排水管排出。
（4）施工技术措施
采用水枪冲水成孔法对井点管的埋设进行施工。冲枪垂直插入土中并作上下左右摆动来成孔，边冲边沉进而达到加快土体溶解的目的。为确保滤管四周及底部的滤水层，设置冲孔直径为 300－400mm，冲孔深比滤管深 500mm，且在完成孔冲后，立即插入井管、灌和黄砂。这里采用粗砂作为黄砂，设置灌砂高度为3m，并确保水流畅通。为防漏气，采用粘土对上端进行封口。井点系统全部安装完毕后，为确保无漏气现象，需进行抽水试验。准备备用电源及电动机，确保真空正常运转，从而保证井点运行后能连续工作。设备保养、沙布包裹、滤管清洗、电源、水源、必要材料的准备及排水沟的开挖等准备工作须做好，并做好建筑物的监测工作。
2、真空深井施工方法
（1）工艺流程
工作准备→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下进管→稀释泥浆→填砾→止水封孔→洗进→下泵试抽→对排水管路及电缆电路进行合理安排→试验→正式抽水并记录
（2）真空深井降水原理
真空泵深井降水是基坑外进行降水的方式,即在深井中集水、抽水从而达到基坑降水的目的并有利于土体排水的固结,便于土方开挖，达到土建施工的目的。由于深水井结构特殊,地表以下各层均能与真空相互作用,能充分排出各土层中的自由水分,使之汇集于深井之中,再由深井内的水泵排出,达到令人满意的降水效果。同时,在重力作用下,内部自由水已充分排出的土体由于其孔隙比下降,使土体强度得到提高,这样有利于工程施工安全和围护结构安全，并能保护环境。
（3）设备选型
本工程降水孔径为Φ800mm，设计井深约为12.6m，根据多年施工经验，我们选用SJ-150型打井机作为钻井设备，采用正循环进行成孔，即原浆护壁回转钻进成孔，带保径圈的三翼钻头是较为理想的钻头，根据设计规范及要求，选用Φ800mm的钻头。由施工经验可知，这些钻头在施工中拥有良好的稳定性，成孔质量好，能较好的控制成孔中常见的缩径现象，确保了工程的质量。本工程井管可采用300mm口径的PVC管，采用缠丝填砾过滤器，可用石灰砂进行填砾。施工过程中采用10T泵进行抽水，也可根据施工过程中抽水运行的效果合理优化配置。
3、降水的技术要求
（1）降水试运行
在开始降水运行之前，为保证抽水系统完好，应准确测量各井口和地面标高以及静止水位，并准备好抽水设备、电缆及排水管道，以便进行试运行。为避免抽出的水就地回渗，影响降水效果，采用场内临时集水系统收集抽出来的水，再用提升泵通过场边排水沟加过滤排入场外市政道路中。同时为减少大气降水和坑内积水的坑内的入渗，需将降雨积水及时排出坑外。
（2）正式运行
降水运行的先后和井位由基坑开挖的安排决定，在基坑局部开挖前必须确保该处已有10天的正常降水。同时，为确保该处水位已经达到开挖以下0.5m，应当密切注意由监测单位提供的开挖面附近的水位观测资料。如开挖工期较紧或有紧急情况，可通过采用增大泵量和多开井的方法来降低水位。如果在降水运行阶段出现已坏的泵，应及时调泵并修整。降水运行过程中应做好水量/水位记录，轮流选取1-2口井作为观测井经行水位的测量，及时分析整理资料。为避免断电而影响井点抽水降水，降水运行期间必须采用双路供电，在施工现场必须配备足够的可随时工作的备用发电机组。由以往施工经验可知，如果深井在地下室底板施工，可将其直接封口埋设在基底，坑内井点仅留出水管穿出垫层与主机相连，而总管均埋入垫层下面。
五、结束语
降水完成后，基坑内水位满足设计的要求，坑底的干燥程度符合施工要求，这与预期的效果一致。由此可得出，井点降水和真空深井相结合的降水方案，可以节省基础工程的投资，能收到显著的综合效益，具有良好的优势。