轻型井点降水的设计与施工
摘 要:结合太中银铁路工程208国道特大桥工程实例,简要介绍了轻型井点降水适用地下水位高自稳性差流塑性土层以及井点降水方案的选择、设计计算和施工方法。
关键词:轻型井点降水 设计 施工 1 工程概况
本工程实例为太中银铁路工程208国道特大桥,位于山西省太原市小店区境内,共有54个墩台,墩台基坑呈矩形状,其中的基坑上口平面尺寸为13×16.4m的38个,13.5×16.4m的10个,18.5×16.4m的4个,18.5×14.5m的2个,各基坑间距约33m,基坑开挖深度为原地面下约3.5~4.0m,墩台基坑周边距建筑物均较远。
2 工程地质情况
该地形地貌为半丘陵地区,地形较平坦;场地地下水位埋深约1.0m,属于潜水孔隙水,受大气降水及人为因素的影响,一般年变幅1.0m;
地层结构:地层岩性埋深在17m以上主要为粘土、粉质粘土和淤泥质粉质粘土互层,局部夹薄层粉砂、细砂。(以6号墩为例)
墩台号 地层类型 6 地层深度(m) 粘土 0~2.5 粉质粘土 2.5~16 凝聚力 (kpa) 51 31 内 摩 擦 角 (°) 4.8 4 渗透系数K(cm/s) 6×10-5 1×10-4 3 基坑开挖方案选择
3.1 采用直接大开挖结合坑内排水方案,边坡不能自稳,容易塌滑,
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无法实施;
3.2 采用基坑护壁方案,如钢板桩围堰、轻型沉井等支护措施,费用昂贵,不经济;
3.3 通过比较,采用井点降水方案经济;通过试验,粘性土在饱和水情况下边坡内摩擦角为3~8 °,不能自稳,经过井点降水后边坡内摩擦角为25~40°,可直接开挖边坡稳定,方案可行;
人工降低地下水位,常用的方法有喷射井点、电渗井点、管井井点、轻型井点等。
喷射井点降水深度大,但造价高昂;电渗井点主要在淤泥和淤泥质粘土中使用;管井井点降水深度大,影响半径大,常于其他方法结合使用;轻型井点设备简单、安装快捷,是目前降水施工中常用的方法,但降水半径小。
该基坑开挖深度约3.5m,且土层为粘性土宜采用轻型井点降水,要达到良好的降水效果,使基坑尽快满足土方开挖要求,参照太原地区以往降水经验,采用一级轻型井点的方法降水,安全可靠、经济合理。
4 井点设计 4.1 设计计算
4.1.1轻型井点管埋深:
H1≥h1+h2+iL+L1=5.9m h1 ̄基坑深度,取3.5m
h2 ̄降水后水位至基底距离,取0.5m i ̄水力坡度,取0.1m
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L ̄轻型井点至基坑中心的距离,取9m L1  ̄滤管长度,取1.0m
4.1.2降水影响半径:
R=2SHK=9.8m
K ̄渗透系数,取1.0×10-4cm/s=0.1m/d
H ̄含水层厚度,取15m S ̄水位降低值,取4m
4.1.3 基坑等效半径(对矩形基坑,当其长宽比不大于5时,可作为一个假想半径为x0的圆形井):
x0=
F =8.2m πF ̄基坑的平面面积,取13×16.4=213.2m2
4.1.4基坑涌水量:
Q=
1.366K(2H-S)S =202.9m3/d
lgR-lgx04.1.5单根井点管出水量:
q=65πdlK=2.9(m3/d)
d-滤管直径,取0.045m
l  ̄滤管长度,取1.0m
4.1.6井点管数量:n=1.1 =70(根/ 套),实际总根数105根。 4.2 井点系统布置
根据本工程地质特点和平面形状,轻型井点沿基坑四周全封闭环形布置,基坑上口平面尺寸为13×16.4m,总管距基坑边缘1.0m,总管长
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