2K313024 工程降水方法(地下水控制)
一、基本规定
(一)一般规定
(1)地下水控制应包括 工程勘探、地下水控制设计、工程施工与工程检测 等工资内容。 (2)地下水控制应综合地方经验,因地制宜,选择合理的地下水控制方案,有效控制工程环境影响,防止污染地下水的抽排量。
(3)应编制施工组织设计或专项施工方案,包括内容:
3.1 工程概况及设计依据。
3.2 分析地下水控制工程关键节点,提出针对性技术措施。 3.3 制定质量保证措施。
3.4 制定现场布置、设备及人员安排、材料供应和施工进度计划。 3.5 指定监测方案。
3.6 制定安全技术措施和应急预案。
(4)地下水控制实施过程中,应对地下水及工程环境进行监测。
(5)地下水控制的勘察、设计、施工、检测、维护资料应及时分析整理、保存。
(二)地下水控制方法分类及工程分级
1.地下水控制方法可划分为降水、隔水和回灌三类。 各种地下水控制方法可单独或组合使用。
2.地下水控制可根据控制方法、工程环境限制要求、工程规模、地下水控制幅度、含水层特征、场地复杂程度,并结合基坑围护结构特点、开挖方法和工况等将地下水控制工程划分为简单、中等复杂、复杂三级。
3.地下水控制工程复杂程度划分 (1)降水工程复杂程度
①降水工程复杂程度分类选择以工程环境、工程规模和降水深度为主要条件 ②长宽比小于或等于20时为面状,
大于20且小于或等于50时为条状, 大于50时为线状。
(2) 隔水工程复杂程度
隔水工程复杂程度分类选择以工程环境和隔水深度为主要条件 (3) 当两种以上地下水控制方法组合使用时,应划分为复杂工程。 4 地下水控制设计施工的安全等级
安全等级分类
二、降水
(二) 降水方法的分类和选择
1. 降水方法应根据场地地质条件、降水目的、降水技术要求、降水工程可能涉及的工程环境保护等因素按表选用,并应符合下列规定:
(1) 地下水控制水位应满足基础施工要求,基坑范围内地下水位应降至基础垫层以下不小于0.5m,对基底以下承压水应降至不产生坑底突涌的水位以下,对局部加深部位(电梯井、集水坑、泵房等)宜采取局部控制措施;
(2) 降水过程中应采取防止土颗粒流失的措施; (3) 应减少对地下水资源的影响;
(4) 对工程环境的影响应在可控范围之内; (5) 应能充分利用抽排的地下水资源。
2. 地下水控制应采取集水明排措施,拦截,排除地表、坑底和坡面积水。 3. 当采用渗井或多层含水层降水时,应采取措施防止下部含水层水质恶化,在降水完成后应及时进行分段封井。
4. 对风化岩、黏性土等富水性差的地层,可采用降、排、堵等多种地下水控制方法。
真空井点:是指沿基坑四周或者将井点管沉入深于坑底的含水层内,井点管上部与总管连接,总管与上部抽水主机连接,利用抽水主机产生的真空作用将地下水从井点管内不断抽出,引到地面,并排往施工区以外。
真空井点设备由管路系统和抽水设备组成。其中,管路系统包括井点管(井管和滤管连接而成)、弯联管、总管等。
埋设井点的程序:放线定位→打井孔→埋设井点管→安装总管→用弯联管接通井点管与总管→安装抽水设备。
喷射井点:在井点管内部安装喷射器,喷射器输入高压水(喷水井点)或压缩空气(喷气井点)形成水气射流,将地下水经井点外管与内管之间的缝隙抽出排走。
管井:是垂直安置在地下的取水或保护地下水的管状构筑物。
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。 管井井点的设备主要由管井、吸水管、水泵(离心泵或潜水泵)组成。
渗井:是在地层中开凿立式孔洞,将地面水和上层地下水引向更深的地下层,符合自然渗水规律,是一种立式地下排水设施。
辐射井:一种带有辐射横管的大井。井径2~6米,在井底或井壁按辐射方向打进滤水管以增大井的出水量,一般效果较好。滤水管多者出水量能增加数倍,少的也能增加1~2倍。
电渗井点排水:是利用井点管(轻型或喷射井点管)本身作阴极,沿基坑外围布置,以钢管(φ50-75mm)或钢筋(φ25mm以上)作阳极,垂直埋设在井点内侧,阴阳极分别用电线连接成通路,并对阳极施加强直流电电流。在电渗与真空的双重作用下,强制粘土中的水在井点管附近积集,由井点管快速排出,使井点管连续抽水,地下水位逐渐降低。而电极间的土层,则形成电帷幕,由于电场作用,从而阻止地下水从四面流入坑内。
潜埋井:降水施工中,基坑或涵洞底部残留一定高度地下水,把抽水井埋到设计降水深度以下进行抽水,使地下水位降低满足设计降水深度要求的井。
(三) 降水系统布设
1. 降水系统平面布置应根据工程的平面形状、场地条件及建筑条件确定,并应符合下列规定:
1) 面状降水工程降水井点宜沿降水区域周边呈封闭状均匀布置,距开挖上口边线不宜小于1m。
2) 线状、条状降水工程降水井宜采用单排或双排布置,两端应外延条状或线状降水井点围合区域宽度的(1~2)倍布置水井。
真空井点布设除应符合上述第1条外,尚应符合下列规定:
1) 当真空井点孔口至设计降水水位的深度不超过6.0m时,宜采用单级真空井点;当大于6.0m且场地条件允许时,可采用多级真空井点降水,多级井点上下级高差宜取4.0~5.0m。 2) 井点系统的平面布置应根据降水区域平面形状、降水深度、地下水的流向以及土的性质确定,可布置成环形、U形和线形(单排、双排)。
3) 井点间距宜为0.8m~2.0m,距开挖上口线的距离不应小于1.0m;集水总管宜沿抽水水流方向布设,坡度宜为0.25%~0.5%。 4) 降水区域四角位置井点宜加密。
真空井点的构造应符合下列规定:
1) 井点管宜采用金属管或U-PVC管,直径应根据单井设计出水量确定,宜为38mm~110mm。
2) 过滤器管径应与井点管直径一致,滤水段管长度应大于1.0m;管壁上应布置渗水孔,直径宜为12mm~18mm;渗水孔宜呈梅花形布置,孔隙率应大于15%;滤水段之下应设置沉淀管,沉淀管长度不宜小于0.5m。
3) 管壁外应根据地层土粒径设置滤水网;滤水网宜设置两层,内层滤网宜采用60目~80目尼龙网或金属网,外层滤网宜采用3目~10目尼龙网或金属网,管壁与滤网间应采用金属丝绕成螺旋形隔开,滤网外应再绕一层粗金属丝。
4) 孔壁与井管之间的滤料宜采用中粗砂,滤料上方应用黏土封堵,封堵至地面的厚度应大于1.0m。
5) 集水总管宜采用φ89mm~φ127mm的钢管,每节长度宜为4m,其上应安装与井点管相连接的接头。
6) 井点泵应用密封胶管或金属管连接各井,每个泵可带动(30~50)个真空井点。
4. 集水明排应符合下列规定:
(1)对地表汇水、降水井抽出的地下水可采用明沟或管道排水。 (2)对坑底汇水可采用明沟或盲沟排水。
(3)对坡面渗水宜采用渗水部位插打导水管引至排水沟的方式排水。
(4)必要时可设置临时性明沟和集水井,临时明沟和集水井推随土方开挖过程适时调整。 (5) 沿排水沟宜每隔30m~50m设置一口集水井。集水井、排水管沟不应影响地下工程施工。
(四)降水施工
3. 真空井点的成孔应符合下列规定:
(1) 垂直井点:①对易产生塌孔、缩孔的松软地层,成孔施工宜采用泥浆钻进、高压水套管冲击钻进;②对于不易产生塌孔缩孔的地层,可采用长螺旋钻进、清水或稀泥浆钻进。 (2)水平井点:钻探成孔后,将滤水管水平顶入,通过射流喷砂器将滤砂送至滤管周围;对容易塌孔地层可采用套管钻进。
(3)倾斜井点:宜按水平井点施工要求进行,并应根据设计条件调整角度,穿过多层含水层时,井管应倾向基坑外侧。
(5)成孔深度不应小于降水井设计深度。
4. 真空井点施工安装应符合下列规定:
(1) 井点管的成孔达到上条要求及设计孔深后,应加大泵量、冲洗钻孔、稀释泥浆,返清水3min~5min后,方可向孔内安放井点管。
(2)井点管安装到位后,应向孔内投放滤料,滤料粒径宜为0.4mm~0.6mm。孔内投入的滤料数量,宜大于计算值5%~15%,滤料填至地面以下1m~2m后应用黏土填满压实。 (3)井点管、集水总管应与水泵连接安装,抽水系统不应漏水、漏气。 (4)形成完整的真空井点抽水系统后,应进行试运行。
(五)验收与运行维护 1. 单井验收
2. 联网试运行抽水试验 基坑内观察井水位24小时波动幅度小于20MM,可停止试验。 3. 运行维护 降水期间,每天检查不应少于2次。 4. 验收资料
三、隔水帷幕
(一) 一般规定
隔水帷幕方法分类
(二)隔水帷幕设计 1.隔水方法选择
地层情况 埋深较浅的隔水层 含水厚度大,隔水层较深 地下暗挖隧道、涵洞 排桩支护
2.隔水帷幕施工方法
隔水方法 落底式竖向帷幕 悬挂式竖向帷幕+内侧降水 水平向或斜向隔水帷幕 嵌入式(排桩+高喷桩/水泥搅拌桩)
3.隔水帷幕施工 帷幕形式 独立的、连续性 嵌入式 水泥搅拌桩帷幕 高压喷射、可包裹支护 咬合式排桩 施工顺序 先帷幕,后支护 先帷幕,后支护 先支护,后帷幕 先素装,后加筋桩