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低渗透土层的降水施工

许多建筑物、构筑物由于使用功能的需要埋置较深,这种建筑物、构筑物当建在地下水位较高的地区时,一般都处于地下水位以下,如各种地下室、给排水泵房、输水管线、高层建筑的深基础、塔基等。

地下水位以下的工程施工多采用人工降水法。常用的方法有轻型井点、电渗井点和深井井点法等。通过降水,人为地制造一个可在地下水位以上作业的环境。

在地下工程降水施工中遇到土的渗透系数 K 值小于0.1/d的低渗透土层时,往往需要采用电渗井点或轻型井点降水施工,但是由于这两种降水方法所需的设备和工艺都比较复杂,费用也较大。为了克服上述缺点,我们在十几个地下工程施工中,应用简易深井井点法成功地对低渗透滞水土层进行了降水施工。

所谓简易深井井点法,就是降水井的井(管)笼取材方便,加工制作和安装都比较简单。现以某排水泵站地下工程的降水施工为例,具体介绍如下。

一、工程及水文地质概况

1.工程概况。本泵站设计排水量为5.3m 3 /s ,土建工程由地上与地下两部分组成,地下部分由水泵间、电机间、压力池和前池组成。主体结构为强度等级为C20 的现浇钢筋混凝土,底板厚度为1.2m ,墙体厚度上部为0.4m 、下部为0.7m ,内部隔板(墙)厚度为0.5m。设计为大开槽施工,基坑挖深10.8m。工程平面布置见图1。

图1 工程平面布置示意

2.水文地质概况。该工程坐落地区属于退海平原,地质属于第四纪冲积层。水文地质勘察报告提供,第1 层为高压缩性粘土,呈灰色、饱和可塑状态。层厚为2.7~4.2m ,层底埋深为2.7~4.2m ,含水量43%。第2 层为高压缩性粉质粘土,呈深灰色、饱和可塑至软塑状态。层厚为4.1~5.3m ,底层埋深6 .9~8.9m。含水量为37%,该层土夹有淤泥质粘土,其含水量高达53%。第3 层为粉质砂土,呈灰白色,顶部为细粉砂,下部为纯净细砂,此层未穿透含水量为22%。地下水距地面为1.0m。各土层的渗透系数见表1。

各层土的渗透系数 表1

二、降水井布置及施工

1.降水井布置。简易深井井点沿基础外边缘布置。井距基础为4m ,井间距离为12m ,井深24m ,降水深度为12 ~13m。井位布置见图2。

图2 井位布置

2.降水井施工。井笼为钢筋骨架,直径为400mm ,纵筋为4 φ 12 ,均匀点焊在 φ 12 @500 环形支箍上,再沿骨架周边绑设竹(杆)片或柳条,外包草帘苇席各1 层,作为井笼的过滤层,并用12#铁丝扎紧。每节井笼长8m ,每口井内设3 节,考虑井笼接头,其纵向钢筋应长于井笼200~300mm。

井孔直径为600mm ,用冲钻机成孔,井孔达到设计深度即可放置井笼。第1 节井笼底端封头和两节井笼接头用废旧塑料编织袋包裹严密。待井笼就位后,四周均匀充填中砂滤料。每口井内投放1 台上海产直径40mm扬程25m的潜水泵。

三、降水情况及结语

1.降水情况。水泵投入降水井后昼夜抽水。基坑开挖至8m深时,基坑西侧底部出现冒水翻砂现象,影响土方下挖。分析其产生的原因是受此处地表常年积水影响,涌水量较大。采取了井内加泵措施,即在翻砂部位的2 口井内,各增设1 台潜水泵,使地下水被控制在作业面以下,基坑挖至设计深度后,干砂随风飞扬,降水效果良好。

在降水达30d时,底板的钢筋混凝土施工结束,此时个别潜水泵有时出现抽空现象。现场设专人观察井内水位变化,在保证降水深度的情况下,采取了隔1 抽1 水泵交替运行方法,减少了施工费用,降水期为80d。

2.结语。

(1)对降水范围内存在低渗透土层的工程,采用简易深井井点降水,具有设备、工艺简单费用较低的优点。

(2)降水井的设计应根据工程水文地质条件及场地实际情况,如工程水文地质条件同本例,基坑挖深在8m以下时,井距按10~15m 、井深按18~24m考虑;基坑挖深在8m以上时,井距按15~20m 、井深按10~18m考虑。

(3)为了保证降水和地下工程的正常施工,应设置双线路供电系统或备能满足施工要求的发电机组。

(4)地下工程施工结束,应合理安排土方回填,井笼尽量回收,以降低施工费用。

(张云海) Z8dC9aBB+vI6AcWDmhfEz4Y4oLQCEFPZ1OXHTKK3gE7w176aFP47PitOdml9S0Q+

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