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一份完整的井点降水参数计算书

一份完整的井点降水参数计算书
一份完整的井点降水参数计算书

轻型井点降水

1、适用范围

本工工艺标准使用于单级轻型井点降水,进行井点降水后利于基础施工、排水固结、增加基坑的稳定性、消除流沙、管涌、减少地下水对建筑的上浮作用等。

1.1、土质条件:土层渗透系数0.1~20m/d 的填土、粉土、粘土、砂土;

1.2、降水深度:≤6m;

2、编制依据

2.1、《上海市基坑工程技术规范》

2.2、《建筑基坑支护技术规范》 2.3、

《建筑基坑工程监测技术规范》 2.4、

《建筑施工手册——第四版》

3、施工准备DG/TJ08-61-2010 JGJ120-99

GB50497-2009

3.1、材料准备

支管、总管、连接套管、中粗砂、粘土、膨润土;

3.2、设备准备

1)泵机:真空泵或射流泵;

2)成孔设备:高压水枪、钻孔机、洛阳铲;

3.3、场地准备

1)现场用水:给水管网布置,冲孔高压水枪用水;

2)现场排水:安排合理排水管道,降水前施工现场排水系统完成;

3)现场用电:按井点冲成孔时用电量、抽水设备用电量;

4、施工方法

4.1、布置方式

1)井点构造

A、井点管直径宜为38mm~55mm,长度为6m~9m;

B、过滤器采用与井点管相同规格的钢管制作,长度为1m~2m,过滤器底端封闭。过滤器表面的进水孔直径10mm~15mm,梅花状排列,中心距

30mm~40mm,孔隙率应大于15℅。紧贴过滤器外壁采用双层滤网包裹,内层滤网宜采用30~80目的金属网或尼龙网,外层采用3~10目的金属网或尼龙网,管壁与滤网间采用金属丝绕成螺旋形隔开,滤网外层应再绕一层粗金属丝。滤管下端安装一个锥形铸铁头;

C、连接管与集水总管

连接管采用透明塑料管,集水总管直径宜为65mm~110mm;

D、抽水设备

真空井点降水通常采用真空泵、射流泵,真空泵由真空泵、离心泵、水气分离器等组成,射流泵由离心水泵、射流器、水箱等组成;

2)布型确定

井点管布置根据基坑平面形状、水文地质条件及降水深度确定;

A、基坑宽度小于6m 时采用单排井点,布置于地下水上游,其布置见下图;

B、基坑宽度在6m~20m 时采用双排井点,布置于长边两侧;

C、基坑宽度大于20m时采用环形井点,大于30m时坑中设置线状降水井点,

线状降水井点总管长度不宜横跨两个土方开挖分段。井点位置应考虑土方挖掘运输 车道,防止破坏井点,影响整体降水效果,出入道宽度宜为 4m ,布置于地下水下游, 其布置见下图;

3)埋设深度

埋设深度的计算:H ≥H1+iL/2+h+h3+0.5 H1:基坑开挖深度

L:井点距离

h:h=1m

h3:虑管长度

i:降水曲线坡度,单排线状井点取 1/4,双排井点取 1/10~1/15,环状井点取 1/8~1/10。

4)涌水量 A 、涌水量计算

根据井底是否达到不透水层分为完整井和非完整井,井底到达不透水层为完整 井,井底未到达不透水层为非完整井;根据地下水有无压力分为承压井和无压井。

①无压完整井涌水量的计算:

Q=1.366K (2H-S )S/(lgR-lgx 0

)

x 0 =(A/π) R=1.95S (HK )

1/2

Q ——群井井点涌水量(m /d )

K ——渗透系数(m/d )

H ——含水层厚度

1/2 3

S——水位降低值(m)R——抽水影响半径(m)x0——基坑假象半径A——基坑包围的平面面积(m )

②无压非完整井涌水量的计算:

S'/(S'

+l )

0.20.30.50.8

H 01.3(S'+l) 1.5(S'+l) 1.7(S'+l)

1.85(S'

+l)

③承压完整井涌水量的计算:Q=2.73KMS/(lgR-lgx0)

④承压非完整井涌水量的计算:Q=2.73K[MS/(lgR-

lg x 0

)]×[M/1+0.5r]×[(2M-l)/M]1/2 5)井管间距

A、井点需要根数计算

n=1.1Q/q

q=65πdl×K

1/3 d——滤管的直径(m)

(m)

B、井点管间距计算l——滤管的长度

2

1/2 1/2

1/2

4

D=2(L+B)/n

L B——矩形井点系统的长、宽(m)

井管(点)间距宜为0.8m~1.6m,井管间距宜为10m~15m。

4.2、施工工艺

1)工艺流程:轻型井点定位→开挖冲沟→布置总管、轻井管→冲孔→设置支管→连接支管、总管、轻井泵→填砂→封土→试抽→正常抽水→填平冲沟。

2)定位:严格按照施工平面图放好施工灰线,作好轻井抽槽的布设。

3)开挖冲沟:开挖深度应至土层表面杂填土以下,宽度宜为1m,冲沟两侧放

坡按开挖深度不宜小于1:0.5;

4)成孔:成孔可采用水冲法或钻孔法成孔施工,成孔直径不宜大于φ300,保持孔径上下均匀、垂直,冲孔深度比滤管底加深0.5m左右。

A、水冲法利用高压水流冲开泥土,砂性土压力为0.4MPa~0.5MPa,黏性土压力为0.6MPa~0.7MPa,冲孔管依靠自重下沉,冲孔达到设计深度时,不急于拔出冲孔枪头,让枪头在孔内翻两分钟,待污水基本排出后再拔出冲孔枪头;

B、钻孔法成孔施工适用于坚硬土层或井点紧靠建筑物,一般可采用长螺旋钻

孔机或洛阳铲进行成孔施工。

5)下管:成孔完毕应立即下井点管,下管时要垂直居中,井管上口标高控制在高出开挖冲沟底面0.2~0.3m;

6)填料、封土:灌砂填料前应把孔内泥浆稀释,含泥量小于5℅时方可灌砂,井滤料从井口四周均匀回填中粗砂,防止将井点管挤偏,至井口地面以下1m~1.5m 后用粘土或膨润土球填实封闭支管四周,防止真空泄漏;

7)管路安装:首先沿井点管线外侧,铺设胶管,并用连接头连接起来,在两者连接之前,用木塞或塑料布包裹裸露的管口丝牙,以保护管口,当总管和支管边接完成后,严格检查各部件接口是否紧配、严密、防止漏气,保证真空抽吸排水正常进行并接入现场排水道。

8)试抽:在试抽时,应检查整个排水管网是否通畅,方可正式投入抽水。正常的出水规律是先大后小、先混后清,如水不出或一直较混或清后又混,应检查处理后方可使用。

9)观测:为便于观察坑内水位下降情况,在每套总管水力坡度影响线较薄弱的

中间部位,布设1~2 只观察水位井点。

10)抽水:井点管网全部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后,可以投入正常抽水作业,安排专人检查排水真空度、支管及有关接口是否漏气或“死井”,发现问题及时用水冲洗,疏通,在抽水中不得随意停机,同时对流量、真空度进行观察、统计,并做好记录。

5、质量标准及控制要点

5.1、质量标准

1)井点管间距、埋设深度应符合设计要求,一组井点管和接头中心,应保持在一条直线上。井管(点)垂直度≤1%,井管(点)间距±100mm;

2)灌砂应采用中粗砂细度模数为2.3~3.7,含泥量≤5%,严禁采用细砂;3)一台机组携带的总管最大长度:真空泵不宜超过100m,射流泵不宜超过

60m;

4)总管的流水坡度5‰流向抽水设备;

5)排出水不应回灌入冲沟内,通过现场排水系统经三级沉淀排入市政管网;

5.2、控制要点

注:理论真空的水柱高度为10.339m=760mmHg=1.013×105Pa,考虑水头损失

10℅。

2)冬季施工应做好井管保温,防止受冻;

3)周边建筑、管线、道路距离基坑较近应采取预先止水帷幕或回灌水,如深层搅拌桩、止水钢板、地下连续墙等,井点管立于内侧并浅于止水帷幕的深度,止水帷幕应深入坑底下不透水层;降水应在止水帷幕完工7天后进行;

4)抽出的地下水始终不清,原因是井点滤网破损,井点滤网孔径和砂滤料粒较大,失去过滤作用,土层中的大量泥砂随地下水被抽出。当始终抽出浑浊的井点,必须停止使用;

5)过程监测:

降水过程中应持续周边地下水位变化进行持续监测。

A、水位观测点的布置

①基坑外观测点应沿基坑、被保护对象的周边或基坑与被保护对象之间,监测点间距宜为20m~50m;

②相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测点;

③当设置止水帷幕时宜布置在止水帷幕外出2m处;

④水位观测管的管底埋深应在最低设计水位或允许水位下3m~5m;

B、水位报警值

报警值按设计,一般周边地下水位变化报警值:累计值为1000mm、变化速率500mm/d;

6)井点管的拔除

A、基坑降水:地下水位降至坑底1m以下;

B、抗浮、护坡井点:拔除时间按设计要求;

6、安全、文明施工

6.1 安全施工措施

1)现场工作人员必须自觉遵守现场安全生产六大纪律,配合总包单位共同搞好现场安全生产标准化管理工作;

2)施工中对地下不明情况不要盲目处理,当施工进度与安全发生矛盾时,必须坚持安全第一的原则;

3)电设备应由专人看管,电气必须一机一闸一漏,严格接地、接零和安漏电保护器,水泵和部件检修时必须切断,严禁带电作业,并专人负责供电及用电设施保养和维护。

6.2 文明施工措施

1)严格遵守标准化管理条例,做到文明施工;

2)现场施工人员着装工整,配戴好胸卡;

3)材料按场容布置要求定点堆放;

4)井点出水正常后,排水应汇集到指定的排放点,如出水带泥沙,则须经过沉淀池后再排入指定排放点。

滨江路工程井点降水水文参数计算

以K2+210~K2+237段东侧井点降水为例计算井点降水深度和间距参考资料:

1、《滨江路岩土工程勘察报告》(工程编号2010014-1);

2、《滨江路土质详勘报告》(工程编号2010014);

3、《建筑基坑支护技术规范》

4、《建筑基坑工程监测技术规范》

5、《建筑施工手册——第四版》JGJ120-99

GB50497-2009

根据勘察报告,滨江路工程地段岩土层构成自上而下描述如下:

第①层素填土;第②层粉质粘土;第③层淤泥质粉质粘土;

第④层粉土夹粉砂;第⑤层粉砂;第⑥层粉质粘土;第⑦层粉砂;

第⑧层粉质粘土夹粉土。

场地地下水类型为潜水,主要分布在①~⑧层土。勘察测得地下水稳定水位最浅处在现地面以下0.84米。

为正常施工需要降水深度≤6米。

各土层渗透系数最大值为0.172m/d。

综上所述,据现场条件和工艺要求应进行轻型井点降水以保证正常施工。(1)井点系统布置

该基坑顶部平面尺寸为11m×27m,基坑开挖深度4m,布置为双排矩形井点,井点管离边坡为1m。要求降水深度小于6m,因此,用单层轻型井点系统即可满足要求,总管和井点布置在同一水平面上。由井点系统布置处以下土层全部为透水土层,地下水类型为潜水,因此可按无压非完整井进行设计和计算。

(2)井管深度计算

根据计算公式,井管埋设深度H≥H1+iL/2+h+h3+0.5

H1:基坑开挖深度L:井点距离h3:虑管长度

i:降水曲线坡度,单排线状井点取1/4,双排井点取1/10~1/15,环状井点取1/8~1/10。

H1=4 L=11 h 3

=1 i取1/11

则H≥4+111 112

+h+1+0.5

= 6+h

因为h≥0,所以井管长度至少大于6米,按照轻型井点降水设备规格,取7米。(3)计算井点管间距

①无压非完整井涌水量的计算:

Q=1.366K[(2H0-S)S/(lgR-lgx0)]×[(H0+0.5r)/H0] ×[(2h0-l)/h0]

S'/(S'+l )

0.2 0.3 0.5 0.8

1/2 1/2

Q ——群井井点涌水量(m /d )

K ——渗透系数(m/d )

H 0——含水层厚度(即为图中 H )

S ——水位降低值(m )

R ——抽水影响半径(m )

x 0——基坑假象半径

A ——基坑包围的平面面积(m )

r ——滤管半径(m )

根据上表格数据,因为 S’/(S ’+1)=5.16/6.16=0.838,所以 H 0=1.85×6.16=11.40m

S=5.16-iL/2=5.16- 111 112

=4.66m

R=1.95S KH 。=1.95×4.66× 0.172 11.40 =12.724m

基坑假想半径:由于该基坑长宽比不大于 5,所以可化简为一个假想半径为 x

0 的圆井进行计算:

x

= A / 3.14 = (11 27)/ 3.14 =9.725m

r=0.015m h 0=H 0 – S=11.40-4.66=6.74m

计算基坑总涌水量:

Q=1.366K[(2H 0-S)S/(lgR-lgx 0)]×[(H 0+0.5r)/H 0] 1/2

×[(2h 0-l)/h 0]

(2 11.40 4.66) 4.66 =1.366×0.172× lg 12.724 lg 9.725 =231.59m 3

②计算井点管数量和间距

单井出水量:

×

(11.40 0.5 0.015) (2 6.74 1)

×

11.40 6.74 q =65πdl 3

K

( d ——滤管的直径(m )

l ——滤管的长度(m ) )

=65×3.14×0.03×1× =3.41m /d 井点管数量:

3

0.172

n =1.1Q/ q =1.1×231.59 /3.41=74.71=75 根 井点总管布置为距基坑边缘 1m ,总管长度为 2×(29+13)=84m 井点管间距平均为:

D = 2×(29+13)/(75-1)=1.14 m 取 1.2m

3 2

1/2

3

H 0

1.85(S '

+l )

1.3(S '+l ) 1.5(S '+l ) 1.7(S '+l )

根据以上计算,滨江路工程轻型井点降水设备的井管深度取7m,井管间距取1.2m.

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