深基坑水泥無砂管井井群降水施工工法

深基坑水泥無砂管井群降水施工工法一、前言高層建筑地下室因埋深較大，基礎(chǔ)施工階段大多都涉及到基坑降水。常用的輕型井點降水方案是在基坑周邊外布置井點管、總管和抽水設(shè)備，需要一定的施工場地，當降水深度較深時，尚須布置二級甚至多級井點，在基坑范圍內(nèi)地表土中均勻布置水泥無砂管井的降水方法，可以克服受吸程限制及施工場地狹小等難題，施工方便，并能節(jié)約成本，特別適合于我國東部沿海、沿江等地下水豐富的地區(qū)。中鐵xx集團xx有限公司在xx市xx區(qū)xx大街xx項目基坑降水施工中，開展設(shè)計研究和技術(shù)攻關(guān)，形成了在基坑范圍內(nèi)均勻布置水泥無砂管井群降水和分階段封井的成套施工技術(shù)，取得了一定的社會效益和經(jīng)濟效益，該項技術(shù)通過了專家鑒定，經(jīng)公司總結(jié)提高，形成了本工法。二、工法特點2.1、采用水泥無砂管井群降水，降水范圍大、效果好。能迅速降低地下水位，加速土的固結(jié)，保證基坑土方開挖和地下室結(jié)構(gòu)施工順利進行。2.2、可根據(jù)設(shè)計降水深度確定井深及井管數(shù)量，在基坑范圍內(nèi)地表土中布置井群，平面布置較靈活。2.3、疏干井構(gòu)造簡單，降水設(shè)備及操作工藝簡便，運行成本低。2.4、與輕型井點相比潛水泵沉入井管中下部抽水，不受吸程限制，且管路沒有嚴格的密閉要求，安裝維修較方便。2.5、可分階段封井，預(yù)留部分井管作為降壓井在主體施工階段繼續(xù)降水，有利于減小地下水對地下室的浮托力。三、適用范圍本工法適用于基坑周圍施工場地狹小或降水深度深、涌水量大的大型深基坑降水施工。四、工藝原理根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告及水文地質(zhì)特征，確定地基土的含水層、不透水層及各層土的滲透系數(shù)，通過理論計算得出坑基降水深度和日涌水量，初步確定水泥無砂井管的直徑、長度和布置間距，然后在基坑地下室底板范圍內(nèi)均勻布置水泥無砂管井群。井管選用φ300-500無砂砼管，通過鉆孔、安放井管和抽水設(shè)備，建立起水泥無砂管井群降水系統(tǒng)進行基坑降水（參見圖1、圖2）。在地下室筏板鋼筋綁扎安裝前，封掉部分降水井，留置另一部分井管用預(yù)埋連接套管接出底板，繼續(xù)降水，待降水任務(wù)全部完成后封井。圖1水泥無砂管井降水原理示意圖五、施工工藝流程及操作要點5.1、工藝流程施工工藝流程見下圖井孔放線定位安裝水泵及控制電器清洗井壁量測井深井孔放線定位安裝水泵及控制電器清洗井壁量測井深底板鋼筋施工前部分封井另一部分井口安裝預(yù)埋連接套管底板鋼筋施工前部分封井另一部分井口安裝預(yù)埋連接套管井口安裝護筒井口安裝護筒鉆機就位鉆孔鉆機就位鉆孔檢查觀測試抽水檢查觀測試抽水回填井底粗砂層回填井底粗砂層運行控制及降水監(jiān)測降水運行運行控制及降水監(jiān)測降水運行井管安裝井管安裝回填周圍粗砂濾層回填周圍粗砂濾層填井管口周圍止水粘土填井管口周圍止水粘土降水完成、降壓井封閉降水完成、降壓井封閉圖2無砂砼管井構(gòu)造做法5.2操作要點5.2.1水泥無砂管井群的設(shè)計和平面布置根據(jù)工程水文地質(zhì)情況，結(jié)合施工經(jīng)驗，計算總涌水量，確定疏干井直徑、數(shù)量及井管長度，然后在基坑范圍布內(nèi)均勻布置井群位置，布置井位時，須避開地下室墻、梁柱位置，便于封井前布設(shè)預(yù)埋套管。水泥無砂管井群成井工藝1、井孔定位：根據(jù)井位設(shè)計進行放線定位。2、做井口：在井口安放護筒。3、鉆機就位鉆孔：采用旋轉(zhuǎn)鉆機鉆孔至設(shè)計標高，使用泥漿護壁鉆進，泥漿比重控制在1.1-1.2，終孔后徹底清孔，直到返回泥漿內(nèi)不含泥塊，泥漿含砂量小于8%后提鉆，孔徑不小于700mm，鉆孔垂直度偏差不大于1%。4、填井底砂：用粗砂和礫石回填井底作濾層。5、井管安裝井管選用φ400無砂砼管，井下部3m的濾水管外包尼龍濾網(wǎng)，先將無砂砼井管排列、組合，每節(jié)井管的兩端口要找平，用竹片捆扎以免脫落。在井管上下部各加一組扶正器（4塊），保證井管不靠在井壁上以及保證填砂厚度大于100mm，控制井管平穩(wěn)入孔，井管到位后下鉆桿稀釋泥漿，此時井管壁應(yīng)密封。6、填砂采用6-8mm粒徑粗砂，回填井管周圍，泥漿稀釋后的比重小于1.05時關(guān)小泵量，將填砂緩緩填入，并隨填隨測填砂高度。7、回填土在井口側(cè)壁四周回填1米高的止水粘土，井口外再用20cm粘土拍實。8、洗井采用空壓機進行洗井，要求洗至出清水，確保水清砂凈，同時量測井內(nèi)深度符合設(shè)計要求。9、安裝水泵及控制電路泵體安裝要穩(wěn)定，泵軸垂直，油浸泵安裝在井管的中部偏下部位，接好電源和控制線路。10、試抽水，經(jīng)檢查合格后進行試抽水，測定抽水井的流量及觀測井管內(nèi)的水位變化，對照設(shè)計確定是否滿足要求。5.2.3降水運行及技術(shù)要求1、降水試運行在開始降水運行之前，測定各口井和地面標高，測定靜止水位，檢查各抽水設(shè)備、電纜及排水管道，然后進行降水試運行。2、正式運行1）降水運行應(yīng)與基坑開挖施工互相配合，隨開挖深度增加逐步割除上部井管；2）基坑開挖后，根據(jù)開挖進度，控制井內(nèi)水位在一定深度內(nèi)，水位上升后應(yīng)開泵抽水，對于出水量較大的井每天開泵抽水次數(shù)也應(yīng)增多；3）在開挖前盡可能提前抽水，開挖前須保證有兩周左右的預(yù)抽水時間；4）降水運行階段對壞掉的泵應(yīng)及時調(diào)泵并修整；5）降水階段開始時加真空，即在降水開始階段采用真空泵與潛水泵交替抽水；6）降水運行過程中切實做好降水觀測記錄；5.2.4降水運行控制及監(jiān)測水泥無砂管井群施工完成后，應(yīng)立即投入預(yù)抽水，預(yù)抽水應(yīng)提前在基坑開挖前15天左右或更早進行。降水過程中可隨井內(nèi)水位及時開泵與關(guān)泵，根據(jù)開挖進度，控制井內(nèi)水位在一定深度內(nèi)。降水過程中須加強降水監(jiān)測，及時將每個井的實際位置和實際出水量輸入計算機，利用群井抽水試驗資料修正參數(shù)，同時根據(jù)基坑開挖和支撐施工的工況對降水方案進一步細化，確定各工況下開井的數(shù)量，計算出該工況下承壓水位的安全深度，以指導(dǎo)降水運行。減壓降水運行中每天將抽水量、承壓水位的動態(tài)情況及監(jiān)測資料抄送項目部和監(jiān)理，以便制作各種圖表，控制降水運行的過程。5.2.5封井根據(jù)設(shè)計及現(xiàn)場實際情況，在筏板鋼筋綁扎前，封掉部分降水井，另一部分做預(yù)埋套管繼續(xù)降水，達到減小地下水浮力作用（見圖3），封井直接用C40砼將井孔填實至筏板底，保留的部分降壓井在井口預(yù)埋連接套管，套管上口高出地下室底板上表面200Cm，在結(jié)構(gòu)封頂后用C40S8膨脹砼封井，將套管封堵，并在砼澆筑后兩個月進行壓密注漿，在地下室底板沉降后澆帶澆筑完成之后，用6mm鋼板將套管口焊牢封死，最后割除上部套管，用細石砼找平。（見圖4）圖3水泥無砂管井預(yù)留套管示意圖圖4預(yù)留降壓井封井示意圖5.2.6勞動力組織見表一：表一：人員數(shù)量工長、技術(shù)員各1人鉆機手3人抽水工4人電工2人下濾管、填慮料5人六、材料與設(shè)備6.1主要材料見表二：表二：材料名稱規(guī)格數(shù)量單位井管400688M過濾管400688M粗砂5-10㎜95M3粘土18.5M36.2主要設(shè)備見表三：表三：設(shè)備名稱型號數(shù)量單位鉆機GPS-104套泥漿泵3PN4臺空壓機0.9立方4臺真空泵5臺水泵QY-2545臺吊車16T1臺七、質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標準：《建筑地基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50202-20027.2質(zhì)量控制措施：1降水施工方案經(jīng)監(jiān)理審批后實施，由專人負責抽水、觀測，做好觀測記錄，及時反饋信息。2地面鉆孔前，探明孔位處確無地下管道、管線后鉆孔，否則調(diào)整井位。3井管施工過程中，控制井徑、井深、井管配制、砂石料填筑、洗井、試抽五道工序的質(zhì)量。井深必須保證設(shè)計深度，井位偏移不大于濾管直徑，井孔保證垂直，濾管在井孔中位置偏移不得大于濾管壁厚。4按降水監(jiān)測要求做好監(jiān)測記錄，根據(jù)水位、水量變化情況及時采取調(diào)整措施。5井點供電系統(tǒng)采用雙線路，防止中途停電或發(fā)生故障，影響排水。6土方施工過程中，派專人監(jiān)管，禁止泥土帶入井內(nèi)，井位四周一定范圍內(nèi)禁止車輛通行，以防碰破或軟土擠破井管。八、安全措施8.1加強對周圍地表建筑物和附近管線的沉降觀測，及時取得數(shù)據(jù)，保證安全施工。8.2一旦發(fā)現(xiàn)水位觀測孔中的水位、水量變化異常、局部區(qū)域出現(xiàn)超降現(xiàn)象，立即采取措施，停止降水，必要時進行地下水回灌。8.3發(fā)現(xiàn)周圍地表、建筑物和管線監(jiān)測記錄有異常，立即進行分析，必要時停止降水，進行加固。8.4所有施工機械，必須設(shè)專人維修，驗收合格，方準使用。8.5所有機械司機，必須持證上崗，嚴禁違章操作。8.6潛水泵電纜不得有接頭、破損，以防漏電。8.7降水期間，必須24小時有專職電工值班，持證操作。九、環(huán)保措施9.1從疏干井中抽出的水，沿基坑四周排水溝匯集到沉淀池中，經(jīng)沉淀后排入市政排水管網(wǎng)。9.2開挖到基坑底后，必要時基坑底四周設(shè)水溝和集水井，匯集坑內(nèi)積水，用潛水泵抽到基坑四周的排水溝，經(jīng)沉淀后排入市政排水管網(wǎng)。9.3泥漿必須排入泥漿池或用泥漿車及時運出，嚴禁隨地排放。9.4降水期間采用信息化手段,對周圍環(huán)境進行監(jiān)測,繪制相關(guān)圖表,及時調(diào)整抽水井和抽水量,指導(dǎo)降水運行和基坑開挖。十、效益分析10.1經(jīng)濟效益：水泥無砂管井群降水直接在深基坑范圍內(nèi)地表土中鉆孔，安裝井管，成井簡便快捷，井管構(gòu)造和抽水設(shè)備簡單，維護成本低。10.1.2本施工工法與一般二級輕型井點降水方法相比，設(shè)備簡單、降水效果好、對確保大型深基坑施工質(zhì)量和工期，效果更好?？晒?jié)約施工成本15％，與真空井點降水相比可節(jié)約運行成本20％。10.2社會效益：水泥無砂管井群降水深度深，降水效果好，對確保大型深基坑施工質(zhì)量和工期，效果非常顯著。水泥無砂管井群降水不占用基坑外圍施工場地，節(jié)約用地，有利于基礎(chǔ)施工階段施工平面布置和文明施工。10.2.3主體施工期間部分井群繼續(xù)降水，減少地下水對地下室的浮托力，有利于建筑物的安全。十一、應(yīng)用實例1、xx市xx·xx一期（1C地塊）三標段工程深基坑降水本工程為xx市xx·xx一期（1C地塊）三標段工程，坐落在xx市xx區(qū)xx大街北側(cè)與育紅路交口處。本標段04#、08#樓地上32層、地下三層，5#樓地上22層、地下三層，6#、7#樓地上24層、地下三層，10#樓地上28層、地下三層，本標段共計6棟及地下兩層車庫（其中地下二層為人防區(qū)建筑面積11852m2），總建筑面積約為92601.17平米，其中地下部分29691.56m2。本工程基坑面積14412m2，其中人防部分基坑深12.9米，基坑周邊采用深層雙頭攪拌樁止水兼部分擋土，直徑700mm@1000雙頭水泥攪拌樁，有效樁長16.5米，水泥攪拌樁內(nèi)外側(cè)采用C35混凝土Φ900@1100灌注樁，樁頭設(shè)置700mm高C30樁帽和連系梁支撐體系。內(nèi)設(shè)一道鋼筋砼支撐，鋼格構(gòu)柱作支撐梁的豎向支托。施工中使用無砂砼水泥無砂管井群降低地下水位，設(shè)計井深16米，管徑400㎜，共使用43口無砂砼井，井管計688米，詳見水泥無砂管井群平面布置圖?；靥钪写稚?29m3，鉆機兩臺，鉆孔成井工期20天（2011年9月26日至2011年10月15日），土方開挖至筏板完成期間降水133天（2011年10月15日至2012年2月25日），使用油浸泵43臺，部分封井后使用14臺，單井出水量為5-7T/d·井。筏板完成后繼續(xù)降水230天（2012年2月26日至2012年10月14日），出水量為3-4T/d·井，下雨天氣最大達18-20T/d·井。鉆井成本為12萬元，土方開挖過程中降水費用為15萬元，筏板施工至封井降水及維護費用共計12萬元，降水施工總費用39萬元。整個土方開挖過程中，始終保持基坑土體干燥，為基坑順利施工創(chuàng)造了條件，預(yù)留井降水有效減少了地下水浮力，主樓和裙房沉降滿足要求，封井做法可靠，無一滲水，效果良好。2、中鐵xx集團機關(guān)大院26#～30#住宅樓工程深基坑降水中鐵xx集團機關(guān)大院26#～