基坑降水作业指导书
一、总则
1、编制目的
在地下水位较高的透水土层中进行基坑开挖施工时,由于基坑内外的水位差较大,较易产生流砂、管涌等渗透破坏现象,有时还会影响到边坡或坑壁围护结构的稳定和安全。因此,除了配合围护结构设置止水帷幕外,往往还需要在开挖之前,采用人工降水的方法,将基坑内或基坑内外的水位降低至开挖面以下。
为了规范基坑降水的施工,统一施工准备、施工操作、质量标准的内容和对成品保护、职业健康安全、环境保护等的要求,并为编制基坑降水工程的技术交底提供依据,特编制此作业指导书。
2、适用范围
该作业指导书适用于满足下列条件的基坑降水:
(1)地下水位较高的砂石类或粉土类土层。对于弱透水性的粘性土层,可采取电渗井点、深井井点或降排结合的措施降低地下水位。 (2)周围环境容许地面有一定的沉降。
(3)止水帷幕密闭,坑内降水时坑外水位下降不大。 (4)采取有效措施,足以使邻近地面沉降控制在容许值以内。 (5)具有地区性的成熟经验,证明降水对周围环境不产生大的影响。
3、编制依据
(1)建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-20O1 (2)建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002 (3)建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99 (4)建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002
(5)国家和当地政府有关安全、防火、劳动保护等现行有关标准和规程。
二、施工准备
1、技术准备
(1)降水方案编制
在降水工程施工前,应根据基坑开挖深度、基坑周围环境、地下管线分布、工程地质勘察报告和基坑壁、边坡支护设计等情况进行降水方案编制,并应经有关人员的审核和批准。 (2)进行技术交底
降水施工作业前,应进行技术、质量和安全的交底,交底要有记录,并有交
底人和接受交底人签字。
2、材料要求
(1)主要应准备的材料,包括:井点管、砂滤层 ( 黄砂和小砾石 ) 、滤网、粘土(用于井点管上口密封)和绝缘沥青(用于电渗井点)等。 (2)对材料规格的要求 a、砂滤层
用于井点降水的黄砂和小砾石砂滤层,应洁净,其黄砂含泥量应小于 2% , 小砾石含泥量应小于 1% , 其填砂粒径应符合 5d50 ≤ D50 ≤ 10d50 的要求,同时应尽量采用同一种类的砂粒,并要求砂粒不均匀系数应符合 Cu=D60/D10 ≤ 5 的要求。
式中:d50 一为天然土体颗粒 50% 的直径;
D50 一为填砂颗粒 50% 的直径; D60 一为颗粒小于土体总重 60% 的直径; D10 一为颗粒小于土体总重 10% 的直径。
对于用于管井井点的砂滤层,其填砂粒径以含水层土颗粒 d50—d60(系筛分后留置在筛上的重量为 50%—60% 时筛孔直径)的 8—10 倍为最佳。
b、滤网
常用滤网类型有方织网、斜织网和平织网,其类型选择 按下表所示: 滤网类型 方织网 斜织网 平织网 最适合的网眼孔径(mm) 在均一砂中 2.5—3.0dcp 1.25—1.5dcp 1.5—2.0dcp 在非均一砂中 3.0—4.0d50 1.5—2.0d50 2.0—2.5d50 说 明 dcp—平均粒径 d50—相当于过筛量50%的粒径 注:① 在细砂中适宜采用平织网,在中砂中宜用斜织网,在粗砂和砾石中则宜用方格网。
② 各种滤网均应采用耐水锈材料制成,如铜网、青铜网和尼龙丝布网等。 c、粘土:用于井点管上口密封的粘土应呈可塑状,且粘性要好。 d、绝缘沥青:用于电渗井点阳极上的绝缘沥青应呈液体状,也可用固体沥青,应将其熬成液体。
e、各种原材料进场应有产品合格证,对于砂滤层还应进行原材料复试,合格后方可采用。
3、主要机具
(1)轻型井点降水系统主要设备:由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。
(2)喷射井点降水系统主要设备:由喷射井点、高压水(气)泵和管路系统等组成。
(3)管井井点降水系统主要设备: 由滤水井管、吸水管和水泵等组成。 (4)电渗井点降水系统主要设备:由作阴极用的井点管、作阳极用的钢筋或钢管和直流发电机或直流电焊机等组成。
(5)深井井点降水系统主要设备: 由井管、水泵等组成。 (6)井点成孔设备:主要包括起重设备、冲管和冲击或钻机等。
4、作业条件
(1)建筑物的控制轴线、灰线尺寸和标高控制点已经复测。 (2)井点位置的地下障碍物已清除。水源、电源已准备。 (3)基坑周围受影响的建筑物和构筑物的位移监测已准备就绪。 (4)防止基坑周围受影响的建筑物和构筑物的措施已准备就绪。
(5)排出的地下水能够进行沉淀处理,经沉淀处理后方可排放到市政地下管道或河道。
(6)所采用的设备已维修和保养,确保能正常使用。
三、施工操作
1、总则
对基坑降水的一般概念做如下说明:
(1)降水:又称人工降水,采用人工降低地下水位的方法将基坑内或基坑内外的水位降低至开挖面以下。
(2)止水帷幕:用于阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采用的连续止水体。
(3)轻型井点降水:系在基坑外围或一侧、两侧埋设井点管深入含水层内,井点管的上端通过连接弯管与集水总管、再与真空泵和离心泵相连,启动抽水设备,地下水便在真空泵吸力的作用下,经滤水管进入井点管和集水总管,排出空气后,由离心水泵的排水管排出,使地下水位降低到基坑底以下。
(4)喷射井点降水:是在井点管内部装设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水(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间隙抽出排走。 (5)管井井点降水:管井井点降水系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以降低地下水位。
(6)深井井点降水:是在深基坑的周围埋置深于基底的井管,使地下水通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出,使地下水位低于基坑底。
(7)电渗井点降水:是在渗透系数很小的饱和粘性土或淤泥、淤泥质土层中,利用粘性土中的电渗现象和电泳特性,结合轻型井点或喷射井点作为阴极,用钢管或钢筋作阳极,埋设在井点管环圈内侧,当通电后使粘性土空隙中的水流动加快,起到一定的疏干作用,从而使软土地基排水效率提高的一种降水方法。
2、施工工艺流程
(1)轻型井点降水和喷射井点降水
施工准备→井点管布置→井点管埋设→井点管系统运行→井点管拆除
(2)管井井点降水
施工准备→井点管布置→井点管埋设→水泵设置→井点系统运行→井管拔除 (3)深井井点降水
施工准备→深井管布置→深井管埋设→井点系统运行→井管拔除 (4)电渗井点降水
施工准备→井点布置→井点管埋设→电渗井点系统运行→电渗井管拔除
3、施工操作
(1)轻型井点降水 a、井点管布置
轻型井点降水系统的布置,应根据基坑的平面形状与大小、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求而定。
① 平面布置
当基坑或沟槽宽度小于 6m, 降水深度小于 5m 时,可用单排井点,井点管布置在地下水流上游一侧。当基坑或基槽宽度大于 6m, 或土质不良、渗透系数较大时,则宜采用双排线状井点,布置在基坑或基槽的两侧。当基坑或基槽的面积较大时,宜采用环状井点布置。
② 高程布置
当地下降水深度小于 6m 时,应采用一级轻型井点布置。当降水深度大于
6m 、一级轻型井点不能满足降水深度时,可采用明沟排水和井点降水相结合的方法,将总管安装在原有地下水位线以下,以增加降水深度。当采用明沟排水和一级井点相结合的方法不能满足要求时,则应采用二级轻型井点降水方法,即先挖去一级井点排干的土方,然后再在坑内布置第二排井点。
b、井点管埋设 ① 井点管理设程序
井点管埋设,包括:总管设置、井点管埋设、弯连管连接、抽水设备安装等。 ② 井点冲孔
井点管埋设一般采用水冲法,包括冲孔和埋管两个过程。冲孔时,先用起重设备将直径 Ф50—Ф70mm 的冲管吊起,并插在井点位置上,然后开动高压水泵,将土冲松。冲孔时,冲管应垂直插入土中,并做上下左右摆动,以加剧土体松动,边冲边沉。冲孔直径应不小于 30Omm, 以保证井管四周有一定数量的砂滤层。冲孔深度应比滤管底深 500mm 左右,以防冲管拔出时,部分土颗粒沉于坑底而触及滤管底部。
各层土冲孔所需水流压力详见下表: 土层名称 松散沙土 冲水压力(MPa) 0.25—0.45 土层名称 可塑的黏土 冲水压力(MPa) 0.60—0.75