图1:基坑内水平排水系统示意图
2.1.2、排水系统的技术要求
排水沟纵向设置于基坑两侧和中间,主要汇集连续墙渗漏水和地表水,并将其引入降水井内,沟深0.5m,底宽0.5m,水沟的边坡为1:1~1:1.5,向降水井方向设0.5%的纵坡,内设PVC排水花管并覆以碎石。
如果开挖面渗漏水量大,采用PVC节水管槽将水引入降水井,防止长距离冲刷开挖面,形成泥石流,携带大量泥砂至已完成基底部分,并导致开挖斜坡失稳、坍塌。
2.2、地面排水
基坑顶部沿导墙周围用砖砌300×300㎜(宽×深)排水沟,用于承接基坑抽排水及地面雨水,为防止地表水较大时倒灌入基坑内。
对于从基坑内抽出的水,由于含有一定量的泥砂,为防止直接排入市政下水道堵塞下水道,不利于环保,分别在每个排入口设一组沉淀池,每组沉淀池有三个小池,每个小池为5.0m(宽)×3.0m(长)×1.5m(深),三个小池分别为进水池、沉淀池、出水池,沉淀池应及时清理沉碴,防止将泥砂带入下水道,堵塞管道。
3、管井降水施工 3.1降水井构造设计
降水井井管直径0.8m,壁厚6mm,泥孔径1.2m。滤水层厚度0.2m,滤水层采用粒经5~15mm圆形或亚圆形砂卵石过滤层。井管为Φ800mm、δ=6mm焊管,管壁开孔6cm@15×15cm,管底用Φ800mm,厚6mm钢板焊接封孔。管外包三层滤网,层滤网采用孔眼6×6mm尼龙网,用12#铅丝间隔0.5m扎紧。详细见《图2》。
3.2降水井平面布置
江埔车站基坑总长360.7米,宽19.7米。设计30口降水井呈双排布置基坑内,对基坑进行降水,降水井间距L为25~30m。降水井现场施工中还需考虑错开内支撑,以免平行、交叉作业时影响工效。 3.3 降水井施工
工艺流程:测量定位井点位→人工挖探井口段(含切割路面、既有建筑及管线拆除)→钻机就位→钻孔成孔→换浆→下滤管→填滤料→洗井→埋设排水联络管线及配电电缆→下泵抽水→盖井盖→清理施工现场→降水管理→降水任务完成→封井及防水处理。
3.3.1 施工准备 ⑴ 定井位
根据设计图纸定出井位,在施工中,可根据以下条件对降水井位置进行调整: ①降水井总数不少于设计总数;
②井位避开:纵横梁位、线路中线、柱位、出土口位置。 3.3.2泥浆池施工
泥浆池设两个,一个沉淀池,一个清水池。泥浆池长×宽×高为3×3×1.5m=13.5m3,清水池长×宽×高为2×2×1m=4m。泥浆池要布置在开挖边线内侧离开挖边线2m以上,为加快施工速度,泥浆池要提前挖好,挖出的土要堆放有序,部分土要回填泥浆池,余土连同泥浆池在土方开挖时一并挖走。 3.3.3 降水井施工工艺
本工程降水井深度21m左右,底层进入中风化泥质粉砂岩,因此所有管井采用冲击钻机成孔。
⑴ 钻机就位
用水平尺校正钻机底座水平,并用铁丝把钻机固定在枕木上。 ⑵ 成孔
用冲击钻机正循环成孔,钻孔到设计深度后,注入新鲜泥浆置换全井孔内泥浆,砂石泵抽出沉碴并测定孔深。替浆过程中,安排好泥浆及碴土的清运工作。
⑶ 井管制作
降水井井管采用Φ800、壁厚6cm钢管外包滤网材料制成。钢管直接从厂家采购,6m长一节,现场拼接,接头满焊。管壁打孔,并用滤网三层包裹。
3
⑷ 下井管
井管吊放采用汽车吊整体吊装。钢管上口焊接两个吊耳,在井管下放到井孔后换绳到两个吊耳重新提起,将井管准确定位到孔位中心后再下放。为保证井管安装位置准确,井管下放时应充分吊直,两人于孔口扶住井管缓慢下放,避免碰撞井壁,下放完成后使井管口高出地面不少于20cm。
⑸ 填滤料
井管下入后立即在井管及井壁之间填入滤料,滤料为粒径5~15mm的圆形或亚圆形砂卵石。回填时,滤料沿井管外四周均匀填入,并保持连续,避免填料速度过快或不均造成井管偏移及滤料在孔内架桥现象。洗井后滤料下沉应及时补充滤料,要求实际填料量不小于95%理论计算量。孔顶0.5m范围内用粘土回填夯实。
⑹ 洗井
洗井工作应在填滤料后立即进行,以防井壁泥质硬化,造成洗井困难。采用深井泵抽水洗井,直至抽出的井水清洁无污浊。洗井过程中应观测水位及出水量变化情况。洗井时若出现井水中含有滤料,应停止洗井,检查原因并进行处理。
⑺ 试运行
正式运行之前进行试运行:
①降水开始前,所有抽水井统一编号。
②试运行之前,检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。
③每口井在第一次试抽水时,记录抽水的时间与单井出水量,然后测定动水位的深度,观测停抽后的水位恢复情况,当水位上升幅度相对较快时,断定洗井有明显效果,该井可作为正式降水井使用;否则,重新洗井,直到满足要求为止。
3.4管井质量检验
施工质量检验主要依据《建筑与市政降水工程技术规范》(1JGJ/T111-98)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)与《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)进行,质量检验标准见《表5》所示。
表5 管井施工质量检验标准
允许值或允许偏差 序号 1 检查项目 单位 排水沟坡度 ‰ 数值 1~2 目测:坑内不积水,沟内排水通畅 检查方法 2 3 4 5 井管垂直度 井管间距 井管插入深度 过滤砂砾料填灌 粗砂含水层出水含砂量 % % mm % 1 ≤15 ≤200 ≤5 ≤1/50000 下管时目测 用钢尺量 测绳测量 检查回填滤料用量 6 中砂含水层出水含砂量 细砂含水层出水含砂量 ≤1/20000 ≤1/10000 实验测定砂水重量比 三、降水验算
1、基坑出水量
根据水井理论和江埔站岩土工程勘察报告,本工程降水井所处地层为孔隙承压水,承压水层主要是中粗砂层、砂砾层。根据《建筑施工手册》选择均质含水层承压水完整井基坑进行涌水量计算:
K=(k1×h1+k2×h2.....+kn×hn)÷(h1+h2...+hn)=12.71m/d
=10×15.32×√12.71=546.2m
R--降水影响半径,此处取546.2m。
S--抽水时的水位降深,经查询广州市轨道交通十四号线一期工程江浦站详细勘查阶段《岩土工程勘察报告》地下水位平均标高为33.14m,主体底板标高为18.82m,此处水位降深取15.32m。
K--渗透系数,k值取基坑底板标高下1m以上各土、岩层厚度及渗透系数最大值的加权平均值 ,此处取12.71m/d,经查询广州市轨道交通十四号线一期工程江浦站详细勘查阶段《岩土工程勘察报告》各地层渗透系数见下表。
表3.2水文地质特征及渗透系数建议值表 层号 <1> <3-1> <3-2> <3-3> <3-4> 简要水文地质特征 孔隙度大,透水性较强,接受大气降水直接补给。 分布于雅居乐小学附近一带的洪积平原,含较多粘粒,受大气降水和侧向补给,透水性中等。 分布于雅居乐小学附近一带的洪积平原,受大气降水和侧向补给,透水性强。 分布于雅居乐小学附近一带的洪积平原,含较多粉粘粒,透水性强。 分布于雅居乐小学附近一带的洪积平原,含较多砂砾,透水性强。 建议渗透系数(m/d) 0.50-2 2.0-5.0 5-10 70-80 100-120 土层平均厚度(m) 2.72 2.11 2.5 3.6 1.93