轻型井点降水文档格式.docx

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　　⑤粉质粘土：

褐黄色夹白色，硬塑状，呈透镜体分布于圆砾层中。

层厚0．60-1．30m。

（2）水文地质条件

　　场地内赋存于杂填土层中的地下水，属上层滞水，受大气降水及地表水的补给，水量较小，无统一水位。

基地下水位埋深1．90-4．00m，标高31．00-32．76m。

　　赋存于第四系粉土及圆砾层中的地下水，属孔隙承压水，受层内径流及层间越流的补给。

并与湘江有一定的水力联系。

水量大，其地下水埋深4．50—5．20m，标高29．46-31．10m，据资料记载，湘江历史最高洪水为36．7m（黄海高程）。

　　经抽水试验知场地内主要含水层圆砾的渗透系数为19．2m／d。

基坑涌水量约2057m3／d。

　　2、真空井点布置与设备选用

（1）该基坑设计挖深—8．00m，设计边坡坡底线的降止水的深度为9．50m，考虑到基坑中心至边坡坡底线存在的水力坡度，基坑中心降止水深度约8．50m。

（2）降水井的布设。

　　①基坑降水井的布设。

本工程拟在基坑底线外侧1m处布置真空井点，真空井点沿基坑呈封闭埋设。

二层地下室基坑周边长约400m，共设280个井点，选用4套真空井点降水机组，主机为山东大学研制的SD-SL-65型设备，每台主机带动70个井点排水。

井点孔径R=130mm，孔深H=11．50m，孔距D=1．5m，井点管长L1=10．00m，滤水管长L2=1m，安装工期约12天。

　　②人工挖孔桩基坑降水井的布设。

在基坑底线内侧约1m处布置真空井点，真空井点沿基坑坡底线呈封闭埋设。

二层地下室基坑周边长约400m，共设280个井点，选用4套真空井点降水机组，每台主机带动70个井点排水。

井点孔径R=130mm，孔深H=8．50m，孔距D=1．5m，井点管长L1=7．OOm，滤水管长L2=1m，安装工期约10天。

　　3、降水止水效应

（1）止水帷幕作用。

　　在基坑周围布设的真空井点形成一个封闭区，利用真空井点连续不断抽取地下水，使之降低到基坑底部以下，可保持基坑无集水，便于施工。

真空井点系统形成的真空连续墙截流基坑外流向基坑的地下水，起到止水帷幕的作用。

（2）克服地下水的不良作用。

　　真空井点布设在基坑外1．00m处，消除了基坑内、外壁之间的地下水渗透压力即水头差，从根本上避免了地下水造成的流砂、管涌和基坑突涌等不良地质作用。

真空井点降水止水不仅降低了渗流水力梯度，还改变了渗流方向，使基坑内土体的渗流方向向下并流向真空井点，增加了边坡土体的有效应力，提高边坡支护的有效性能。

另外，当基坑底面的土层容易引起流砂现象的土质时，应避免采用坑底明排水，可采用真空轻型井点降水止水的方法。

（见图3）。

　　（3）真空轻型井点降水止水方法影响范围小，可保障基坑周边安全。

　　真空轻型井点主动抽吸土层中的孔隙水，负压的作用使地下水在滤水管附近下，降。

根据施工过程中实地观测，采用真空井点降水止水的方法施工，基坑周边地下水位变化大。

基坑外侧降水漏水较陡，其影响半径约5m（见图4）。

　　真空轻型井点降水止水费用取决于基坑面积大小和降水时间，但总体上其工程造价与其它方法比较费用铰低，真空轻型井点降水止水系统安装工期较短且系统占用空间极小，适合于旧城改造的应用。

由于基坑开挖与降水可同步进行，故缩短了建设工期，本项目中采用真空轻型井点降水止水比采用帷幕灌浆的方法进行止水及基坑支护节省工程费用约120万元。

深基坑工程中止水和降水技术的应用

【摘 

要】 

天津市长江道卡口打通工程三标段为区间隧道工程，其围护结构采用中φ800@1000的钻孔灌注桩，拌桩用于止水、抗渗。

施工中根据工程所处的地理位置及地上、地下各种管线情况，采用了多种防水技术，解决了施工难题。

安全、可靠地完成今年的工程任务。

【关键词】深墓坑止水帷幕降水技术 

高压线 

地下管道 

管涌

1概述

深基坑施工中止水和降水技术是工程实施的关键问题，又是岩土学中比较复杂和困难的问题，归其影响因素多，隐蔽情况多，随机性强。

我国幅员辽阔，土层性质复杂多样，没有一种通用的方法能解决所有问题。

随着国家把资源的可持续性利用作为战略任务提上日程后，城市地下空间正被广泛的开掘出来。

像地铁、地下停车场、地下商场如雨后春笋般地走进人们工作和生活中去。

我国深基坑工程已从原来的几米发展到20-30m深。

其中不少基建工程由于降水、止水施工做得不到位，导致重大经济损失，并延误建设工期。

因此，如何保证基坑工程的安全和经济已成为当前城市的一项重要课题。

2工程简介

天津市地铁一号线中DK0+690～DK1+130段是天津地铁一号线部分工程，是线路的区间工程。

工程全长440m。

该段属滨海平原地区，地势平坦，本工程段紧邻子牙河。

子牙河常年流水，所以周边地下水位高，所在地区土质为河床后回填土，地质复杂且不稳定。

所以洞身易发生坍塌变形。

区间隧道横穿管道、高压线、电缆等多种障碍，给施工带来—定难度。

深基坑工程如何有效地进行止水、降水问题，如何在错综复杂的不利条件下进行基坑工程的实施是保证工程实现首要解决的问题。

本区间工程支护结构采用φ800@1000的单排灌注桩挡土，其深度在20m～28．5m之间，支撑采用φ600壁厚14mm钢管，纵向每3m一道，横向根据基坑深度的不同分设3～5道。

区间降水采用止水帷幕截水和井点降水两种方法相结合，具体见图1。

止水帷幕采用φ800@600的单排搅拌桩截水，止水帷幕的底部插入到不透水层，其深度为17～24m，其插入深度可按以下公式计算：

l=0．2h—0．5b 

（1）

式中，J为帷幕插入不透水层的深度；

A为作用水头；

b为帷幕宽度。

止水形成后，基坑内的水量或水压仍较大，采取在基坑内用井点降水。

这样既有效地保护了周边环境，同时使坑内一定深度的土层疏干，改善了施工作业条件，有利于支护结构及基底稳定。

本区间工程段处于地下管道和建筑物、居民集中地域，降水时为防止对周边建筑物和地下管线产生不利影响做到安全施工，万无一失我们用了小范围的回灌技术。

3工程实例

3.1区间止水帷幕施工

区间止水帷幕在灌注桩及压顶梁施工完毕后即可进行。

其具体操作如下：

（1）经过测量，桩位轴线确定后，根据场地实际情况，一般需要挖掘机开导槽，考虑施工过程中搅拌桩水泥土上反情况，导槽尺寸确定为宽1m，深1m，遇有地下有障碍物时，一定要彻底全部挖出，挖到新鲜土后用素土回填。

（2）桩位轴线外侧（或里侧），离搅拌桩中心线2m处没置一条线绳，以供复核桩位轴线之用。

（3）地槽两侧地面事先应予平整，应根据以往施工经验，帷幕桩漏水主要在桩与桩之间的咬合达不到要求所产生的冷缝，为了保证质量，尽量减少冷缝，采取以下措施：

深层搅拌机两个搅拌头是夹板固定的，每组两根桩之间总保持咬合200mm，每根桩搅拌时搅拌头需一次下切、上搅都喷浆，然后向后回移车100mm，进行第二次下切搅拌，这时滞后搅拌头完成第一根桩上下二搅，这样就满足每根两喷四搅的目的，第一根桩与第二根桩的咬合由原来200mm，增加到300mm。

减少了冷缝，保证施工质量。

下组桩向前移动桩机1．10m，进行下一根桩的第一次下切。

（4）深基坑搅拌机试运转后先打两组试验桩，以摸索地层情况，检查设备运行状况，确定或调整施工工艺参数。

（5）深层搅拌机到达指定桩位，对中后预搅下沉，下沉速度根据电流表控制，工作电流不应大于120A，确保均匀下沉。

（6）深层搅拌下沉的同时，后台搅拌水泥浆，水泥掺量15％，计算水泥用量，水灰比采用0．5-0．6，

尽可能控制在0．55水灰比，搅拌好水泥浆通过筛网放人第二个搅拌筒，继续搅动，以免水泥沉淀，保证搅拌质量。

（7）深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，待水泥浆液到达喷浆口，边喷浆边提升。

（8）深层搅拌机喷浆提升至设计桩顶标高时，关闭灰浆泵，在此将深层搅拌机搅拌下沉至设计深度后，再次边喷浆边提升，深层搅拌机提升至设计桩顶标高时，单桩所需水泥浆应正好排空。

根据SD型深层搅拌机的提升速度和每根桩所需水泥浆体积计算，两次喷浆提升都应采用2速（约0．5～0．78m／min）提升。

由于所有搅拌桩并非一次成型，其中因种种条件的限制会造成一组搅拌桩与另—组搅拌桩施工时间间隔24小时以上，这时，搅拌桩水泥已终凝，若只进行强行搭接就会破坏原有止水结构，不利于止水。

为此要进行补桩。

即在基坑外侧补人四根桩。

具体见图2。

这样就增大了止水帷幕的安全系数。

3．2 

大口井降水施工

随着止水帷幕工序的进行，采用大口井降水且施工电相应进行。

大口井钻进深度为钻至基坑底下5．5m处。

基坑降水工作在土方施工前15-20天进行，基坑降水顺序根据开挖顺序而定，具体步骤如下：

（1）基坑降水在确定基坑开挖面后就可进行。

降水是从确定的基坑面两口中井开始。

配以一定功率的抽水泵，在抽水过程中要观察水位变化。

（2）同时两侧的四口降水井也相应进行抽水，抽水时确定大口井之间的降水成一定的比例：

（具体见图3）

图3基坑降水示意图

（3）抽水时一次性将水仙到位，即一次性将水抽至基坑以下1．5m处。

（4）抽水时同时要进行周围观测井观测及地表沉降观测，观测井的水位下降速度不宜太快。

3．3 

特殊环境下止水技术的应用

3．3．1 

高压线下止水帷幕的施工

本区间段在里程DKI+066—DK10+093，27m长的地段有两条3．5万伏高压线横跨基坑，与区间大至成60度的夹角，净高6m。

为保证安全施工，对原设计的区间支护及止水结构均进行了变更。

（1）在距基坑边线5m的地方设置四个大口井。

由于在距基坑边线10m的地方有建筑物，还增设了2个回灌井，回灌井踺筑物约2m。

先对区间进行降水。

具体见图4、图5。

（2）在区间的水降至地面下6．5m时，方可进行局部的基坑开挖，开挖深度为5m，宽14m，长27m。

（3）然后进行灌注桩施作，灌注桩施工如图。

对于基坑以上的灌注桩部分按连续墙施作，其配筋可适当的调整，具体见图6。

（4）待支模施作完连续墙之后即可回填土，此时回填土无需碾压。

（5）止水结构施工，为安全施工将原来需高大塔架才能施作的搅拌桩改为只需小型塔架即可完成（塔架高约2．5m）的旋喷桩，旋喷桩规格为φ600@500按双排布置。

具体见图7。

3．3．2 

地下管道下止水结构施工

本区间段多处地下管道且不能拆除，其直径在300-2500mm之间的有压和无压管道。

这样原设计的止水帷幕在此处存在着止水缺口，如何对管道进行防护的问题，采取相应技术措施如下。

（1）先进行管道上方局部的土方清除，为防止全开挖容易导致管道下沉而被破坏，只对管道上方

30Cm的土方进行清除，该过程为全人工操作，目的是为探明管道的走向。

（2）将原设计大钻头改为小钻头的旋喷桩，并在旋喷桩施作时倾斜一定角度，逐层对地基土加固

和止水，并在管道的正下方加大旋喷桩的喷浆压力，增大其喷射面积，使管道下方形成一个止水墙。

具体见图8、图9。

（3）基坑内部开挖时，在支护结构的空缺处，铺设钢筋网并与两侧灌注桩相连，随之喷射高等级

防水混凝土（C40），这样即可以挡土又可以止水。

具体见图10。

3．3．3 

管涌处止水结构的处理

本段区间紧邻子牙河，其含水量丰富，加之个别搅拌桩钻进时位置发生偏移，在区间段里程为DK0+890处发生管涌现象，该处有一处人防加宽段，附近有水产加工厂一幢车间厂房必须及时有效进行处理，管涌给施工造成了一定难度。

为解决这一难题，特做了如下处理。

图10 

管道下网喷混凝土示意图

（1）基坑外找出管涌位置，先辨明管涌的流线。

在管涌附近的基坑外侧（搅拌桩后）选点，隔一米一孔，用小直径钻机缓慢往下钻，钻到搅拌桩下（约25m的位置），在下钻过程中钻头向外喷红墨水，当发现红墨水由基坑内管涌的位置冒出时，立即停止下钻，查看钻杆的长度，这时可确定管涌的路线及大概高度。

（2）在管涌路线处，用扰动小的潜水钻打一排宽5m的索混凝土灌注桩，桩深根据管涌的深度来确定（多于深度2m），直径为600mm，桩的间距为500mm。

完成初步截流。

（3）在基坑内壁挂钢筋网并用速凝、抗渗水泥（C40）进行喷涂。

（4）在基坑内管涌位置处打一个5m宽、5m深的旋喷桩带。

旋喷桩直径为600mm,间距为500mm。

完成管涌的二次截流和地基加固。

最后进行清底，完成箱馋施工。

如图11、图12所示。

圈11 

旋喷桩地基加固断面图 

图12 

旋喷桩地基加固平面图

由于土质条件、周边条件情况复杂多变，其随机性强。

在实际工作中所遇到的不同情况下必须摸清水源，细致分析判定，必有成功止水降水的办法。

流砂的形成是多种多样的，主要原因是由于河水的冲积经过地质的变化而形成的砂层，在遇到水流的情况下，整个砂层发生流动，从而形成了流砂层，在长江沿岸、沿淮部分地区以及我省的砀山、萧县也有流沙层的分布。

流砂，顾名思义，就是流动的砂子，这主要是砂子在地下遇到水，在水的压力发生变化的情况下，水发生了流动，这样砂子跟水一起发生了流动。

在通常情况下地下水的压力是固定不变的，但是一旦水压发生变化，整个砂层就会跟着发生变化，因此处理好流砂问题对基础的影响，对于基础施工来说，有着十分重要的意义。

正确的处理好流砂层在基础施工过程中造成的负面影响，不仅可以有效的控制工程的造价，而且能够提高施工的工艺水平。

井点降水是工程建设中一项重要的关键技术。

不论高层建筑、市政工程、港口水利工程或某些特种工程，在建设中，都会遇到若干深、大基坑的土方开挖施工。

我国沿海软弱土层，一般地下水位高，地质属粉质砂土或淤泥质粉质粘土，并夹有薄层粉砂。

在这些软弱土层的施工挖土时，往往会受流砂困扰，土方挖了又涨，涨了又挖，对基坑开挖造成极大困难，不但难以达到预定设计深度，且易于导致边城失稳，酿成塌方等重大事故。

3．2．6基坑[槽）开挖遇流砂

1．现象

当基坑（槽）开挖深于地下水位0．5m以下，采取坑内抽水时，坑（槽）底下面的土产生

流动状态，随地下水一起涌进坑内，出现边挖、边冒，无法挖深的现象。

发生流砂时，

土完全失去承载力，不但使施工条件恶化，而且严重时会引起基础边坡塌方，附近建

筑物会因地基被掏空而下沉、倾斜，甚至倒塌。

2．原因分析

（1）

（1） 

当坑外水位高于坑内抽水后的水位，坑外水压向坑内流动的动水压等于或大于颗粒

的浸水密度，使土粒悬浮失去稳定变成流动状态，随水从坑底或四周涌入坑内，如施

工时采取强挖，抽水愈深，动水压就愈大，流砂就愈严重。

（2）

（2） 

由于土颗粒周围附着亲水胶体颗粒，饱和时胶体颗粒吸水膨胀，便士粒密度减小，

因而在不大的水冲力下能悬浮流动。

（3）饱和砂土在振动作用下，结构被破坏，使土颗粒悬浮于水中并随水流动。

（4）易产生流砂的条件是：

1）水力坡度较大，流速大，当动水压力超过土粒重量，达到

能使土粒悬浮时，即会出现流砂现象；

2）土层中有厚度大于250mm的粉砂土层；

3）土

的含水率大于3％以上或空隙率大于43％；

4）土的颗粒组成中土粒土含量小于10％，

粉砂含量大于75％；

5）砂土的渗透系数很小，排水性能很差。

3．防治措施

防治方法主要是“减小或平衡动水压力”或“使动水压力向下”，使坑底土粒稳定，

不受水压干扰。

（2）安排在全年最低水位季节施工，使基坑内动水压减小。

（3）采取水下挖土（不抽水或少抽水），使坑内水压与坑外地下水压相平衡或缩小水

头差。

（4）采用井点降水，使水位降至距基坑底0．5m以上，使动水压力方向朝下，坑底土

面保持无水状态。

（5）沿基坑外围四周打板桩，深入境底下面一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的渗

流路线和渗水量，减小动水压力。

（6）采用化学压力注浆或高压水泥注浆，固结基坑周围粉砂层，使形成防渗帐幕c

（7）往坑底抛大石块，增加土的压重和减小动水压力，同时组织快速施工。

（8）当基坑面积较小，也可采取在四周设钢板护筒，随着挖土不断加深，直至穿过流砂层。

由于产生流砂的主要原因是动水压力的大小和方向。

当动水压力方向向上且足够大时，土颗粒被带出而形成为流砂，而动水压力方向向下时，如发生土颗粒的流动，其方向向下，使土体稳定。

因此，在基坑开挖中，防治流砂应从“治水”着手。

防治流砂的基本原则是减少或平衡动水压力；

设法使动水压力方向向下；

截断地下水流。

其具体措施有：

（1）枯水期施工法枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。

（2）抢挖并抛大石块法分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。

此法适用于治理局部的或轻微的流砂。

（3）设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。

（4）冻结法将出现流砂区域的土进行冻结，阻止地下水的渗流，以防止流砂发生。

（5）人工降低地下水位法即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井点等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生。

因此，此法应用广泛且较可靠。

流砂处理的简易对策

在工程施工过程中经常会遇到各种各样的技术难题，在工程的地基与基础施工过程中，流砂就是一种常见的地质结构。

由于地质的构造是千变万化、复杂多变的，因此在基础施工过程中会遇到各种各样的情况，流砂层就是地质构造的一种形式，如何解决流砂是建筑施工中的一大难题，本人结合在马鞍山一电厂提升泵房施工过程中遇到的情况，谈谈处理流砂的简易方法。

1流砂的形成原因

　　流砂的形成是多种多样的，主要原因是由于河水的冲积经过地质的变化而形成的砂层，在遇到水流的情况下，整个砂层发生流动，从而形成了流砂层，在长江沿岸、沿淮部分地区以及我省的砀山、萧县也有流沙层的分布。

2流砂的危害

　　基础是建筑物的十分重要组成部分，它对建筑物的安全和正常使用影响极大，在实际施工过程中必须结合工程地质条件、建筑材料及施工技术等因素，并将上部结构与地基基础综合考虑，使基础工程安全可靠、经济合理、技术先进，便于施工。

在基础施工过程中，如果没有解决好这一问题，基础就会跟着砂层一起流动，发生位移，这样地基础的持力层就会发生变化，这对建筑物来说是十分有害的，也是绝对不容许有这种现象发生的。

实践证明，建筑物的事故很多是与地基基础有关的。

例如著名的意大利比萨斜塔的倾斜就是由于地基的不均匀沉降而造成的。

我国上海工业展览馆建于1954年，总重10000t，地基为厚14m的淤泥软质粘土。

建成后，当年地基下沉0.6m，目前大厅平均每年沉降量达1.6m。

因此我们在进行施工时，必须要认真处理好基础，一般多层建筑中，基础工程造价约占总造价的20%-25%，对高层建筑或需地基处理时，则所需费用更大。

另外，地基基础属于隐蔽工程，一旦出现事故，不容易处理。

因此基础工程实属百年大计，必须慎重对待。

3流砂处理的简易对策

　　随着我国国民经济的发展，不仅要选择在地质条件好的场地上从事建设，而且有时不得不在地质条件不良的地基上进行施工；

另外，随着科技的日益发展，结构荷载增大，对变形要求越来越严，因此必须要选择最恰当的地基处理方法来施工。

只有充分认识了流砂的形成原因和流砂的危害才能采取切实有效的方法来进行处理，在进行基础施工之前先认真阅读地质勘察报告书，对砂层的厚度、地下水位的高低等地质状况有个比较直观的认识，这样才能便于我们采取何种施工方法来进行施工。

　　在实际施工过程中，通常处理基础的方法有换土垫层法、深层密实法、排水固结法、化学加固法、加筋法、热学法。

　　这里介绍处理流砂的方法是综合了换土垫层法和排水固结法两种施工方法的优点。

在开工之前先进行安全和技术交底工作，使参加作业的施工人员对整个操作的流程有个比较清醒的认识和理解，便于我们组织施工。

首先是土方的开挖，最好选择机械挖土，这样可以提高速度，加快施工的进度。

开挖深度根据设计要求而定，在开挖的过程中要做好排水措施，在开挖基础的附近处，设置集水井，用吸砂泵或离心式水泵不停的向外排水，集水井的设置位置要根据基坑平面开头与大小，土质与地下水位的高度与流向、降水深度等决定，设置在地下水流的上游一侧。

整个抽水过程要持续到土方和基础施工结束时为止，上面如果有砂层，用人工清理完毕，再用块石填置，直到能够满足设计要求，这样整个基础垫层的组成