后河大桥井点降水方案.docx
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后河大桥井点降水方案
内蒙准兴高速AZ-1-A32工区后河大桥
井点降水施工方案
（基础减压降水）
编制：
刘先全
审核：
冉启富
审定：
王伦
道隧集团工程有限公司
2012年10月6日
目录
一、工程概况…………………………………………………………4
二、编制依据…………………………………………………………4
三、场地地质概况……………………………………………………4
四、降水目的…………………………………………………………5
五、降水设计…………………………………………………………6
六、管井井点施工艺…………………………………………………11
七、降水对周边环境的影响及防范措施……………………………13
八、降水施工时应考虑的因素………………………………………13
九、设备及材料计划………………………………………………14
十、附件……………………………………………………………15
内蒙准兴高速AZ-1-A32工区后河大桥
井点降水施工方案
（基础减压降水）
道隧集团工程有限公司
2012年10月6日
一、工程概况
本工程为内蒙古准兴重载高速公路AZ-1-A32工区内的后河大桥的基础工程，桥梁上部结构为15×20M先简支后连续预应力箱梁，下部结构桥墩为柱式墩钻孔灌注桩基础；桥台为肋板式钻孔灌注桩基础。
桥长305.6米。
桥台设计桩长右幅（重载）为30M，左幅（轻载）为29M，桩径120CM；桥墩设计桩长右幅（重载）为32M，左幅（轻载）为30M,桩径150CM。
设计系梁顶面高程为1249.381，系梁高1.2m，设计承台顶面标高为1249.381，承台高1.5m。
原地面高程1250.65～1250.19之间。
系梁顶离原地面高在1.269～0.809M之间，一般冲刷高程为1248.681，局部冲刷高程为1245.581。
根据我们现场测量，实际河面宽度为11.2M,水深0.19M,冲刷高程为1249.309。
原设计提供的冲刷高程与实际地形不符，与一般冲刷高程相差0.628M。
与局般冲刷高程相差3.728M。
虽然后河属于宽敞式河床，但河床原地面仍然呈中间低两边高的地形，最高地面高程为1251.02，最低处高程为1249.309，相差1.711M。
原设计所有系梁和承台顶面都为同一高程。
二、编制依据
1、设计图纸地质柱状图
2、两阶段施工图设计第六册第二分册
3、《公路桥涵施工技术规范》
三、场地地质概况
依据2007年3月内蒙古交通设计研究院有限责任公司提供的《大桥纵剖面图中的地质柱状图》场地的地质概况如下：
1、场地地处后河流冲积平原地带，地形平坦，地貌形态单一，场地地表为粉质粘土。
2、地层大致分为：
第一层为粉质淤泥，全场分布（层厚0.7-0.8m）；第二层中粗砂（层厚15.70-16.8m）；第三层为砾砂（层厚6.5-7.8m）；第四层为粘土（厚度16.9-16.0m）。
第二层（中粗砂）和第三层（砾砂）的透水性较强,一经开挖就形成流砂，给施工带来了较大困难。
3、拟建桥梁基础地下水较丰富，水位在离地面0.3-0.8m之间，换算相对高程为1249.39～1249.79m。
主要由大气降水、后河上游周边溪流汇集渗透补给。
基底下中粗砂土层的透水性较强，场地地表水浅，平均河水深度为19厘米，流量不大，但地下水较为丰富；拟建的桥梁基础底板处于中粗砂层。
根据设计图纸要求，在系梁底面高程离原地面为2.6～2.9米左右（系梁高1.2M，砼垫层约0.1M）。
四、目前存在的问题和降水目的
1.目前存在的问题
在施工过程中，由于地表层以下有23米左右的中粗砂和砂砾透水层，地下水较丰富且水位较高，砂层透水性较强，后河属于宽敞河床，不仅透水层厚，透水性很强，而且透水面积宽，地下水储量较大，形成了一个天然的地下水库。
我们按照施工设计图纸要求在开挖至表层土后就形成流砂，坑壁坍塌，基坑涌水涌砂，我们采用多台水泵抽水仍然无法解决问题。
人员和机械设备无法进入现场，不能继续进行施工。
根据施工现场的实际情况和项目公司要求加快工程进度确保2013年10月1日通车的指示精神而制定本降水方案，在基坑内设置集水井降水。
本方安约需要资金叁拾捌万肆仟陆佰零伍元整（384605元）。
2.降水目的
根据本工程的基坑开挖及基础结构施工的要求，本次降水目的：
采用一级轻型井点降水措施，在基坑内设置集水井降水，最大限度疏干基坑内的地层中的自由水，加固基坑底下的土体，提高坑外土体
抗力，从而解决流砂问题，使桥梁基础能够顺利地进行施工。
确保项目公司提出的节点工期。
五、降水设计
采用轻型井点降水
1、总涌水量计算
1）.基坑总涌水量Q（m3/d），即环形井点系统用水量，常按无压完整井井群，
用下式计算公式：
Q＝1.366K（2H―s）s/lgR―lgx0
2）.单井井点涌水量q（m3/d）常按无压完整井，按下计算公式：
q＝1.366K（2H―s）s/lgR―lgr
式中：
K—土的渗透系数（m/d）；
H—含水层厚度（m）；
s—水的降低值（m）；
R—抽水影响半径（m），由现场抽水试验确定，也可用下式计算：
R＝1.95s√HK
r—井点的半径（m）；
x0—基坑的假想半径（m，当矩形基坑长宽比小于5时，可化成假想半径x0的圆形井，按下式计算：
x0＝√F/π
F—基坑井点管所包围的平面面积（m2）；
π—圆周率，取3.1416；
2、井点管需要根数
井点管需要根数n可按下式计算：
n＝mQ/q
式中q＝65πdl3√K
式中：
n—井点管根数；
m—考虑堵塞等因素的井点备用系数，一般取m＝1.1；
q—单根井点管的出水量（m3/d）；
d—滤管直径（m）；
l—滤管长度（m）；
三、井点管平均间距
井点管平均间距D（m），可按下式计算：
D＝2（L＋B）/n－1
求出的D应大于15d，并应符合总管接头的间距（一般为80、120、160mm）要求。
式中：
L—矩形井点系统的长度（m）；
B—矩形井点系统的宽度（m）；
后河大桥共有14个桥墩，两个桥台，现以各一个桥墩和桥台计算为例，其它桥墩和桥台与此类似。
桥墩、桥台基坑平面尺寸见图，桥墩基坑宽4m，长21.05m，深2.9m，加0.3m厚片石垫层，桥墩基坑共深为3.1m，承台基坑共深3.4m。
挖土边坡1：
0.5。
地下水位－0.7m。
根据地质勘察资料，该处地面下0.7～0.8m为粉质粘土层，此层下面有22.5～24.6m的中粗砂或砂砾层，土的渗透系数K＝20m/d，再往下为不透水的粘土层。
现采用轻型井点设备进行人工降低地下水位，机械开挖土方，现对该轻型井点系统进行计算。
（1）井点系统布置
桥台基坑深为3.1m，顶部平面尺寸为7.1m×28.25m，底部平面尺寸为4m×25.15m；承台基坑深度为3.4m；顶部平面尺寸为11.1m×29.21m，底部平面尺寸为7.7m×25.81m。
布置环状井点，井点管离边坡为0.8m。
基坑平均水面离地面高0.6M,要求降水深度s＝3.40－0.6＋0.5＝3.3m，因此，用一级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。
由井点系统布置处至下面一层不透水粘土层的深度为0.7＋（15.7+16.8）÷2+（6.5+7.8）÷2＝24.1m，设井点管长度为24m（井管长6m，滤管3.2m，直径0.05m），因此，滤管底距离不透水粘土层只差0.1m，可按无压完整井进行设计和计算。
（2）基坑总涌水量计算
含水层厚度：
H＝2（15.7+16.8）÷2+（6.5+7.8）÷2＝23.4m
降水深度：
s＝3.4－0.6＋0.5＝3.3m
基坑假想半径：
由于该基坑长宽比不大，所以可化简为一个假想半径为x0的圆井进行计算：
桥墩x0＝√F/π＝√（7.1＋0.8×2）（28.25＋0.8×2）／3.14＝9.1m
承台x0＝√F/π＝√（11.1＋0.8×2）（29.21＋0.8×2）／3.14＝11.16m
取长宽比K=5
抽水影响半径：
R＝1.95s√HK＝1.95×3.3√23.4×5＝69.6m
A.桥墩基坑总涌水量
Q＝1.366K（2H―s）s/lgR―lgx0
＝1.366×5（2×23.4―3.3）×3.3/lg69.6―lg9.1
＝1110m3/d
B.承台基坑涌水量
Q＝1.366K（2H―s）s/lgR―lgx0
＝1.366×5（2×23.4―3.3）×3.3/lg69.6―lg11.16
＝1233m3/d
（3）计算井点管数量和间距
单井出水量：
q＝65πdl3√K
＝65×3.14×0.05×3.23√5
＝56.36m3/d
C.桥墩基坑井点管数量：
n＝mQ/q＝1.1×1110/56.36＝22根
d.承台基坑井点管数量：
n＝mQ/q＝1.1×1233/56.36＝24根
E.承台井点管间距平均为：
D＝2×（7.1＋28.25+0.8×4）/22―1＝3.67m取3.7m
F.桥台井点管间距平均为：
D＝2×（11.1＋29.21+0.8×4）/24―1＝3.78m取3.8m
井点管布置时，为让开机械挖土开行路线，宜布置成端部开口（即留3根井管数量距离），因此，实际需要井点管数量为：
一个桥墩基坑为20根，一个承台基坑为22根。
2、井型选择与井点结构
该桥梁场地地下水为中粗砂和砂砾层孔隙潜水，含水层多为中粗砂或砂砾结构，降水深度为5米，降至基础底板以下1.2米左右，采用专业厂家生产的降水设备并派专业技术工人到现场操作进行管井井点降水，每个桥墩和桥台各设一个降水井点，共16个降水井点。
拟购置4套降水设备，分两个作业组分别从0#桥台和15#桥台向桥中合围的施工方法。
运用管井动力集水原理，用潜水泵不断抽取管井内
的积水来降底地下水位。
（井点布置详平面图）
3、降水井管道选择
降水井采用内径为400mm焊接钢管，其中包括滤水管（掺丝，可很好控制抽水时出水的含砂率）和井壁管（每根井管长度均为6m）。
离地面0.5m范围内用混凝土浇捣密实。
成井后下入7.5JQPX8.9的深井潜水泵及抽水管，支管采用DN50的镀锌钢管，主集水管用Φ75镀锌钢管引入后河下游河道。
六、管井井点施工工艺
降水井采用机械开挖，人工配合成孔的办法进行井点施工作业。
1降水井定位：
定们施线由专人负责，根据降水井平面图测设
各个降水井位置。
2、成孔：
先用挖机在后浇带设置的降水井位置先挖出1*1*1.6米的基坑。
考虑到本层土质为粉细砂层，应采取必要的支护（井管开挖时，采用木枋及模板做为支临时支护桩，待井管安装完成后，再拔出支护桩）。
3、下管：
下管采用悬吊式下管法，管筒滤管段必须用纱网包封严密，以防涌砂，在下滤水管前，先下长为0.3m的沉淀管（无缝焊接钢管），沉淀管下口用钢板封堵严密，然后再下无缝焊接钢滤水管，下管时，必须保证钢管垂直，以防倾斜。
下泵宜用麻（或粽）绳吊装在井内，下到设计深度，并在井口绑牢。
4、填滤料，下管结束后，应立即在管壁与也壁之间进行填滤料，采用卵石为过滤料，围填时应慢慢用铁钎从四周填入，并用钢筋捣实，防止中间出现漏空现象。
5、洗井：
采用排污泵或清水泵洗井，洗井标准以井内抽出的水清沏为准。
6、沿后浇带铺设集水管DN75的镀锌钢管，将各井抽出的水汇入排至指定地点（地下水可排入施工现场应急消防水池内，以供上部主体结构养护用水）在各井点应设置单独用的开关箱，做到一机一闸一保护，以期达到安全用和停泵与开泵的用电要求，并在主集水管与降水井的镀锌钢管连接处设置闸阀，以防某井需要停泵时，主集水管内的水倒流回井内。
七、降水对周边环境的影响及防范措施
在降水过程中，由于会随水流带出部份细微土粒，再加上降水后土体的含水量降低，使土壤产生固结，而会引起周围地面的沉降，为防止或少降水对周围环境的影响，避免产生过大的地面沉降，可采取一些技术措施：
使降水速度减缓；在砂质粉土中降水影响范围可达80m以上，降水曲线较平缓，为此可将井点管加长，减缓降水速度，防止产生过大的沉降。
亦可在井点系统降水过程中，调用较小的潜水泵，减缓抽水速度。
八、降水施工时应考虑的因素
1、降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应小于3次，并应观测记录水泵出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处于正常的运行状态。
同时应有一定量的备用设备，对出问题的设备能及时更换。
2抽水设备应进行定期保养，降水期间不得随意停抽，当发生停电时就及时更新电源，保持正常降水。
3、降水时要加强观测。
首先在降水影响范围外建立水准点，并进行记录。
降水开始阶段每天观测2次，进入稳定期后，每天可以只观测一次。
4.降水完成后，在基坑铺设40CM厚的片石，再在片石上铺10CM厚的碎石填隙找平后做砼基础垫层。
九、设备及材料计划
1、7.5千瓦降水设备4套（全新），5800元/套
2、打井，抽水，人工、损耗材，水电等，由专业公司承包1.8万元/桥墩（台）。
3.片石，桥墩4×25.1×0.4×14=562.2M3
桥台7.7×24.85×0.4×2=130.1M3
片石小计256.2+130.1=692.3M3
4.碎石桥墩4×25.1×0.1×14=140.6M3
桥台7.7×24.85×0.1×2=38.3M3
碎石小计140.6+38.3=178.9M3
5.机械台班铺片石、碎石，不包括挖土方
一台挖机按500元/小时计，每个桥墩（台）基坑填铺片碎石按3.5小时计，包括整平压实。
3.5×16×500=28000元
6、降水井点分布详图
7、金额估算表
金额估算表
序号
材料名称
规格
单位
数量
单价
金额
备注
1
降水成套设备
7.5千瓦
套
4
8600
34400
2
打井、抽排水等
承包价
墩
16
12000
192000
包干价
3
片石垫层
20～30
M3
692.3
120
83076
4
碎石找平层
1～2.5
M3
178.9
68
12165
5
机械台班费
台班
56
500
28000
6
管理费
1+2+3+4+5
%
349641
6
34964
合计
384605
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