单级轻型井点降水施工工艺.docx
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单级轻型井点降水施工工艺
轻型井点降水
1、适用范围
本工工艺标准使用于单级轻型井点降水，进行井点降水后利于基础施工、排水固结、增加基坑的稳定性、消除流沙、管涌、减少地下水对建筑的上浮作用等。
1.1、土质条件：
土层渗透系数0.1～20m/d的填土、粉土、粘土、砂土；
1.2、降水深度：
≤6m；
2、编制依据
2.1、《上海市基坑工程技术规范》DG/TJ08-61-2010
2.2、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99
2.3、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
2.4、《建筑施工手册——第四版》
3、施工准备
3.1、材料准备
支管、总管、连接套管、中粗砂、粘土、膨润土；
3.2、设备准备
1）泵机：
真空泵或射流泵；
2）成孔设备：
高压水枪、钻孔机、洛阳铲；
3.3、场地准备
1）现场用水：
给水管网布置，冲孔高压水枪用水；
2）现场排水：
安排合理排水管道，降水前施工现场排水系统完成；
3）现场用电：
按井点冲成孔时用电量、抽水设备用电量；
4、施工方法
4.1、布置方式
1）井点构造
A、井点管直径宜为38mm～55mm，长度为6m～9m；
B、过滤器采用与井点管相同规格的钢管制作，长度为1m～2m，过滤器底端封闭。
过滤器表面的进水孔直径10mm～15mm，梅花状排列，中心距30mm～40mm，孔隙率应大于15℅。
紧贴过滤器外壁采用双层滤网包裹，内层滤网宜采用30～80目的金属网或尼龙网，外层采用3～10目的金属网或尼龙网，管壁与滤网间采用金属丝绕成螺旋形隔开，滤网外层应再绕一层粗金属丝。
滤管下端安装一个锥形铸铁头；
C、连接管与集水总管
连接管采用透明塑料管，集水总管直径宜为65mm～110mm；
D、抽水设备
真空井点降水通常采用真空泵、射流泵，真空泵由真空泵、离心泵、水气分离器等组成，射流泵由离心水泵、射流器、水箱等组成；
2）布型确定
井点管布置根据基坑平面形状、水文地质条件及降水深度确定；
A、基坑宽度小于6m时采用单排井点，布置于地下水上游，其布置见下图；
B、基坑宽度在6m～20m时采用双排井点，布置于长边两侧；
C、基坑宽度大于20m时采用环形井点，大于30m时坑中设置线状降水井点，线状降水井点总管长度不宜横跨两个土方开挖分段。
井点位置应考虑土方挖掘运输车道，防止破坏井点，影响整体降水效果，出入道宽度宜为4m，布置于地下水下游，其布置见下图；
3）埋设深度
埋设深度的计算：
H≥H1+iL/2+h+h3+0.5
H1:
基坑开挖深度L:
井点距离h:
h=1mh3:
虑管长度
i:
降水曲线坡度，单排线状井点取1/4，双排井点取1/10～1/15，环状井点取1/8～1/10。
4）涌水量
A、涌水量计算
根据井底是否达到不透水层分为完整井和非完整井，井底到达不透水层为完整井，井底未到达不透水层为非完整井；根据地下水有无压力分为承压井和无压井。
①无压完整井涌水量的计算：
Q=1.366K（2H-S）S/（lgR-lgx0）
x0=（A/π）1/2R=1.95S（HK）1/2
Q——群井井点涌水量（m3/d）K——渗透系数（m/d）H——含水层厚度
S——水位降低值（m）R——抽水影响半径（m）x0——基坑假象半径
A——基坑包围的平面面积（m2）
②无压非完整井涌水量的计算：
Q=1.366K[（2H0-S）S/（lgR-lgx0）]×[（H0+0.5r）/H0]1/2×[（2h0-l）/h0]1/2
S＇/（S＇+l）
0.2
0.3
0.5
0.8
H0
1.3（S＇+l）
1.5（S＇+l）
1.7（S＇+l）
1.85（S＇+l）
③承压完整井涌水量的计算：
Q=2.73KMS/（lgR-lgx0）
④承压非完整井涌水量的计算：
Q=2.73K[MS/（lgR-lgx0）]×[M/1+0.5r]1/2×[（2M-l）/M]1/2
5）井管间距
A、井点需要根数计算
n=1.1Q/qq=65πdl×K1/3
d——滤管的直径（m）l——滤管的长度（m）
B、井点管间距计算
D=2（L+B）/n
LB——矩形井点系统的长、宽（m）
井管（点）间距宜为0.8m～1.6m，井管间距宜为10m～15m。
4.2、施工工艺
1）工艺流程：
轻型井点定位→开挖冲沟→布置总管、轻井管→冲孔→设置支管→连接支管、总管、轻井泵→填砂→封土→试抽→正常抽水→填平冲沟。
2）定位：
严格按照施工平面图放好施工灰线，作好轻井抽槽的布设。
3）开挖冲沟：
开挖深度应至土层表面杂填土以下，宽度宜为1m，冲沟两侧放坡按开挖深度不宜小于1：
0.5；
4）成孔：
成孔可采用水冲法或钻孔法成孔施工，成孔直径不宜大于φ300，保持孔径上下均匀、垂直，冲孔深度比滤管底加深0.5m左右。
A、水冲法利用高压水流冲开泥土，砂性土压力为0.4MPa～0.5MPa，黏性土压力为0.6MPa～0.7MPa，冲孔管依靠自重下沉，冲孔达到设计深度时，不急于拔出冲孔枪头，让枪头在孔内翻两分钟，待污水基本排出后再拔出冲孔枪头；
B、钻孔法成孔施工适用于坚硬土层或井点紧靠建筑物，一般可采用长螺旋钻孔机或洛阳铲进行成孔施工。
5）下管：
成孔完毕应立即下井点管，下管时要垂直居中，井管上口标高控制在高出开挖冲沟底面0.2～0.3m；
6）填料、封土：
灌砂填料前应把孔内泥浆稀释，含泥量小于5℅时方可灌砂，井滤料从井口四周均匀回填中粗砂，防止将井点管挤偏，至井口地面以下1m～1.5m后用粘土或膨润土球填实封闭支管四周，防止真空泄漏；
7）管路安装：
首先沿井点管线外侧，铺设胶管，并用连接头连接起来，在两者连接之前，用木塞或塑料布包裹裸露的管口丝牙，以保护管口，当总管和支管边接完成后，严格检查各部件接口是否紧配、严密、防止漏气，保证真空抽吸排水正常进行并接入现场排水道。
8）试抽：
在试抽时，应检查整个排水管网是否通畅，方可正式投入抽水。
正常的出水规律是先大后小、先混后清，如水不出或一直较混或清后又混，应检查处理后方可使用。
9）观测：
为便于观察坑内水位下降情况，在每套总管水力坡度影响线较薄弱的中间部位，布设1～2只观察水位井点。
10）抽水：
井点管网全部安装完毕后进行试抽。
当抽水设备运转一切正常后，可以投入正常抽水作业，安排专人检查排水真空度、支管及有关接口是否漏气或“死井”，发现问题及时用水冲洗，疏通，在抽水中不得随意停机，同时对流量、真空度进行观察、统计，并做好记录。
5、质量标准及控制要点
5.1、质量标准
1）井点管间距、埋设深度应符合设计要求，一组井点管和接头中心，应保持在一条直线上。
井管（点）垂直度≤1％,井管（点）间距±100mm；
2）灌砂应采用中粗砂细度模数为2.3～3.7，含泥量≤5%，严禁采用细砂；
3）一台机组携带的总管最大长度：
真空泵不宜超过100m，射流泵不宜超过60m；
4）总管的流水坡度5‰流向抽水设备；
5）排出水不应回灌入冲沟内，通过现场排水系统经三级沉淀排入市政管网；
5.2、控制要点
1）井点系统的真空度根据基坑开挖深度确定应符合下表规定：
基坑深度
3m
4m
5m
6m
真空度
55KPa
65KPa
75KPa
85KPa
注：
理论真空的水柱高度为10.339m=760mmHg=1.013×105Pa,考虑水头损失10℅。
2）冬季施工应做好井管保温，防止受冻；
3）周边建筑、管线、道路距离基坑较近应采取预先止水帷幕或回灌水，如深层搅拌桩、止水钢板、地下连续墙等，井点管立于内侧并浅于止水帷幕的深度，止水帷幕应深入坑底下不透水层；降水应在止水帷幕完工7天后进行；
4）抽出的地下水始终不清，原因是井点滤网破损，井点滤网孔径和砂滤料粒较大，失去过滤作用，土层中的大量泥砂随地下水被抽出。
当始终抽出浑浊的井点，必须停止使用；
5）过程监测：
降水过程中应持续周边地下水位变化进行持续监测。
A、水位观测点的布置
①基坑外观测点应沿基坑、被保护对象的周边或基坑与被保护对象之间，监测点间距宜为20m～50m；
②相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测点；
③当设置止水帷幕时宜布置在止水帷幕外出2m处；
④水位观测管的管底埋深应在最低设计水位或允许水位下3m～5m；
B、水位报警值
报警值按设计，一般周边地下水位变化报警值：
累计值为1000mm、变化速率500mm/d；
6）井点管的拔除
A、基坑降水：
地下水位降至坑底1m以下；
B、抗浮、护坡井点：
拔除时间按设计要求；
6、安全、文明施工
6.1安全施工措施
1）现场工作人员必须自觉遵守现场安全生产六大纪律，配合总包单位共同搞好现场安全生产标准化管理工作；
2）施工中对地下不明情况不要盲目处理，当施工进度与安全发生矛盾时，必须坚持安全第一的原则；
3）电设备应由专人看管，电气必须一机一闸一漏，严格接地、接零和安漏电保护器，水泵和部件检修时必须切断，严禁带电作业，并专人负责供电及用电设施保养和维护。
6.2文明施工措施
1）严格遵守标准化管理条例，做到文明施工；
2）现场施工人员着装工整，配戴好胸卡；
3）材料按场容布置要求定点堆放；
4）井点出水正常后，排水应汇集到指定的排放点，如出水带泥沙，则须经过沉淀池后再排入指定排放点。
滨江路工程井点降水水文参数计算
以K2+210~K2+237段东侧井点降水为例计算井点降水深度和间距
参考资料：
1、《滨江路岩土工程勘察报告》（工程编号2010014-1）；
2、《滨江路土质详勘报告》（工程编号2010014）；
3、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99
4、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
5、《建筑施工手册——第四版》
根据勘察报告，滨江路工程地段岩土层构成自上而下描述如下：
第1层素填土；第②层粉质粘土；第③层淤泥质粉质粘土；
第④层粉土夹粉砂；第⑤层粉砂；第⑥层粉质粘土；第⑦层粉砂；
第⑧层粉质粘土夹粉土。
场地地下水类型为潜水，主要分布在①~⑧层土。
勘察测得地下水稳定水位最浅处在现地面以下0.84米。
为正常施工需要降水深度≤6米。
各土层渗透系数最大值为0.172m/d。
综上所述，据现场条件和工艺要求应进行轻型井点降水以保证正常施工。
（1）井点系统布置
该基坑顶部平面尺寸为11m×27m，基坑开挖深度4m，布置为双排矩形井点，井点管离边坡为1m。
要求降水深度小于6m，因此，用单层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。
由井点系统布置处以下土层全部为透水土层，地下水类型为潜水，因此可按无压非完整井进行设计和计算。
（2）井管深度计算
根据计算公式，井管埋设深度H≥H1+iL/2+h+h3+0.5
H1:
基坑开挖深度L:
井点距离h3:
虑管长度
i:
降水曲线坡度，单排线状井点取1/4，双排井点取1/10～1/15，环状井点取1/8～1/10。
H1=4L=11h3=1i取1/11
则H≥4+
+h+1+0.5
=6+h
因为h≥0,所以井管长度至少大于6米，按照轻型井点降水设备规格，取7米。
（3）计算井点管间距
①无压非完整井涌水量的计算：
Q=1.366K[（2H0-S）S/（lgR-lgx0）]×[（H0+0.5r）/H0]1/2×[（2h0-l）/h0]1/2
S＇/（S＇+l）
0.2
0.3
0.5
0.8
H0
1.3（S＇+l）
1.5（S＇+l）
1.7（S＇+l）
1.85（S＇+l）
Q——群井井点涌水量（m3/d）K——渗透系数（m/d）
H0——含水层厚度（即为图中H）
S——水位降低值（m）R——抽水影响半径（m）x0——基坑假象半径
A——基坑包围的平面面积（m2）r——滤管半径（m）
根据上表格数据，因为S’/（S’+1）=5.16/6.16=0.838，所以H0=1.85×6.16=11.40m
S=5.16-iL/2=5.16-
=4.66m
R=1.95S
=1.95×4.66×
=12.724m
基坑假想半径：
由于该基坑长宽比不大于5，所以可化简为一个假想半径为x0的圆井进行计算：
x0＝
＝
＝9.725m
r=0.015mh0=H0–S=11.40-4.66=6.74m
计算基坑总涌水量：
Q=1.366K[（2H0-S）S/（lgR-lgx0）]×[（H0+0.5r）/H0]1/2×[（2h0-l）/h0]1/2
=1.366×0.172×
×
×
=231.59m³
②计算井点管数量和间距
单井出水量：
q=65πdl
（d——滤管的直径（m）l——滤管的长度（m））
=65×3.14×0.03×1×
=3.41m3/d
井点管数量：
n＝1.1Q/q＝1.1×231.59/3.41＝74.71=75根
井点总管布置为距基坑边缘1m，总管长度为2×（29+13）=84m
井点管间距平均为：
D＝2×（29＋13）/（75-1）＝1.14m取1.2m
根据以上计算，滨江路工程轻型井点降水设备的井管深度取7m，井管间距取1.2m.
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