摘 要:基坑降水工程是一項危險性較大的工作,一旦施工不當,勢必會影響到建筑物的整體質量安全。本文通過介紹降水管井的施工工藝技術,重點圍繞降水策略、出水量分析和鉆進工藝等方面探討了管井降水在基坑工程中的應用,并提出一些個人見解,以供參考。

關鍵詞:基坑工程;管井降水;組合池;鉆井工藝

隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提高,城市建筑規(guī)模得到進一步擴大,建筑物開挖深度越來越深,對基坑工程的施工質量也提出了新的要求。管井降水是近些年發(fā)展速度較快的一種降水方式,具有設備簡單、排水量大、降水較深和降水效果好等優(yōu)點,能夠為基坑工程的基礎結構施工提供一個干燥的作業(yè)環(huán)境。本文結合某構筑物尺寸為24.05m×21.3m,地下埋深為6.85m,地面以上高度為1.15m的工程,深入探討了管井降水在基坑施工中的應用,希望對確保建筑物的安全有所幫助。

1降水管井工藝

在基坑降水中將降水管井來作為臨時抽水建(構)筑物,是不需要考慮很長的使用壽命,只需確定管井井水的含砂量標準和可以允許管井進水流速。然而是管井井水含砂量的高低直接關系到管井的正常運轉和使用壽命,因此管井井水含砂量標準直接反映了對管井設計及施工質量的要求。以峰值作為井水含砂量標準的制約指標,目的是制約井水含砂量的最大值。井水含砂量峰值出現(xiàn)的時間與管井井深、井徑、含水層的特性以及水泵進水口布置的深度等因素有關,不同管井的井水含砂量峰值的出現(xiàn)時間不同,大多在數(shù)十秒至三十分鐘之間。

2基坑降水策略及出水量分析

在三種基坑降水策略中,內排水法屬于明排降水,適用范圍小,多用于輔助降水。而截堵法雖然能夠很好地發(fā)揮阻水作用,但是由于工程投入過大,混凝土養(yǎng)護周期較長,且對環(huán)境影響嚴重,因此在實際降水中多采用外排水法。在外排水法中,利用管井降水應用最廣泛。

根據(jù)基坑形 狀、水流形態(tài)等因素選擇合理的水位預測計算公式,并在水位預測計算過程中考慮井周三維流、紊流的附加水頭影響。根據(jù)場地水文地質條件、基坑降水設計資料和水位觀測資料,利用FLAC3D軟件建立了適合該地區(qū)的基坑降水模型。污水處理廠深度處理組合池模擬結果分析如下。

工程在降水15天后,分****放坡進行開挖:第一級坡深為1.85m,坡比為1∶0.5;第二級坡深為2.5m,坡比為1∶1;第****坡深為2.5m,坡比為1∶1.5。因此,模擬的基本思路是:在FLAC3D命令語言中設定降水時間為15天,模擬分析結束后,首先觀察地面豎向位移、橫剖面豎向位移、基坑橫剖面(X=400)沉降曲線、基坑橫剖面沉降曲線和節(jié)點豎向沉降與降水時間的關系曲線,得出關于降水引起地面沉降的一些初步結論;再觀察降水孔壓剖面云圖和基坑標高分別為2.3,0.7,-1.8和-4.55m處的孔隙水壓力等值線云圖,并預測此時每級放坡處是否滿足放坡條件。

根據(jù)地面豎向位移云圖、基坑橫剖面(X=400)豎向位移云圖、基坑橫剖面(X=400)沉降曲線和節(jié)點豎向沉降與降水時間的關系曲線。經(jīng)過分析得出,15天的降水時間引起基坑范圍的沉降最大值為5.34cm,且位于降水中心即基坑范圍。剖面上點的最大沉降位移為9.72cm,且發(fā)生在降水中心附近。也可以看出由于降水引起的降水漏斗現(xiàn)象。降水15天后同時采集基坑中心軸線方向地面上節(jié)點的豎向位移。圖1反映的是監(jiān)測基坑邊緣上的節(jié)點和基坑中心節(jié)點隨降水時間的沉降規(guī)律,圖中的縱坐標為沉降位移值,橫坐標為降水達到穩(wěn)定的持續(xù)時間,圖中為兩點的沉降曲線,可以證明,理論上在整個降水區(qū)域內各節(jié)點達到降水穩(wěn)定的時間應該是相同的,而發(fā)生沉降位移的大小不同,同時表明距離降水中心越近,降水引起的地面沉降值越大。

圖2為截取降水中心節(jié)點所在位置剖面的孔隙水壓力云圖,從圖中可以發(fā)現(xiàn),降水基坑區(qū)域內的孔隙水壓力特別小,且呈漏斗狀分布,需要特別說明的是,由于只計算15天的降水效果,此時的降水未達到穩(wěn)定,且距離降水穩(wěn)定還有一半的時間,故此時的降水影響半徑、沉降值和孔隙水壓力與降水穩(wěn)定時的結果有一定差別,但是綜合分析可以發(fā)現(xiàn),此時對基坑的放坡開挖完全沒有影響,降水已達到預期目標;拥撞克谖恢闷拭娴目紫端畨毫υ茍D,該位置在施工圖中的標高為-4.55m,在模型中的位置為Z=43.15,可以看到孔隙水壓力為0的區(qū)域在降水中心14m范圍內,故基坑底部能滿足開挖條件。圖3為基坑一級放坡位置剖面的孔隙水壓力云圖,該位置在施工圖中的標高為2.3m,在模型中的位置為Z=50,該圖中孔隙水壓力為0的區(qū)域在降水中心22m范圍內,故基坑一級放坡處能滿足開挖條件。此外,在接近降水孔隙水壓力為0的位置處,孔隙水壓力相對較小,故此方案可行。

3降水管井鉆進工藝研究

管井鉆進策略一般分為沖擊鉆進、回轉鉆進、潛孔錘鉆進、反循環(huán)鉆進、空氣鉆進等。選擇降水管井鉆進策略時,應根據(jù)鉆進地層的巖性和鉆進設備條件等因素進行選擇,一般以卵石和漂石為主的地層宜采用沖擊鉆進或潛孔錘鉆進,其他第四系地層宜采用回轉鉆進。

管井成井工藝是指管井鉆進結束后安裝井內裝置的施工工藝,包括探井、換漿、安裝井管、墳礫、止水、洗井、試驗抽水等工序。這些工序完成的質量直接影響成井后井水含砂量的大小,以及井設計中各項指標能否實現(xiàn),若工序質量差可引起井大量出砂或井的出水量明顯降低,甚至不出水。因此,嚴格做好成井工藝中的各道工序是保證成井質量的關鍵。

4結語

通過探討管井降水在基坑工程施工中的應用,筆者總結出以下幾點結論:①降水管井作為臨時性抽水構筑物,井水含砂量標準應低于供水管井井水含砂量標準;②在預測15天降水效果的情況下,分析了降深等值線圖和孔隙水壓力云圖,判斷出此時的降水效果能否達到基坑開挖的預期目標。

參考文獻

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