管井的作用

在地下水位高的地区进行基础施工,降低地下水位,为基础建设提供干燥的工作环境是关键。主要介绍管井降水技术在某工程基础施工中的应用。

关键词:基坑;管井;沉淀

1工程概况及地质条件

某基坑开挖土主要为粘性土,开挖边坡为1: 3。根据施工现场以上实际情况,不支持开挖边坡。排水是基坑开挖的关键。开挖前,应将地下水位降至开挖面以下0.5m。禁止扰动自然地基,基坑底部应预留30cm厚的保护层。基坑降水主要采用明沟排水和管井降水。

工程地质分为上、中、下三层:上部主要为人工堆积填土,中部为砖红色网状粘土,下部基岩主要为砾石。

2材料和设备投入计划

井管:采用混凝土井管,内径φ300mm,壁厚50mm,井管下部为1.0m的沉淀管,上部为无砂混凝土滤管。

水泵:2台22kW泥浆泵用于明沟排水,每口深井配1 150QJ20-26/4深井泵,每台泵配一个控制开关。

3基坑降水施工思路

3.1总体施工方法

开挖坡度为1: 3。此阶段土壤含水量适中,直接开挖基坑。第二阶段52.0m标高以下土方开挖采用明沟排水和管井排水;第二阶段,在52.0米标高以下土方开挖前,在52.0米标高打深井,在防渗墙施工后7天开始管井降水,以减少土壤潜水,提高地下水位以下土方开挖效率。同时,为了提高脱水效果,采用排水沟辅助脱水。第三阶段是基坑开挖后利用管井点作为集水井,同时利用明沟和管井减少地下水,保证旱地结构施工。

3.2明沟排水布置

基坑呈矩形,长50.6米,宽21米。随着基坑的开挖,当基坑深度接近52.0m时,在基坑四周(基础轮廓线外,基坑边缘坡脚0.3m范围内)设置排水沟,在基坑四角或每隔30~40m设置直径0.8m的集水井,沟底宽0.3m,比基坑低0.4m,用于集水。随着基坑的开挖,分阶段设置排水沟和集水井并加深,直至坑底达到设计标高。基坑开挖到预定深度后,应修整和完善排水沟和集水井。如果沟壁不稳定,应采用干砌石或透水沙袋支撑。

3.3管井降水布置

抽水管井沿基坑周边布置,距离基坑外缘1.5m。基坑左右两侧各布置一排管井,每侧3口。管井的数量根据排水效果增加或减少。井中心距建筑边线1.5m,井距7m,井口直径600mm。井管分段安装,随基坑开挖拆除至开挖面以上30cm。结构施工时,井内正常水位标高控制在48.0米以下,以保证土的地下水位低于基坑底面0.5米。

3.4深井施工方法

3.4.1施工程序

井位放样→制作井口并安装套管→钻机就位并钻孔→回填井底砂垫层→悬挂井管→回填管壁与孔壁之间的反滤层→安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常运行。

孔的形成

用XY-600钻孔设备钻孔。根据设计要求,选择直径为600mm的三叶或四锥钻头一次成孔。配套水泵为BWT450/12泥浆泵,最大工作压力不低于1.2MPa,泥浆输送能力不低于5L/S,可钻性控制在2.5 ~ 4 m/h,粘土层可自配泥浆,泥浆池合格泥浆进入砂质土层。严格控制泥浆比重从1.1到1.2,泥浆粘度18~20秒,含砂量小于5.0%。一般从钻孔流出的比重为1.2~1.3,会在高位池沉淀过滤,检测合格后泵入钻井循环。

深井系统设备

井管:采用混凝土井管,内径φ300mm,壁厚50mm,井管下部为1.0m的沉淀管,上部为无砂混凝土滤管。

水泵:每口深井配1 150QJ20-26/4深井泵,每台泵配一个控制开关。

3.4.4吊起井管,回填滤料,粘土止水。

为了保持钻孔与井管同心,井的外壁用导向木块捆绑,钻架不动。用原钻架吊混凝土管,孔底标高正确后,填写记录。先在底部布置一段混凝土盲管,用硬木托盘和钢丝绳吊起,然后慢慢落入孔内,直至预定深度。盲管与滤管连接,榫槽对齐良好。外壁包裹一层80目尼龙滤布,两个管接头200mm,用无纺布包裹。盲管外侧用3~4根竹绒垂直固定,用10#镀锌铁丝扎牢,并用中粗砂回填。

3.4.5洗井和抽水

井管安装后,应立即洗井,不得延误。洗井后出水量达到要求,即开始正式抽水,通过观测井测量地下水位。在成井的同时进行测量、分析、改进和增井,直到基坑水位降到要求的水平。其结构形式见管井立柱结构图。

3.4.6油井密封

基础施工完成后,经监理工程师批准,工程开始有序停泵封井,确保质量,不留隐患。为保证封堵安全,开箱前用碎石回填,上部填0.5m粘土夯实。

4.管井的应用与管理

4.1组织

深井施工开始前,成立降水队,由1分管领导、2名施工员、2名专职电工、2名发电机工组成,6人24小时值班。

4.2供电系统保证

系统用电由冲刷槽下游侧的专用线连接,并接至备用电源。当系统电源出现故障时,启动备用电源,5分钟内保证正常运行,有专职电工和发电机工作为保障。

4.3井作业保证措施

4.3.1建立严格的管理制度,将责任分解到每个人,做到现场每一项具体工作都有具体的人负责实施。

4.3.2建立现场工作管理系统,确保系统的正常运行,使现场始终处于受控状态。

4.3.3现场设立专门办公室,及时检查各井、泵的工作情况,发现问题及时处理。

4.3.4专职电工每天检查发电机及电路是否完好,早晚各试启动一次。一旦系统断电,发电机的正常运行就能得到保证。同时要准备好水泵、电线、保险丝等备用材料。

5安全管理措施

5.1根据安全施工用电规定,满足三级配电、两级保护要求,确保实现“一机一闸一漏一箱”;

5.2根据工程施工需要,派专人抽水,定期检查,加强运行、维护和检修,发现问题及时整改,做到防患于未然。

5.3严禁私自拉接线,并安排专业电工接线。

5.4为防止人员踏入井内,拆除离地面30cm的井管。

5.5深井在施工和运行过程中,要求管道内不得掉入杂物,滤层的砂料应冲洗干净,不得有泥浆。

5.6开挖面以上的井管应分段安装,随基坑开挖,将井管移至开挖面以上30cm,并预留后期基坑集水井。

参考资料:

[1]全国水利水电施工技术网水利水电工程施工手册(第1卷),(第5卷)。中国电力出版社,2004。

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