香格2#楼降水方案分析论文
摘要:结合现场实际情况,从降水成本、施工可靠性、现有设备等方面的角度比较了帷幕隔水以及降水井等方法的实用性,选择了本工程的最佳方案,确保了施工的顺利进行,形成了一套切实可行的深基坑降水施工方案。
关键词:深基坑;降水;地下水
一、工程概况
拟建场区位于中关村,建筑高度为68-76m,基坑拟开挖深度为21.90-22.65m,支护面积约1.5万m2,降水总面积约10700m2。根据岩土工程勘察报告显示,本工程地层厚薄不均,地层参数离散性较大,且含水土层渗透系数较小,基坑开挖已经受到第一层为上层滞水的影响,施工前需进行人工降低地下水位。
二、降水方法选择
1.基坑底部有深度达8m左右的砂卵石层,砂卵石中间有很薄的隔水层,帷幕隔水无法达到隔水的效果。
2.帷幕隔水施工成本很高,其造价远远高于降水经济成本。
大概计算如下:
其中,M-帷幕隔水增加的工程造价(T)与减少抽水总量 的比值
T1-帷幕隔水工程造价
T2-施工降水造价
Qz-减少抽水总量
若采用护坡桩加桩间旋喷桩,由于坑底8m范围内均为卵石层,旋喷桩桩底暂按到护坡桩桩底计算,标高从-8m到-27m,上部空钻8m,桩长按19m考虑,每个护坡桩间施工两根旋喷桩,桩径600mm,两旋喷桩咬合200mm。则2#楼滞水旋喷桩工程量约7000m,单价约160元m,其总造价约112万,护坡桩支护面积6300m2,其总造价约580万,故T1=257万,
T2=160×5600=89.6万 Qz=1.468万m3
M=(T1-T2)Qz =(257-89.6)1.468≈114.0元m3>50元m3
因此,采用旋喷桩帷幕隔水施工经济成本较高,本施工过程中不宜使用该方法。
3.采用降水井的方法,技术比较过硬,设备齐全,施工方案经济合理。
三、降水井参数的选择
由于本工程地层厚薄不均,地层参数离散性较大,且含水土层渗透系数较小,地下水不易排出。根据施工经验做如下选择:管井间距按8m考虑(以便于设置在两桩之间),井径600mm,由于受红线限制降水井中心线只能设置在距拟建建筑结构外墙1.2m处,当降水井施工遇到障碍物时可进行适当调整,但必须保证安全,要求提前对施工直接影响范围进行探测以防止意外事故发生,由于受红线限制降水井只能设置在护坡桩桩间位置,井深31m。此外由于基坑较宽需在槽内中部布置疏干井以加快降水速度,疏干井的设计参数与基坑外降水井相同,按15m左右间距进行布设。
四、降水施工技术参数
1.本工程管井采用内径300mm、外径400mm的无砂混凝土滤水管,井孔与滤水管之间采用2~5mm的碎石屑填充,井管口高出地面0.3m并加井盖。
2.降水降至槽底以下0.5m。
3.由于含水层的变化,加上抽降周期短的原因,上层滞水不会完全疏干,基坑开挖后,初期局部地段坑壁仍会有少量地下水渗入基坑内,须在基坑边坡的含水层底板渗水部位埋设导水管,坑底坡脚设排水盲沟20cm(上口)× 15cm(下口)×30cm(高),将残留渗水引至四侧边角集水坑,再以水泵抽排至坑外。在局部无法进行降水井施工的边坡,结合桩锚支护,在砼面层上设置排水孔,导水至排水沟中,进行明排水。
4.降水维护期:委派专业人员24小时轮流值班,保证水泵正常运转及井内水位满足控制水位的要求。现场准备多台备用水泵及零配件,以便及时更换或维修。
5.抽水期:暂按从全面降水开始后3个月计算。
五、抽水量的计算及总抽水量(降水计算书)
1.基坑面积(近似):A=5600m2
2.降水井类型及深度参数的选择:
根据降水S=1.5m,H=10m。
3.渗透系数k取2md(此渗透系数是地下水降低范围内的土层情况综合经验取值。)
4.降水影响半径R与基坑等效半径r0的确定:
5.基坑涌水量:
6.管井单井出水量:
式中:
q -管井出水能力(m3d)
d -过滤器外径(mm)取400
-与含水层渗透系数有关经验系数取130
-过滤器淹没段长度(m)取1
7.井数的确定,n=Qq×1.1=629.2574×1.1≈10(口)
8.井距的确定:基槽长L=306m;井距计算值为D=Ln=30610=30.6m
9.管井降水井的竖向布置(井深)的验算:基坑深度按22.25m考虑,环形封闭井点降水水力坡度i为110,管井降水井的竖向布置(井深),按下式验算:
井深h=槽深H1+0.50m+12槽宽×i+过滤器工作长度+沉淀高度=22.25=0.5+592×0.10+1.0+3.0=29.7m,故取井深为31m即可满足要求。
10.实际降水井施工参数的确定根据本工程地层厚薄不均,地层参数离散性较大,根据邻近工程的记录和本公司施工经验做如下调整:管井口径600mm,井深31m,井间距取8m(主要考虑以下原因:1、与护坡桩布置相协调,2、抽渗结合方案,以抽为主。受红线限制降水井中心线只能设置在距拟建建筑结构外墙1.2m处。
11.水泵的选择,根据以上计算知管井涌水量约为74m3d,由此在各个管井内安装扬程大于35m,出水量3~5m3d的潜水电泵抽吸地下水即可。
12.预估总抽水量,根据基坑涌水量629.25m3d,前两周按正常涌水量计算,两周以后按基坑涌水量的一半计算,28天以后抽水量按20m3d。
则:QZ=629.25×14+629.252×14+20×62=14454.25m3
六、地下水综合利用措施
从降水井抽取上来的地下水应综合利用,主要用于以下:
1.建立一个高效洗车池,利用抽上了的地下水冲刷出土车、混凝土罐车等车辆。
2.利用地下水对施工现场的防尘降尘措施。
3.利用地下水冲刷现场厕所。
4.湿作业锚杆施工时可利用地下水。
5.护坡桩成孔时可采用地下水。
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