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摘要:结合洛阳市吉利区黄河滩区污水处理厂的工程地质条件对基坑进行降水处理,并对降水方案进行优化、整合,整合后的降水效果达到了预期的降水要求,为黄河中下游两岸工程地质条件类似地区的降水设计及施工积累了经验。
关键词:基坑降水轻型井点渗透系数
1 概述
洛阳市吉利区污水处理厂位于黄河中下游的黄河滩区,距离黄河仅2公里,污水处理厂建筑基坑需开挖7.2米,且面积较大约33米×39米,但开挖2.5米就见到地下水,且土质为砂性土,基坑无法支护,必须进行降水。
本工程地质分五层,上层2米范围内为黄土状粉土层,下面-2米~-4.5米为粉细砂层、-4.5米~5.2米为细砂层、-5.2米~-8.5米中砂层、-8.5米~-13米为卵石层,其中,粉细砂层、细砂层、中砂层、卵石层的渗透系数分别为:2~8 (m.d)、8~25 (m.d)、25~ 50 (m.d)、>150 (m.d)。由地质勘探报告得知,其中卵石层顶部2~3米范围内有一个胶结层,密实度较好,是本地层中一个较好的隔水地层;卵石层下部渗透系数非常大,是良好的透水地层,也是地下水治理的最大障碍。
2 降水方案研究
结合本地质情况经讨论研究,适合此种地质的降水方式有以下
3种:
1、喷射井点:喷射井点用作深层降水,应用在粉土、极细砂和
粉砂中较为适用。在较粗的砂粒中,由于出水量较大,循环水流就显得不经济。一般一级喷射井点可降低地下位8~20m,甚至20m以上。但由于5米以下地质为中砂层和卵石层,显然有些困难。
2、管井降水:适用于渗透系数较高的土体,设备较简单,排水量大,降水较深,但耗资大,工期长,工序复杂,耗电量大且必须保障电源,绝对不能中途断电,否则前期所有降水工作白费甚至会出现井喷现象,造成巨大损失;针对本工程卵石层下部渗透系数特别大,管井降水效果不明显或者时间过长,并且如果管井降水力度不够很可能会出现地下水位不降反升的情况;另外周围不允许由其它大型建筑,因为管井大量降水可能会造成周围地面不均匀位移或沉降。
3、轻型井点降水:一级轻型井点比其它井点系统施工简单、安全、经济,适用于基坑面积不大,降水水位不深的场合,降水深度一般在3~6米,若要求降水深度大于6米可考虑多级轻型井点系统,但要求基坑四周由足够的空间以便于放坡或挖槽,适用于渗透系数为0.1~50 (m.d)的土层。
三、确定降水方案
综合所有资料和现场地质情况,决定利用天然优势——卵石层顶部2~3米内的胶结层,采用堵、抽相结合,具体方案如下:
1、在基坑四周设计“止水帷幕”,从地面到卵石层上面二米范圍内用高压注浆深层搅拌桩机打水泥土桩。由于从-2米~-8.5米之间为粉砂、细沙、中砂层,用高压注浆深层搅拌桩机钻孔并注入纯水泥浆形成水泥土桩,桩套桩形成止水帷幕,搅拌桩机采用600mm钻头,桩间距500mm,双排布置,排距500mm。
2、水泥净浆封底。制作一个高压水枪喷头,喷头连接一根钢管,再连接上一台高压水泵,利用水泵的压力形成高压喷枪,垂直向地面利用水压打孔,孔深控制在水泥土桩以下卵石层以上,8.5m~9.5m之间。然后迅速抽出喷枪插入20mm的钢管,钢管周围填土密闭,此即为一个注浆管,一个注浆口影响范围约为20m2,所以注浆口间距5m,考虑地下水流方向,上水头的水泥浆会少一些,下水头自然会稍微多一些。连接高压注浆机,并在水泥净浆中加入一定比例的水泥速凝剂。
3、轻型井点降水
采用二级轻型井点降水,首先沿基坑四周向外扩0.7~1m定井位,井间距1.0m。利用高压水枪打孔,孔深不超过6m,插入6m的PVC管,PVC管的底部封闭,在距离底端1m的范围内在PVC管钻孔,同一高度面钻4个孔,高度面间隔5~8cm,然后把开孔部位包上滤布,缠上棕带,形成第二过滤层;插入PVC管后马上向其周围填入砂砾,形成第一过滤层,二层过滤可以保证只抽地下水而不抽进其它杂物。然后把8~10根PVC管并联到一台真空泵上,形成一个轻型井点系统。
整个基坑周围所有系统安装完毕后,开启所有系统。3天后开始监测地下水位,一天两次。一周后监测记录为-5.8m,开始布置二级轻型井点系统,基坑开挖4~5m,在第一级井点内安置第二级轻型井点系统,二级轻型井点系统全部安装并开启后,第六天监测记录为-7.3m,降水效果非常理想,基坑达到开挖条件。
3 结论
⑴此种降水方案完全能使用于黄河滩区特殊地质条件的基坑降水并且耗费小周期短;
⑵在进行降水设计时,降水井孔的间距愈小,降水周期愈小;
⑶必须等基坑内所有土建工程完成后并回填至地下水位以上才
能关闭所有降水系统。
关键词:基坑降水轻型井点渗透系数
1 概述
洛阳市吉利区污水处理厂位于黄河中下游的黄河滩区,距离黄河仅2公里,污水处理厂建筑基坑需开挖7.2米,且面积较大约33米×39米,但开挖2.5米就见到地下水,且土质为砂性土,基坑无法支护,必须进行降水。
本工程地质分五层,上层2米范围内为黄土状粉土层,下面-2米~-4.5米为粉细砂层、-4.5米~5.2米为细砂层、-5.2米~-8.5米中砂层、-8.5米~-13米为卵石层,其中,粉细砂层、细砂层、中砂层、卵石层的渗透系数分别为:2~8 (m.d)、8~25 (m.d)、25~ 50 (m.d)、>150 (m.d)。由地质勘探报告得知,其中卵石层顶部2~3米范围内有一个胶结层,密实度较好,是本地层中一个较好的隔水地层;卵石层下部渗透系数非常大,是良好的透水地层,也是地下水治理的最大障碍。
2 降水方案研究
结合本地质情况经讨论研究,适合此种地质的降水方式有以下
3种:
1、喷射井点:喷射井点用作深层降水,应用在粉土、极细砂和
粉砂中较为适用。在较粗的砂粒中,由于出水量较大,循环水流就显得不经济。一般一级喷射井点可降低地下位8~20m,甚至20m以上。但由于5米以下地质为中砂层和卵石层,显然有些困难。
2、管井降水:适用于渗透系数较高的土体,设备较简单,排水量大,降水较深,但耗资大,工期长,工序复杂,耗电量大且必须保障电源,绝对不能中途断电,否则前期所有降水工作白费甚至会出现井喷现象,造成巨大损失;针对本工程卵石层下部渗透系数特别大,管井降水效果不明显或者时间过长,并且如果管井降水力度不够很可能会出现地下水位不降反升的情况;另外周围不允许由其它大型建筑,因为管井大量降水可能会造成周围地面不均匀位移或沉降。
3、轻型井点降水:一级轻型井点比其它井点系统施工简单、安全、经济,适用于基坑面积不大,降水水位不深的场合,降水深度一般在3~6米,若要求降水深度大于6米可考虑多级轻型井点系统,但要求基坑四周由足够的空间以便于放坡或挖槽,适用于渗透系数为0.1~50 (m.d)的土层。
三、确定降水方案
综合所有资料和现场地质情况,决定利用天然优势——卵石层顶部2~3米内的胶结层,采用堵、抽相结合,具体方案如下:
1、在基坑四周设计“止水帷幕”,从地面到卵石层上面二米范圍内用高压注浆深层搅拌桩机打水泥土桩。由于从-2米~-8.5米之间为粉砂、细沙、中砂层,用高压注浆深层搅拌桩机钻孔并注入纯水泥浆形成水泥土桩,桩套桩形成止水帷幕,搅拌桩机采用600mm钻头,桩间距500mm,双排布置,排距500mm。
2、水泥净浆封底。制作一个高压水枪喷头,喷头连接一根钢管,再连接上一台高压水泵,利用水泵的压力形成高压喷枪,垂直向地面利用水压打孔,孔深控制在水泥土桩以下卵石层以上,8.5m~9.5m之间。然后迅速抽出喷枪插入20mm的钢管,钢管周围填土密闭,此即为一个注浆管,一个注浆口影响范围约为20m2,所以注浆口间距5m,考虑地下水流方向,上水头的水泥浆会少一些,下水头自然会稍微多一些。连接高压注浆机,并在水泥净浆中加入一定比例的水泥速凝剂。
3、轻型井点降水
采用二级轻型井点降水,首先沿基坑四周向外扩0.7~1m定井位,井间距1.0m。利用高压水枪打孔,孔深不超过6m,插入6m的PVC管,PVC管的底部封闭,在距离底端1m的范围内在PVC管钻孔,同一高度面钻4个孔,高度面间隔5~8cm,然后把开孔部位包上滤布,缠上棕带,形成第二过滤层;插入PVC管后马上向其周围填入砂砾,形成第一过滤层,二层过滤可以保证只抽地下水而不抽进其它杂物。然后把8~10根PVC管并联到一台真空泵上,形成一个轻型井点系统。
整个基坑周围所有系统安装完毕后,开启所有系统。3天后开始监测地下水位,一天两次。一周后监测记录为-5.8m,开始布置二级轻型井点系统,基坑开挖4~5m,在第一级井点内安置第二级轻型井点系统,二级轻型井点系统全部安装并开启后,第六天监测记录为-7.3m,降水效果非常理想,基坑达到开挖条件。
3 结论
⑴此种降水方案完全能使用于黄河滩区特殊地质条件的基坑降水并且耗费小周期短;
⑵在进行降水设计时,降水井孔的间距愈小,降水周期愈小;
⑶必须等基坑内所有土建工程完成后并回填至地下水位以上才
能关闭所有降水系统。