大型地铁站深基坑降水施工技术研究

大型地铁站深基坑降水施工技术研究

江西中蓝建设工程有限公司江西省南昌市330000

摘要:现今的城市,地表建筑十分密集,地下管线复杂,因此深基坑降水的施工具有重要意义。本文以某地铁站施工工程为例,详细介绍了如何实施深基坑降水施工,并对深基坑降水施工中应注意的技术要点和要求进行了深入的研究。

关键词:地铁站;深基坑;降水井;施工技术

1,前言

一般工程界定义超过5米(含5米)的基坑为深基坑。因深基坑工程有着施工技术难度大、影响因素不可预测等特点,它的安全性和可靠性不仅影响深基坑工程的本身,同时也会影响周围环境。如果设计、施工错误或施工不当会造成严重后果,所以就需要不断的总结施工经验,以提高深基坑施工技术和管理水平。

2,该地铁站工程的施工背景

该地铁站建筑面积120838.8㎡,其中地下二层建筑面积44938㎡,层高4.15m,地下一层建筑面积69385㎡,层高5.35m,地面层建筑面积6515.8㎡,平均层高4.4m。

3,该工程水文地质概祝

根据钻探资料,现场没有地表水,现场地下水主要为第四系砂卵石层中的孔隙潜水。少量上层水分布在混合土层中。潜水赋于较低的卵石层和粉层。水位相对稳定,水量丰富。在勘测期间,对一些钻孔进行了地下水测量,地下水水位深达4米至6米。根据该地区的水文地质资料,现场地下水丰水期静止水位埋深在3m左右,地下水年变化幅度15m~2m,含水层渗透系数取K=23n/d。

关于深基坑开挖和基础结构施工的要求,降水(压力)应达到下面效果:通过降水疏通开挖土层中的地下水,从而增强土体的强度和自稳定性,以防开挖土体失稳。降低下部承压水层的承压水水头,以防基坑的底部土层凸起或突涌的发生,确保施工坑底部的相对稳定性。

4,该地铁站降水的设计方案

该地铁站降水设计预计的高峰排水量约在165000立方米/d,设计集水管使用了Φ630毫米、Φ的720毫米、Φ830毫米、Φ1000毫米的钢管。基坑开挖到地下水位以上0.5m时及时进行坑内抽降水,施工过程中需确保地下水位不高于开挖而下的0.5m。地下主体结构封顶且完成顶板面覆土至设计地面标高后,可以停止降水。

5,地铁站深基坑降水井施工的注意事项

1)严格密封降水井井管,保证真空管路系统在开挖前真空度达到-0.06Mpa以上,在开挖过程中,真空度会有所下降,但须控制在一0.03MPa以上。

2)降水井随着基坑的开挖,暴露井管要随时割除封堵。为了便于挖土机在坑中作业,应当随着上面的开挖将井管分段割除,并填充密实,以确保有足够的真空容量来抽水。

6,深基坑降水井施工技术的分析与研究

(1)前期的施工准备工作

1降水施工与结构施工要密切配合,施工方法应事先明确,

2在施工前,对现场地下管道和结构分布情况做详细调查与核实,井位在施放以后用人工探孔的方式要进一步确认,当确认地下没有管道和结构时,才可以施工。

3)降水井是在结构维护桩施工后再进行施工,为避免维护桩施工过程中产生泥浆的从而影响降水井的出水量。

(2)反循环钻机成孔施工工艺

该地铁站降水井采用了反循环钻机施工,在地层中卵石较大,钻井困难时,采用冲击钻钻机成孔。

(3)成孔

根据现场条件,如果在沥青路面和人行通道上,只能在拆迁场地挖掘泥浆池。一般每2-3口井拟用一个泥浆池。在施放好的井位位置上先人工挖掘探井3-5米见原状土,且无地下管线,然后再用钻机挖掘。钻机起落时钻塔必须平稳、准确,钻机对位偏差应小于20毫米,钻塔垂直度偏差小于1%。钻孔完成以后,需要用探井器检查成孔的直径,确保井管能够平稳并顺利下放,滤料厚度均匀。

(4)替浆

在井管下入前需注入清水,替除全井中孔内的泥浆,用砂泵泵出泥沙,并测量井孔深度。泥浆替除的过程一定要安排好泥浆的清理运输工作。

(5)下管。

井管下管应对中,管井井身结构误差应控制在下面范围:井径误±20毫米,垂直度设差<1%。当采用无砂混凝土滤水管时,将井管置于预制凝固的上管斜上方。并且水位以下要包裹一层80目的尼龙网。当管口与井口相差200毫米时,将井管相连,并将接头处用尼龙网紧紧裹严,以避免挤入泥浆堵塞井管,最后用竹条将井管垂直固定。垂直吊放井管,将其保持对准井眼中心。当使用桥式滤管时,最底端尘砂管的上端焊接一块管径直径大小的钢板,以防止泥砂被抽出。每节桥式滤管焊接前需包裹一层60目尼龙网的层。以防止雨水、污水、泥砂或其他异物落入井中,井管必须高于地面最少20厘米,并临时加盖防水雨布。

(6)管井填料

1)含水层段滤料需要有一定的磨圆度,滤料含泥量(含石粉)<3%。对含水层以上部分的砾料,在磨圆度和粒径方面可以适当降低要求。

2)砾料要平稳、均匀、连续、密实填入,随时测量填砾料的深度,掌握砾料回填状况,以免出现中途堵塞现象,而导致滤管偏移或滤料在孔内架桥。

3)不可用手推车或者装载机直接进行填料,应该用铁锹填料,防治填料不均匀或冲击井壁。

(7)洗井

1)洗井的要求是直至“水清砂净”。

下管和填料完成以后,立刻对井进行清洗。在特殊情况下,成井与洗井之间的间隔时间不得超过24h。

2)采用隔离塞进行分段洗井。如果泥浆中含砂量较为大时,要先进行捞渣以后再洗井。

3)当常规洗井效果不佳时,可加入洗井剂,再进行洗井。

(8)水泵安装

潜水泵及泵管用钢丝绳安装吊放,置于距井底以上1.5m处。接通电源,电路实行单井单控,并检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。

(9)抽降水

1)连接的网络统一抽降,应连续抽水,期间不可中断。当需要修理和更换水泵,应逐一进行。抽水时由于出水量大,为了防止排水管网排水力不足,可以间隔,一个接一个地启动水泵。

2)要严格控制抽水的含砂量。以防止因抽走地下水带出地层内细颗粒物质而导致地面沉降,抽出的水含砂量应该控制在以下的范围:粗砂含量<1/5万,中砂含量<1/2万,细砂含量<1/1万。

3)第一次抽降水的含砂量检测合格以后,抽水期间,时间间隔不超过三个月要定期检测砂含量,在异常的情况下应该增加检测的次数。

7,结语

地铁站工程施工首先要面临的就是深基坑工程,而深基坑工程施工中一个重要技术就是深基坑降水。深基坑降水技术不仅能够挥发土壤中的水分,使得土体固结,亦可以增强土体的强度,有效改善工程的施工的条件。由于大部分城市地下水都较为丰富,因此许多工程基础深度都是在地下水位以下的,所以降水技术应该不断完善,以确保地基的承载力以及整个工程体系的安全。

参考文献:

[1]张世华.地铁深基坑施工程安全向题及控制要点[D中小企业管理与科技(下旬刊),2012(06).

[2]夏才初,李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M].上海:同济大学出版社,2000

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