黄河滩地承台轻型井点降水施工技术论文_郭丙瑞,魏军辉

黄河滩地承台轻型井点降水施工技术论文_郭丙瑞,魏军辉

中交一公局第三工程有限公司 北京 101102

摘要:官渡黄河大桥主桥为75+125×5+75m的预应力连续箱梁,其中107#-116#墩位于黄河北岸滩地,承台基坑开挖面积大,深度为6-8m,采用轻型井点降水,进行滩地处基坑开挖施工。

关键词:黄河滩地,基坑降水,轻型井点降水

1.工程概况

官渡黄河大桥是国道107公路跨越黄河的控制性工程,主桥桥垮布置为3×(75+5×125+75)m,共计三联2325m,主墩和过渡墩为空心薄壁墩(仅107#和128#墩为方柱墩+盖梁结构),基础为承台+钻孔灌注桩结构,桥梁上部结构均采用挂篮现浇预应力连续箱梁。

主桥107#-116#墩位于黄河北岸滩地,地质为粉、细沙,地下水位较高,承台施工开挖面积大,通过对地质情况进行分析,并且结合主河道承台降水施工经验,采用分层开挖,再降水的方法。根据承台底标高和原地面标高,按照坡比1:1来进行放坡,两台挖掘机由里到外、由中间到两边的顺序开挖第一层无水层,然后再进行井点降水来达到降水的目的。

2.井点降水分类及适用范围

井点降水法用于地下水位比较高的施工环境中,是基础工程施工中的一项重要技术措施,能疏干基土中的水分、促使土体固结,同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降,稳定边坡,消除流砂,使位于天然地下水以下的基础工程施工能避免地下水的影响,提供干燥的施工条件,还可以减少土方量、缩短工期、提高工程质量和保证施工安全。

轻型井点法:轻型井点是沿基坑四周每隔一段距离埋设井点管至蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,是原有地下水降至坑底以下,在施工过程中要不断的抽水,直至施工完毕。

喷射井点法:如果仍采用轻型井点要采用多级井点,就会增加基坑挖土量、延长工期并增加设备数量,因此,当降水深度超过8m,宜采用喷射井点,降水深度可达8-20m。

电渗井点法:电渗井点是井点管做阴极,在其内侧相应的插入钢筋或钢管做阳极,通电后在电场的作用下,使土中的水流加速向阴极渗透,流向井点管。这种方法耗电多,只能针对土层渗透系数较小的土层。

管井井点法:沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。在地下水资源丰富、渗透系数较大的土层比较实用。

深井井点法:当降水超过15m时,在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求,可加大管井深度,采用深井泵即深井井点要解决。深井井点一般可降低水位30-40m,甚至达到更深的深度。

官渡黄河大桥承台开挖降水主要分主河道和滩地两种,主河道内土层渗透系数大,开挖深度深,采取插打钢围堰加管井井点法进行降水。该方法针对渗透系数较大的土层有显著的效果,但是,施工成本高,工期长,不适用于滩地土层渗透系数小、开挖深度低的基坑,因此主桥107#-116#墩结合现场实际情况,从高效、经济、适用的角度采用轻型井点法进行井点降水。

3.轻型井点降水特点及原理

轻型井点降水是沿基坑四周每隔一定间距布设井点管,井点管底部设置滤水管插入透水层,上部接软管与集水总管进行连接,通过真空吸水泵将集水管内水抽出,从而达到降低基坑四周地下水位的效果,保证了基底的干燥无水。

4.轻型井点降水施工工艺

4.1井点布置

主桥107#-116#墩承台基础位于黄河滩地,地下水资源丰富,且开挖基坑面积较大,开挖深度较深,故采用先开挖一层至地下水位处,再进行井点单排环型布置,利用单排井点降水,来达到降水的目的。

首先进行基坑处原地面标高的测量,根据地面标高及基底设计标高确定基坑开挖深度,计算开挖坡率及开挖尺寸,依据开挖尺寸,先开挖第一层,在第二层距离基坑边缘约1.0m处,布置井点吸水管位置。

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4.2施工顺序

测量放线→开挖第一层→挖井点沟槽→冲孔→下设吸水井点管→灌填粗砂滤料→铺设集水管→连接集水管与井点管→安装抽水设备→试抽→正式抽水→基础施工→撤离井管

利用7.5KW高压水泵,通过软管与一根特制的Φ40钢管相连,钢管端部设有喷水孔,由两名操作工人手持钢管在集水管位置上下抽动,直至成孔,成孔深度一般比滤管深度0.5m,冲孔时注意冲水管垂直插入水中,并做左右上下摆动,成孔后立即拔出Φ40冲水管,插入井点管,,以免坍塌,集水管放入完成后,向孔内灌入少量粗砂,保证流水畅通。

每根井点管埋设完成后应检查其渗水性能,检查方法为,在正常情况下,井点口应有地下水向外冒出;否则从井点管口向管内灌清水,看管内水下渗情况,如果下渗越快,说明该管质量优良。

然后铺设Φ100集水PVC管,集水管与井点水管之间的连接采用L=1.0m,Φ40的橡胶软管连接,两头用铁丝拧紧,缠上生料带,以防漏气,最后连接真空水泵进行试抽。

试抽的主要目的是检查接头的质量,井点的出水状况,真空泵的运转情况,如发现漏水、漏气现象,应及时进行加固或采用生料带进行处理,因为漏气会影响整套系统的正常工作,影响整体的降水效果。

5.轻型井点降水注意事项及保障措施

5.1注意事项

在正式开工前,由电工及时办理用电手续,保证在抽水期间不停电,应该备有发电机设备。抽水应持续进行,特别是开始抽水阶段,时停时抽,会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途长时间停止抽水,造成地下水位上升,会引起土方边坡塌方等事故。

轻型井点降水应经常进行检查,其出水规律应“先大后小,先浑后清”。若出现异常情况,及时进行检查。

便道侧基坑边,应做好防护警示标志,摆设爆闪灯。

在抽水过程中,特别是开始抽水是应检测有无井点管淤塞的“死井”,可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%,则严重影响降水效果,应及时采取措施,采用高压水反复冲洗处理。

如在冬季施工,应做好干管保温,防止受冻。

基坑周围上部应做好挡水埝,防治雨水流入基坑。

水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出,离基坑越远越好,以防止渗下回流,影响降水效果。

5.2保障措施

井点管透水节段必须包裹严实不透砂,埋设深度应达到方案要求标高,并插于透水层。透水节段必须回填中粗砂,保证抽水效果。

井点管与橡胶管、橡胶管与集水管、集水管和真空泵的连接保证密封不漏气。

抽水用电必须严格实行三项五线制,配电系统采用“三级配电两级保护”实行“一机一闸一漏一箱”的规定。

降水期间,应设专人巡视降水情况和机具设备的维护,当发生机械故障,应及时处理,确保正常抽水。

开始抽水时,如观测降水在计算时间内还没达到规定降水深度时,应立即检测原因,对降水进行重新修正和计算,直到达到规定降水深度后才可进行下道工序施工。

6.结语

本项目主桥107#-116#墩在黄河滩地,承台基坑开挖降水采用轻型井点降水法,在实际施工中能够大大降低施工成本,并且可以加快施工进度,确保工程可以高效、经济、快速的完成。

参考文献

[1]李志平,彭振斌,张伟,轻型井点降水在基坑工程中的应用[J];土木基础;2008年03期

[2]吴国栋,张可能,付敏等,真空轻型井点降水在基坑工程中的应用[J];西部探矿工程;2008年05期

论文作者:郭丙瑞,魏军辉

论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期

论文发表时间:2018/7/9

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