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        新型真空泵輕型井點(diǎn)降水組合法的研究應(yīng)用

        2016-10-18 00:14:37馬軍堯
        科技視界 2016年22期

        馬軍堯

        【摘 要】井點(diǎn)降水對(duì)處于地下水位以下施工的基坑有消除流砂、穩(wěn)定邊坡的作用,能為基礎(chǔ)施工提供干作業(yè)的施工條件。通過對(duì)新型真空泵輕型井點(diǎn)降水組合法的研究,文中新型真空泵輕型井點(diǎn)降水組合法在該工程中成功應(yīng)用,該降水方法的主要特點(diǎn)是采用了新型的PP-R管作為井點(diǎn)管,采用真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)作為抽水設(shè)備,選用高壓式離心泵作為沖孔設(shè)備,快速有效地降低了地下水位,保證了工程的順利施工,為類似工程的施工積累了一系列經(jīng)驗(yàn)。

        【關(guān)鍵詞】新型;真空泵;輕型;井點(diǎn);降水

        0 工程概況

        工程為開封市某化工廠二期工程,根據(jù)工程挖土深度并減少降水成本,本方案考慮選用環(huán)形輕型井點(diǎn)降水。工程基坑長(zhǎng)約200m,寬約50m,面積約10000平方米,基礎(chǔ)挖深約現(xiàn)狀自然地坪以下約2.7m。本工程地質(zhì)條件第一層為粉質(zhì)粘土厚約0.6m,第二層為細(xì)砂粉土,含水率57.5%,地下水位距地表0.7-1m。

        1 確定方案

        本工程基坑面積較大,地下水位較高,土質(zhì)為粉質(zhì)粘土和細(xì)沙含水率極高,如果降水不到位,開挖后會(huì)造成發(fā)生流砂、管涌現(xiàn)象、坑底回彈隆起和塌方等不良現(xiàn)象,危及基坑安全,為此我們結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析,采用傳統(tǒng)的基坑降水(排水溝排水、集水井集水、污水泵抽水)的方法時(shí)需挖至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以下才能進(jìn)行抽水,且在本工程地質(zhì)條件下易塌方,采用污水泵進(jìn)行抽水時(shí)需專人盯班作業(yè),操作復(fù)雜,安全系數(shù)低,人工費(fèi)機(jī)械費(fèi)高。而采用新型真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)同采用PP-R管材的輕型井點(diǎn)降水組合法在基坑土方開挖前即可進(jìn)行降水,很容易降低淺層水的地下水位,降低土體的含水率,提高土體的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性,防止發(fā)生流砂、管涌、坑底回彈隆起和塌方現(xiàn)象[1]。

        選用高壓式離心泵作為沖孔設(shè)備,可以加快沖孔速度,防止了因成孔時(shí)間過長(zhǎng)造成的塌孔現(xiàn)象。

        采用新型的PP-R管作為井點(diǎn)管,可以節(jié)約成本,另外該種管材重量較輕操作方便,加工、安裝較鋼管簡(jiǎn)單。

        采用真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)作為抽水設(shè)備,大大提高了抽水速度。

        2 施工工藝

        2.1 施工準(zhǔn)備

        2.1.1 施工機(jī)具

        1)井點(diǎn)管:用直徑?椎32的新型管材(PP-R管材),每根長(zhǎng)約4.0m,下端裝1.0~1.2m長(zhǎng)的濾管。

        2)連接管:用40mm的透明塑料管與集水總管連接。

        3)集水總管:用直徑?椎76mm的鋼管或HDPE管材分段連接,每節(jié)長(zhǎng)4.0~6.0m。每隔1.5m設(shè)一個(gè)連接井點(diǎn)管的接頭。

        4)選用真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)。

        5)沖孔設(shè)備:選用高壓式離心泵。

        6)井點(diǎn)設(shè)備配電柜:均按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)單位要求配置。

        2.1.2 材料:粗砂與豆石,不得采用中砂,以防堵塞慮管網(wǎng)眼。

        2.1.3 技術(shù)準(zhǔn)備

        詳細(xì)查閱工程地質(zhì)勘察報(bào)告,了解工程地質(zhì)情況,分析降水過程中可能出現(xiàn)的技術(shù)問題和采取的對(duì)策。沖孔設(shè)備與抽水設(shè)備檢查。

        2.2 工藝流程

        確定井點(diǎn)降水的形狀(環(huán)形)—測(cè)量放線—挖井點(diǎn)溝槽—沖孔—下設(shè)吸水井點(diǎn)管—灌填粗砂濾料—鋪設(shè)集合水管—連接集合水管與井點(diǎn)管—安裝抽水設(shè)備—試抽與檢查—正式抽水—基礎(chǔ)施工完后撤離井管。

        2.3 井點(diǎn)降水施工技術(shù)[2]的實(shí)施

        2.3.1 確定井點(diǎn)的布置形狀為環(huán)形:考慮工程位置,對(duì)照地質(zhì)資料,為確?;娱_挖質(zhì)量,在土方開挖之前依次安裝井點(diǎn)設(shè)備。

        2.3.2 測(cè)量放線,挖溝槽

        按確定的井點(diǎn)布置形狀,放出土建基礎(chǔ)線后,考慮到現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況,為方便安裝井點(diǎn)管,應(yīng)用挖掘機(jī)開挖需布置井點(diǎn)管位置的溝槽(挖至原土),井點(diǎn)管位置距基礎(chǔ)施工邊線不小1.5m。(距離過小則不利于形成真空)

        2.3.3 沖孔、埋設(shè)井點(diǎn)管、灌填粗砂濾料、沖洗井管

        將水槍對(duì)準(zhǔn)井點(diǎn)位置,啟動(dòng)高壓水泵,水壓控制在0.4~0.8MPa,在水槍高壓水射流沖擊下水槍開始下沉,沖孔到底標(biāo)高后,再將水槍上提1m,再?zèng)_孔一遍后成孔(擴(kuò)大井點(diǎn)濾層用)。沖擊孔的成孔直徑應(yīng)達(dá)到300,保證管壁與井點(diǎn)管之間有一定間隙,以便于填充砂石,沖孔深度應(yīng)比濾管設(shè)計(jì)安置深度低500mm以上,以防止沖擊套管提升拔出時(shí)部分土塌落,并使濾管底部存有足夠的砂石。

        井點(diǎn)管埋設(shè)之前,用布頭或麻絲塞住管口,以免埋設(shè)時(shí)雜物掉入關(guān)內(nèi)。井孔沖成后,立即拔出沖管,插入井點(diǎn)管,在井點(diǎn)管與孔壁之間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇性執(zhí)行回填粗砂濾層,以防孔壁塌土。

        每根井點(diǎn)管埋設(shè)后,將Φ15mm的膠管插入井點(diǎn)管底部進(jìn)行注水清洗,直到流出清水為止,避免出現(xiàn)“死井”。并應(yīng)及時(shí)檢驗(yàn)滲水性能,向管內(nèi)灌水時(shí),很快下滲方為合格。

        2.3.4 敷設(shè)集合水總管、連接抽水設(shè)備

        敷設(shè)集合水總管前,必須對(duì)集合水總管進(jìn)行清洗,對(duì)其它部件進(jìn)行檢查清洗。井點(diǎn)管與集合水總管之間用橡膠軟管連接,并用塑料薄膜綁牢(處理方便),確保其密閉性。最后安裝抽水設(shè)備。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用磚將主干管墊好。并作好冬季降水防凍保溫。

        2.3.5 進(jìn)行試抽、檢查

        井點(diǎn)系統(tǒng)安裝完,及時(shí)試抽,并檢查接頭質(zhì)量、井點(diǎn)出水狀況和抽水機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況等,如發(fā)現(xiàn)漏氣和死井,應(yīng)立即處理。每套機(jī)組所能帶動(dòng)的集合水管總長(zhǎng)度必須嚴(yán)格按機(jī)組功率及試抽確定。試抽合格后,井點(diǎn)孔口到地面下1m的深度范圍內(nèi),用粘土填塞嚴(yán)密,以防漏氣。

        2.3.6 正式抽水:當(dāng)抽水設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常后,整個(gè)抽水管路無漏氣現(xiàn)象,可以投入正常抽水作業(yè)。開始抽水后一般不應(yīng)停抽、時(shí)抽時(shí)止,濾網(wǎng)易堵塞,也易抽出土粒,并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降開裂。正常排水應(yīng)是細(xì)水長(zhǎng)流,出水澄清(出水規(guī)律應(yīng)先大后小,先渾后清)。設(shè)置監(jiān)測(cè)孔,派專人監(jiān)測(cè)水位,發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)上報(bào)。并做好井點(diǎn)降水施工記錄。開機(jī)后一個(gè)星期后將形成地下降水漏斗,并趨向穩(wěn)定,土方工程可在降水10d后開挖。

        2.3.7 撤離井管,待土建基礎(chǔ)進(jìn)度至±0m以上,且地下部分混凝土凝固、模板拆除、土方回填完畢后本次降水工程結(jié)束。

        2.4 注意事項(xiàng)

        2.4.1 本次井點(diǎn)設(shè)備的布置應(yīng)考慮預(yù)留施工通道,以方便設(shè)備及材料的出入。

        2.4.2 為保證過路的排水管道不被施工車輛碾壓,因此挖溝將管放置地下,并加以套管保護(hù)。

        2.4.3 當(dāng)施工中遇到基坑內(nèi)明水較多時(shí),采取潛水泵直接抽取或利用井點(diǎn)管敷設(shè)槽底的方法進(jìn)行抽取。

        2.5 成品保護(hù)

        2.5.1 井點(diǎn)成孔后,應(yīng)立即下井點(diǎn)管并填入濾料,以防塌孔。

        2.5.2 井點(diǎn)管埋設(shè)后,管口要用木塞堵住,以防異物掉入管內(nèi)堵塞。

        2.5.3 井點(diǎn)使用應(yīng)保持連續(xù)抽水,并設(shè)備用電源,以避免泥渣沉淀淤管。

        2.5.4 冬期施工,井點(diǎn)聯(lián)結(jié)總管上要覆蓋保溫材料,或回填30cm厚以上干松土,以防凍壞管道。

        3 效益分析

        新型真空泵輕型井點(diǎn)降水組合法摒棄了傳統(tǒng)工藝施工速度慢,施工成本高,施工工藝復(fù)雜,延誤工期等缺點(diǎn)。在采用了合理的真空泵輕型井點(diǎn)降水組合法后,很快降低淺層水的地下水位,降低了土體的含水率,提高了土體的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性,防止了流砂、管涌現(xiàn)象、坑底回彈隆起和塌方的發(fā)生。不但大大節(jié)約了人工費(fèi)和機(jī)械費(fèi),而且縮短了工期,為項(xiàng)目節(jié)約了大量成本,在建筑施工中取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會(huì)效益,為公司發(fā)展做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]江正榮.建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊(cè)[M].2版.中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005(5).

        [2]宋功業(yè).井點(diǎn)降水施工技術(shù)與質(zhì)量控制[M].1版.中國(guó)電力出版社,2014(1).

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