客运专线桥涵基础轻型井点降水的应用与质量控制(二)

 
 注：L—井点管的长度；h—井点管露地面的高度；h1—基坑深度；h2—降水预留厚度；h3=基坑半径*水力梯度i；l—滤水管长度。
 
 井点埋设深度计算图
 由于一般井点管长定型产品，而抽水设备的最大吸程为4-6m,根据计算井管顶高程与地面的高程存在下面三种情况:
 (1) 井管顶高程高于地面 ,则井点直接在原地面直接设置；
 (2) 井管顶高程低于地面但高于地下水位时，需先降低原地面高程，俗语中说先开槽，待满足井点要求的以下时再埋设井点。
 (3) 井管顶高程低于地下水位时,一级井点就难以满足工程要求,需用多级井点。
 一般情况下 ,用一级井点可以满足工程对降低地下水位的要求。滤管设置必须含水层内 ,否则井点布设完成后极有可能抽不出水。本工程采用定型4.5m的井管在原地面设置不能满足要求，经过计算先开1.5m 深的槽，然后在槽内设置井管，满足了施工需要。节约了施工成本。
 3.5、滤水层的选择，
 滤水层是在含水层与滤水管之间人工填充的砾料形成，这种成井技术也称之为“填砾”，其作用一方面阻止土颗粒在渗水填料中流失，另一方面起到增加有效孔隙率的作用，从而达到减小地下水流阻力的作用。滤料的作用是保护井管周围的土体，增强透水性能。滤料一般根据被保护土的颗粒级配情况设计，通常用中粗砂。
 根据相关资料经验介绍，D50=(4～10)d50时，滤水层效果最佳。
 注： D50、d50—分别为砾料和土样中小于该粒径占总质量50%的粒径。
 井点管放到设计的高程后，立即填筑，砾料填筑要求均匀密实具有一定的厚度且井点管居中。资料显示砾料填筑的质量影响降水效果，尤其在透水层中含有弱透水层时影响更大。
 本工程临近既有铁路，为防止造成既有线沉降，必须选择适当的滤水材料以防止基础砂土和水一起流失，但又要保证良好的透水性。选用D50=4d50的砾料进行回填，实践中开机30分钟后，观察水质清澈、不含砂粒，经沉降观测资料证明基坑四周均无明显沉降。保证了既有线营运安全。
  检测井和沉降观测的设置
 4.1、设置观测井的目的是观测降水过程中地下水位的变化，由于观测井靠重力渗水，埋设时必须注意填砾的质量，一般基坑中心设置一孔，基坑外侧不少于三孔。降水前应观测孔口的高程。降水过程中应定时、定人观测，对观测资料及时分析，特别是深基坑，及时掌握降水效果及趋势，以便确定开挖的时间。
 4.2、设置沉降观测的目的是观测降水过程中地下水位下降，是否会对基坑周边既有设施产生影响，一般沉降观测选取基坑周边构筑物的特征点，设置高程观测点和位移观测点，本工程在基坑靠近既有线侧分别设置了3组高程观测点和位移观测点，通过每日观测，砂性土地基局部地下水位小范围浮动不会对周边构筑物和地表造成不利影响。
 安全质量控制
 在施工中基坑工程事故常有发生，大部分基坑事故都与地下水有关，所以要选择合适的降水方法，固定专人全程监控降水全过程，以便发现问题及时处理。
 5.1、掌握详细的地质水文资料
 基坑工程中对场区地下水处理最大缺陷是会引起邻近建筑物的不均匀沉降。可以从以下几方面制定减少不均匀沉降的措施。选择的降水方法时应考虑建筑物设计施工资料、地质情况、场地地下水情况。
 (1)不要提出过高的降水深度,必要时在建筑物之间设置回灌井、回灌沟；减缓降水速度，使建筑物沉降均匀
 (2)严格控制出水的含砂土量,随时掌握水位降低和基坑周围建筑物变化动态。
 5.2、做好详细的质量检查记录
 施工前应检查相关水设备出厂合格证及各种技术参数与设计参数相匹配，降水过程中专人维护设备、检查井管密封性，做好降水运行记录和观测井点水位记录。
 5.3、加强措施保证连续降水
 基坑开挖准备开挖前应采取措施确保井点降水在基坑开挖和施工过程中连续进行。因此应备有满足工程需要的发电设备和备用电动机。根据经验在系统停电改用发电机或更换电动机，一般在 30min以内可以完成。可在开挖前停机30min检验地下水的回升情况来验证这一经验数据。
 5.4、拆除井点的条件和孔口封堵
 结构物基础施工到一定的高程后，停止降水已不影响施工安全，不危及建筑物安全时可以拆除井点。拆除井点应根据工程结构和土方回填进度陆续关闭并逐根拔除井点管。土中所留的孔应用砂土填实，距孔口2m范围应用粘土或砂浆回填。
 5.5、合理布置井点系统集水总管的高程
 集水总管的高程布设在接近地下水位的高程，或略高于天然地下水位以上20cm左右，井点泵(离心泵)轴心高度应尽可能与集水总管在同一高程上，要防止地面雨水径流、坑四周围堰阻水在同一井点系统中，无论为线状、环形布置中的各根井管长度须相同。尽量使各井管的滤管顶部能在同一高程上(最大相差一般不容许大于10cm)，以防高差过大，影响降水效果并点泵浦系统、集水总管都应设置在比较可靠的地点、平台上；一般井点泵装置地点要以垫木铺垫 或夯实整。
 6、结束语
 通过工程实例，简单介绍了轻型井点降水的设计、应用和质量控制要点，根据施工现场应用情况，对于降水深度不大的砂性土地基采用轻型井点降水，只要设计合理，井点布置适当，滤料滤网选择正确，降水施工连续的措施得当，可以满足施工及地基安全的要求，周边地基沉降可以忽略，所以在客运专线在桥涵基础施工中可以广泛应用。
 参考文献：
 1.李文英   土力学与地基基础 北京中国铁道出版社 2006年 北京；
 2.黄生根、张希浩 地基处理与基坑支护工程 中国地质大学出版社 2006年 武汉；
 3.客运专线铁路桥涵施工技术指南 铁道部经济规划研究院 2005年 北京；
 4.客运专线铁路桥涵施工质量验收标准 铁道部经济规划研究院 2005年 北京；

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