浅井降水在河道驳岸基础处理中的应用

2017/9/5 12:44:51

浅井降水在河道驳岸基础处理中的应用

[摘 要]本文通过浅井降水施工的实例,介绍了浅井降水在河道驳岸基础处理中的具体施工方法,简述了浅井降水的主要优点。

[关键词]浅井降水 驳岸基础 管涌

  中图分类号:TU472.32 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)01-0000-01

  施工降水方法一般分为明沟排水和人工降低地下水位两种,浅井降水属于人工降低地下水位的方法;浅井降水是用适当长度和直径的管子,管子下部四周一定范围内打小孔,外包透水土工布,然后埋入土中,在管中用小型水泵抽出渗入的地下水,从而达到降低地下水位的一种方法;该方法是一种简易的井点降水施工方法,笔者在江阴市黄山港河道整治驳岸基础处理工程中运用了该方法,取得的效果较好,现就其施工方法作一简单概述。

  一、工程概况

  黄山港原为一条镇级河道,北从洋排港入江,南通东横河。根据江阴市调水方案,利用黄山港引长江水,在东横河下建设水立交,通过澄山河到达江阴南门地区东转河、运粮河,与应天河和锡澄运河沟通,使水体流动,达到改善江阴城区水环境的目的。

  新开挖和拓浚的黄山港河道总长6.17km,新建重力式浆砌块石驳岸7980m,护坡205m,设计河底高程1.0m(吴淞高程、下同),驳岸砼基础底高程1.5m,基础齿坎底高程1.0m,基础面高程2.0m,驳岸顶高程5.5m,设计引水流量20m3/s。

  二、工程地质条件

  经野外地质编录,根据室内土工实验、成因类型和物理力学性能指标的分析,在钻探深度控制范围内所揭露的土层均为第四纪全新世地层,在河道驳岸施工区域除局部地段土质较好外,其余大部分地段土质较差;较差地段土质根据地质报告共分三层,其中第一、第二层土质为杂填土和重粉质砂壤土,其分布厚度为3.2m~1.5m;第三层土质为粉砂土分布面高程为2.8m~2.1m,厚度超过7.0m,该层土为驳岸基础持力层,下部地层因埋藏较深未触及。地下水位较高,高程在3.5m~3.0m左右。

  三、施工方案

  在工程施工过程中发现施工区域大部土质较差,通过试挖情况看,开挖到一定深度时有大量地下水冒出,特别是开挖到第三层砂层时有明显的管涌现象出现,当天开挖的驳岸基坑到第二天早晨已基本涨满,驳岸基础工程无法正常进行。经勘测,初步判断为粉砂和细砂层,且地下水位很高。原计划用轻型井点法进行降水施工,但考虑到河道驳岸为一狭长地段,长度较长,采用轻型井点降水需要对整个流砂段工程进行处理,投入的轻型井点降水设备数量和用电量大,排水工期长,投资巨大。后经现场分析决定采用浅层管井井点降水法进行基础处理,浅降到基础底部以下适当部位,防止出现管涌现象,不影响驳岸基础施工即可。

  四、浅井降水设计要求

  1.降水用材料:2m长、Φ60~Φ80cm砼预制管,200g/m2土工布,小型水泵,中粗砂,碎石。

  2.管节下面0.7m范围内四周凿成间距15~20cm梅花孔,孔为外大内小,孔径8~5cm,管外包200g/m2土工布,底部和四周堆放砂石滤料,以利透水和防止颗粒随水抽走。

  3.每3.5米埋设一个浅井,浅井内安装一台小型水泵,24小时不间断抽水,埋置砼管顶高程比驳岸底板底高程高20cm,即1.7m高程。

  4.驳岸施工至4.0m高程以上时,快速封闭砼管井。

  五、具体施工方法

  1.驳岸放样和土方开挖:根据设计图纸进行现场河道驳岸放样,挖机根据开挖坡度将上部土方挖除,部分土方考虑回填用土,堆放在开挖线外一定距离,多余土方利用汽车装运至堆土场堆放;挖除的上部土方底高程根据地下水位高程确定,一般开挖至3.0m左右。

  2.准备浅井材料:中粗砂、碎石,Φ60cm带孔砼管,200g/m?土工布,小水泵,用电线路等。

  3.浅井埋设施工:在上部土方开挖完成一段后,一般长度在50m左右,即可进行浅井埋设的施工;进行精确放样,在驳岸底板外侧利用挖机开挖井洞,及时将包好土工布的Φ60cm带孔砼管埋设在井洞中,四周和砼管中填筑70cm高的中粗砂和碎石,四周上部用土方回填,浅井砼管埋设顶高程为1.7m。

  4.及时抽排渗水:沿线布设用电线路,在浅井砼管埋设完成有地下水渗出时即进行抽排,根据地下水渗出情况确定安装水泵数量,本工程为每3个浅井安装一台小型水泵抽排渗水,即3个浅井中的吸水管进行联通,每个吸水管装阀门开关,利用一台小型水泵抽水。浅井中开始抽排渗水后,不得使井点内水位上升,专人负责排水并24小时值班,防止停电、停机。

  5.驳岸基础施工:浅井中抽排渗水一定时间后(本工程为2天),即可进行驳岸基础土方开挖,开挖长度不宜一次性开挖过长,应根据驳岸底板施工进度确定;当天开挖的驳岸基坑,驳岸底板要当天浇筑完成,防止引发管涌再次发生,降低地基承载力。

  6.驳岸墙身施工和浅井封闭:驳岸底板砼达到一定强度后即可进行浆砌块石驳岸墙身的施工,随着驳岸墙升高应立即回填墙后土方,重压封闭局部墙后流砂。整段驳岸做到了3~4层后(4.0m高程左右),驳岸墙身外侧勾凸缝和内侧土方回填及时完成,两侧筑坝,拆除用电线路和抽排的水泵,快速封闭浅井(土方封闭),放水至3.5m高程左右进行水压压砂。

  六、结束语

  1.本工程作为管涌处理项目,采用浅井降水施工方法是成功的,全面了解了管涌部位的实际情况,有针对的采取了工程措施,确保了管涌处理施工质量。

  2.浅井降水实施24小时后,地下水位明显下降,2天后即可进行驳岸基坑开挖,降水效果明显,施工过程中没有出现明显的冒砂现象,确保了驳岸基础工程的施工顺利进行。

  3.进行梯次作业,确保施工工期;其中一段施工工艺为上部土方开挖→埋设浅井抽水→驳岸基坑开挖→驳岸基础浇筑→驳岸墙身砌筑→驳岸墙后土方回填和驳岸墙面勾缝→封闭浅井和开坝放水。前后段驳岸施工可以交错进行,有效地利用机械,合理组织工人施工,不会出现误工情况。

  4.利用浅井降水方法的优点是施工简单,用电量少,成本小,能快速降低地下水位,有效的抑制了管涌造成的损失,建成后的驳岸未发现明显下沉和位移现象。