论文部分内容阅读
摘 要：针对太阳河大桥河中墩砂质围堰及承台基坑、基底均为砂质的特殊工程地质情况，在水下承台基坑开挖中采用轻型深井井点降水，取得了较好效果。
关键词：砂质围堰 水下承台 无支护加固 井点降水
【分类号】：TD353.5
1 工程概况
太阳河大桥是海南省首条旅游示范公路万宁石梅湾至大花角沿海旅游公路太阳河出海口处的一座中承式独拱肋双跨连续梁大桥。
太阳河大桥设两个桥台和一个河中墩。河中主墩P1墩承台为水下承台，其结构形式为6177cm（长）×1500cm（宽）×300cm（高），承台底面标高为-3.5m，筑岛顶标高为+4.5m，岛外河水常水位+1.0m，水深3—5m。吹砂筑岛材料为中粗砂，岛沿外侧为土工织布，筑岛考虑前期作桩基施工平台，后期作承台围堰堰体，但该堰体渗透系数较大；承台基坑挖深为8m，采用机械配合人工敞挖。基坑排水采用一级单层环形井点降水工艺，预计最大降水深度7m（其中包括安全深度1m）。环形布置20个D300mm降水井，降水井深度15m，计算降水位置12.1m，降水位置可调整高度2.9m。施工过程中根据降水后基坑底水面实际位置，调整降水位置，保证坑底降水面低于承台底面设计位置1m；
2 井点布设
2.1 井点降水方案设计
2.1.1 基坑总涌水量计算
根据地质资料显示，主桥桥墩承台处于粉细砂层，其结构形式：为6177cm（長）×1500cm（宽）×300cm（高）承台；
根据设计图纸、地质资料及水文资料，承台施工时采用一级单层环形井点降水、机械配合人工敞挖，分两层进行基坑开挖。承台施工工期为2013年8月10日至10月10日；
以下对P1主墩承台的井点降水方案进行设计及验算；
A根据海南有色工程勘察设计院《海南省万宁旅游公路详细勘察》“②-1细砂（Q4m）：
浅灰色、灰色，呈稍密～中密状，局部密实，稍湿～饱和，砂粒成分主要为石英、长石，亚圆形，颗粒级配不良，含少量粘性土。”，桥墩承台井点降水方案，承台所处地层的渗数系数（细砂层取k=5.0m/d），本工程要求施工周期短的特点，采用一级单层环形井点群降水方案。井孔采用钻机钻进成孔，孔径为500mm；降水井管采用d=300mm成品PVC降水管；
B 管井深度：依据JGJ/T111-98《建筑与市政降水
工程技术规范》，井点管深度为：HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5
式中：HW—降水井深度
HW1—管井高出地面高度，取0.5m
HW2—基坑深度，取7.7m
HW3—降水水位距离基坑底要求的深度，取1.0m
HW4—水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。按照降水井分布周围的水力坡度i为1/10～1/15，如降水井需影响到基坑中心，所需的降水管井深度HW4=r*i=2.0～1.0，取HW4=2.0m，原理如下图：
r-基坑等效半径 R-降水影响半径 S-降水深度 H-水层厚度HW5—降水井过滤器的工作长度，取2.9m
代入上式：HW=15.0m；
C 水泵位置：抽水泵的深度为：
HW=HW1+HW2+HW3+HW4=12.1m，因此水泵应位于地表下13.0m的位置；
D 管井数量计算：
水位降低值s=8.7-1.0=7.7m。根据本工程岩土工程勘察报告2-1细砂层，渗透系数取k=5.0m/d。
基坑有效半径 25.2m
抽水影响半径 146m
E 基坑总涌水量Q
本承台降水位于细砂层，细砂层均匀，不存在明显的阻隔和地表水等边界条件变化，可设定为水平潜水完全井。可知井管所处为无压水层，基坑总涌水量Q可根据无压完全井群按大井简化计算公式进行计算，公式如下：
=1706m3/d
F单根井点出水量q
由于地层为中细砂层，单根井点出水能力q0可按以下公式进行计算：
式中：q0--单根井点出水能力，m3/d
rs--过滤器半径，m
l--过滤器进水部分的长度，m
k--含水层的渗透系数，m/d
可计算单根井点出水量q0=96m3/d；
G 确定井点管的数量n
n=1.1Q/q
可求得n 数量为18根，为增加保险系数，采取为20根，其最小间距为9m，其井点布置见下页图：
所设的井水管最大的抽水能力，Q0=20×96=1920m3/d；
安全系数，K=Q0/Q=1920/1706=1.13，故可判定方案可行；
H 抽水设备的确定
抽水设备采用合适的潜水泵，每井一工作水泵，共计20台。工作时按实际抽水降深进行调配水泵抽水深度，另备用4～6台水泵用于应急。
3 井点降水方案的具体施工
降水井采用钻机成孔，孔径D=500mm，井管采用成品PVC降水水管，在外侧壁填筑小碎石作为滤料，采用吊车下放潜水泵，井底用钢丝绳吊住潜水泵，并固定牢固。
井点降水使用时，由于时抽时停，地下水回升，也可能引起边坡塌方等事故。须经常检查并采取措施，在抽水过程中，检查有无堵塞“死井”。死井太多，严重影响降水效果时，逐个用高压水反复冲洗拔出重埋。
4 通病及预防措施
4，1现象
抽出的地下水始终不清，水中含砂量较多，基坑附近地表沉降较大。
4，2 原因
井点滤网破损、井点滤网孔径和砂滤料粒较大，失去过滤作用。土层中的大量泥砂随地下水被抽出，滤层厚度不足。
关键词：砂质围堰 水下承台 无支护加固 井点降水
【分类号】：TD353.5
1 工程概况
太阳河大桥是海南省首条旅游示范公路万宁石梅湾至大花角沿海旅游公路太阳河出海口处的一座中承式独拱肋双跨连续梁大桥。
太阳河大桥设两个桥台和一个河中墩。河中主墩P1墩承台为水下承台，其结构形式为6177cm（长）×1500cm（宽）×300cm（高），承台底面标高为-3.5m，筑岛顶标高为+4.5m，岛外河水常水位+1.0m，水深3—5m。吹砂筑岛材料为中粗砂，岛沿外侧为土工织布，筑岛考虑前期作桩基施工平台，后期作承台围堰堰体，但该堰体渗透系数较大；承台基坑挖深为8m，采用机械配合人工敞挖。基坑排水采用一级单层环形井点降水工艺，预计最大降水深度7m（其中包括安全深度1m）。环形布置20个D300mm降水井，降水井深度15m，计算降水位置12.1m，降水位置可调整高度2.9m。施工过程中根据降水后基坑底水面实际位置，调整降水位置，保证坑底降水面低于承台底面设计位置1m；
2 井点布设
2.1 井点降水方案设计
2.1.1 基坑总涌水量计算
根据地质资料显示，主桥桥墩承台处于粉细砂层，其结构形式：为6177cm（長）×1500cm（宽）×300cm（高）承台；
根据设计图纸、地质资料及水文资料，承台施工时采用一级单层环形井点降水、机械配合人工敞挖，分两层进行基坑开挖。承台施工工期为2013年8月10日至10月10日；
以下对P1主墩承台的井点降水方案进行设计及验算；
A根据海南有色工程勘察设计院《海南省万宁旅游公路详细勘察》“②-1细砂（Q4m）：
浅灰色、灰色，呈稍密～中密状，局部密实，稍湿～饱和，砂粒成分主要为石英、长石，亚圆形，颗粒级配不良，含少量粘性土。”，桥墩承台井点降水方案，承台所处地层的渗数系数（细砂层取k=5.0m/d），本工程要求施工周期短的特点，采用一级单层环形井点群降水方案。井孔采用钻机钻进成孔，孔径为500mm；降水井管采用d=300mm成品PVC降水管；
B 管井深度：依据JGJ/T111-98《建筑与市政降水
工程技术规范》，井点管深度为：HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5
式中：HW—降水井深度
HW1—管井高出地面高度，取0.5m
HW2—基坑深度，取7.7m
HW3—降水水位距离基坑底要求的深度，取1.0m
HW4—水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。按照降水井分布周围的水力坡度i为1/10～1/15，如降水井需影响到基坑中心，所需的降水管井深度HW4=r*i=2.0～1.0，取HW4=2.0m，原理如下图：
r-基坑等效半径 R-降水影响半径 S-降水深度 H-水层厚度HW5—降水井过滤器的工作长度，取2.9m
代入上式：HW=15.0m；
C 水泵位置：抽水泵的深度为：
HW=HW1+HW2+HW3+HW4=12.1m，因此水泵应位于地表下13.0m的位置；
D 管井数量计算：
水位降低值s=8.7-1.0=7.7m。根据本工程岩土工程勘察报告2-1细砂层，渗透系数取k=5.0m/d。
基坑有效半径 25.2m
抽水影响半径 146m
E 基坑总涌水量Q
本承台降水位于细砂层，细砂层均匀，不存在明显的阻隔和地表水等边界条件变化，可设定为水平潜水完全井。可知井管所处为无压水层，基坑总涌水量Q可根据无压完全井群按大井简化计算公式进行计算，公式如下：
=1706m3/d
F单根井点出水量q
由于地层为中细砂层，单根井点出水能力q0可按以下公式进行计算：
式中：q0--单根井点出水能力，m3/d
rs--过滤器半径，m
l--过滤器进水部分的长度，m
k--含水层的渗透系数，m/d
可计算单根井点出水量q0=96m3/d；
G 确定井点管的数量n
n=1.1Q/q
可求得n 数量为18根，为增加保险系数，采取为20根，其最小间距为9m，其井点布置见下页图：
所设的井水管最大的抽水能力，Q0=20×96=1920m3/d；
安全系数，K=Q0/Q=1920/1706=1.13，故可判定方案可行；
H 抽水设备的确定
抽水设备采用合适的潜水泵，每井一工作水泵，共计20台。工作时按实际抽水降深进行调配水泵抽水深度，另备用4～6台水泵用于应急。
3 井点降水方案的具体施工
降水井采用钻机成孔，孔径D=500mm，井管采用成品PVC降水水管，在外侧壁填筑小碎石作为滤料，采用吊车下放潜水泵，井底用钢丝绳吊住潜水泵，并固定牢固。
井点降水使用时，由于时抽时停，地下水回升，也可能引起边坡塌方等事故。须经常检查并采取措施，在抽水过程中，检查有无堵塞“死井”。死井太多，严重影响降水效果时，逐个用高压水反复冲洗拔出重埋。
4 通病及预防措施
4，1现象
抽出的地下水始终不清，水中含砂量较多，基坑附近地表沉降较大。
4，2 原因
井点滤网破损、井点滤网孔径和砂滤料粒较大，失去过滤作用。土层中的大量泥砂随地下水被抽出，滤层厚度不足。