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立交桥基坑井点降水施工

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《铁道建筑技术杂志》2014年第S1期

1基坑井点降水施工

1.1兴油街立交桥主要结构尺寸

兴油街立交桥沿铁路方向长38.1m,垂直于公路方向长34m;垂直线路方向宽17.83m,底板厚1.2m,顶板厚1.0m;立交桥左侧沿公路方5#、6#、7#、8#共100mU型槽拆除重新施工。结构物主要位置关系见图2。

1.2基坑开挖深度及降水深度

(1)新建兴油街框架桥底板底标高为-3.6m,原地面标高为3.37m,地下水埋深2m,基坑开挖深度约7.1m(考虑垫层厚度),地下水位至少需要降低至-4.23m(降至垫层底部以下0.5m以上),地下水降深达到5.6m。(2)U型槽基础底在水位线以下的是5#、6#、7#,平均长度约70m,平均开挖深度约5m,平均地下水位降至-2.6m,平均地下水降深达到3.97m。由于6#、7#U型槽的基础与框架桥的基础高差较大,5#U槽的基础与框架桥的基础高差小,考虑到施工的方便和降低降水成本,井点降水分2步实施:第一步先施工框架桥和5#U型槽;第二步施工6#、7#U型槽(只论述第一步施工降水)。施工时开挖基坑形状是一个直角梯形,开挖直角边长度分别是32m和54m,开挖宽度为44m(两边预留防护宽度各5m)。

1.3井点降水

1.3.1渗透系数K地质调查钻探至-39.53m,钻探深度42.9m,未达到不透水层,现场不具备做土渗透系数抽水试验的条件。设计院推荐的各层渗透系数:黏土k0.005m/d,粉质黏土k=0.1m/d,粉土k=0.5m/d,粉砂k=0.5m/d,并结合盘锦市K值分布图,确定土的综合渗透系K=0.5m/d。

1.3.2井管点埋置深度井管点埋置深度按照下列公式计算:式中,H是井管点的埋设深度;H1是井管点埋设面至基坑底面的距离,H1=7.5m;h是基坑最深开挖面至降水曲线最高点的安全距离,一般为0.5~1.0m,取0.5m;L是井管点中心至基坑中心短边的距离,L=22m;i是降水曲线坡度,取1/15;l是滤水管长度,取0.5m。根据公式(1)计算井点管埋置深度H=9.83m。

1.3.3涌水量计算根据前述条件,井点属于非完整无压井,涌水量仍然按照无压完整井公式计算,公式中的含水层厚度换成有效带深度,按下式公式计算:本工程所需管井数量n≈38.7口,沿公路横断面方向无法布置井管,故井管只能沿公路两侧布置,根据井管数量和两边长度计算得井点间距为2.25m,一般情况下井点间距不大于2m,并考虑到基坑只有两边能布置井点,井点间距按2m控制,修正后井管数量n=43,具体布置情况见图3。(2)新建框架桥在既有线旁边,为了防止既有线及周围结构物不均匀沉降,在既有线的两侧增加4个观测井(图3中的1、2、3、4井)观测水位线的变化,观测井兼做回灌井用,一旦发现结构物沉降,及时回灌,确保既有线安全。

1.3.4井管结构及水泵选择(1)井管选用盘锦市常用的竹笼井,外径600mm内径500mm。(2)选择离心式水泵2.8kW,每个井管配1个。

1.3.5安全保证措施除了在既有线两侧增加观测井和回灌井之外,为了保证既有线的施工安全,另外增加几条安全保证措施:(1)在既有框架桥的两端,给既有线增加D型低高度便梁,保证在既有的2个台背处,线路荷载通过D型便梁承载。(2)在既有框架桥上设置位移观测点,在降水期间每小时观测一次,一旦横向位移或沉降超标及时停止降水并开始回灌。(3)沿公路方向,在基坑开挖的两侧,预打高压旋喷桩,开挖时两侧边坡分两级开挖,并在基坑底设置钢板桩防护。(4)施工时间在丰水期内,及时了解天气情况,现场备好抽排设备,并做好应急预案,防止雨水对基坑的危害。

2井管施工

井管施工采用循环钻进,泥浆护壁工艺,直径600mm,“一种口径,垂直成井,一道井管”的成井施工方法施工。

2.1下管为了保证井管的垂直、圆滑,下管前要进行探孔;探孔完成后进行冲孔换浆;然后一次下管。

2.2填砾滤料应选择质地坚硬、密度大和浑圆度好的石英砾为宜,对于含杂质较多的砾料要冲洗干净后方可使用;填砾时应从管井四周均匀填入,不得从单一方位填入;填砾过程中要探测孔内砾面位置,发现堵塞及时清理。填砾直径以含水层颗粒直径d50-60(指筛分析时留在筛上的颗粒重量为50%~60%时的筛孔直径)的8~10倍作为填砾材料最合适,下半部填粒径0.5~1cm的砾石,上半部填砾粒径2~5cm的砾石;填砾厚度为0.5m(同时作为过滤器使用)。

2.3洗井在成井后应立即进行清洗,要彻底清理井内的泥浆,抽出渗入含水层的泥浆和细小颗粒,使过滤器周围形成一个良好的滤层,以增加井孔涌水量。洗井出水的含水量不大于1∶200000(体积比)。根据井管的条件,选择空压机洗井。

3结束语

通过井点降水,兴油街立交桥基坑施工不仅节约了投资,而且保证了基坑施工和既有线的行车安全,为以后类似的工程提供了参考。

作者:苏兴旺单位:中铁十一局集团第三工程有限公司

铁道建筑技术杂志责任编辑:田老师    阅读:人次
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