工程質(zhì)量|基坑降水施工常用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)
時間：2020-04-13
當(dāng)開挖深度超過地下水埋深時，為保證土方施工的順利進(jìn)行、確保土方邊坡的穩(wěn)定，需將地下水位降到基礎(chǔ)埋置深度以下，這項(xiàng)工作就稱為降水。降低地下水位的方法，一般可分為集水坑降水和井點(diǎn)降水兩大類。其中井點(diǎn)降水又可分為輕型井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、深井井點(diǎn)等降水方法。
一、降水方案的選擇
選擇降水方案時一般要考慮施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和環(huán)境因素，一是要保證基坑內(nèi)正常施工作業(yè)；二是要防止基坑外的地下水位下降對周圍已建建筑物、管線、道路路面所造成的各種危害；另外，降水方案有時也會受到場地和文明施工等因素的限制。為了達(dá)到良好的降水效果，有時候需要同時使用多個降水方案。
1、集水坑降水
明渠加集水坑降水具有施工方便，費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，在施工現(xiàn)場應(yīng)用的***為普遍。在高水位地區(qū)基坑邊坡支護(hù)工程中，這種方法往往作為其它降水方法的輔助降排水措施，它主要排除地下潛水、施工用水和天降雨水。在地下水蓄量較小，地質(zhì)條件較好的情況下，使用明渠和集水井可以******基坑內(nèi)積水。但是，在地下水較豐富地區(qū)，若僅單獨(dú)采用這種方法降水，由于基坑邊坡滲水較多，作業(yè)面泥濘不堪，有不利于結(jié)構(gòu)物施工。因此，這種降水方法一般不單獨(dú)應(yīng)用于高水位地區(qū)基坑邊坡支護(hù)中，通常會與降水井點(diǎn)或截滲幕墻配合使用。
2、截滲幕墻
截滲幕墻不能單獨(dú)作為降水方案，一般與明渠或井點(diǎn)降水配合使用。截滲幕墻一般用于地下水非常豐富、地下水補(bǔ)給非常快或需要特別對邊坡不穩(wěn)定性、周圍建筑不均勻沉降進(jìn)行控制的情況。常見的有截滲墻、帷幕灌漿、鋼板樁等，在截斷地下水向基坑滲透的同時也對基坑的邊坡起到一定的支護(hù)作用。同時，由于截滲幕墻的存在，基坑降水對幕墻以外的地下水影響程度大大減小，周圍建筑物的穩(wěn)定性得到有效保障。當(dāng)然，截滲幕墻的施工需要較大的場地而且會產(chǎn)生較大噪聲，在建筑物密集區(qū)和居民區(qū)附近等地施工時會受到一些限制。
3、輕型井點(diǎn)
輕型井點(diǎn)是國內(nèi)應(yīng)用很廣的降水方法，它比其它井點(diǎn)系統(tǒng)施工簡單快捷、經(jīng)濟(jì)安全，特別適用于降水面積不大，地下水蓄量較小的情況。該方法降低水位深度一般在3～6m之間。輕型井點(diǎn)適用的土層滲透系數(shù)為0.1～50m/d，當(dāng)土層滲透系數(shù)偏小時，需要采用在井點(diǎn)管頂部用粘土封填并保證井點(diǎn)系統(tǒng)各連接部位具有較好的氣密性，通過提高整個井點(diǎn)系統(tǒng)的真空度來增強(qiáng)抽排水能力。
4、管井井點(diǎn)
管井井點(diǎn)適用于滲透系數(shù)大的砂礫層，地下水豐富的地層，以及輕型井點(diǎn)不易解決的場合。它具有施工簡單、出水量大等特點(diǎn)，每口管井出水流量可達(dá)到50～100m3/h，可降低地下水位深度約3～5m。這種方法一般用于潛水層降水，通常土的滲透系數(shù)在20～200m/d范圍內(nèi)時效果******。
5、噴射井點(diǎn)
噴射井點(diǎn)的抽水系統(tǒng)和噴射井管件比較復(fù)雜，運(yùn)行時故障率相對較高，能量損耗很大，相對于其它井點(diǎn)法降水而言具有降水深度大、運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn)。噴射井點(diǎn)系統(tǒng)能在井點(diǎn)底部產(chǎn)生250mm水銀柱的真空度，其降低水位深度一般在8～20m之間。它適用的土層滲透系數(shù)與輕型井點(diǎn)一樣，一般為0.1～50m/d。
6、電滲井點(diǎn)
電滲井點(diǎn)適用于滲透系數(shù)很小的地質(zhì)情況，如滲透系數(shù)小于0.1m/d的粘土、亞粘土、淤泥和淤泥質(zhì)粘土等。它需要與輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合應(yīng)用，在降水過程中，應(yīng)對電壓、電流密度和耗電量等進(jìn)行量測和必要的調(diào)整，工作起來比較煩瑣。
7、深井井點(diǎn)
深井井點(diǎn)是基坑支護(hù)中應(yīng)用較多的降水方法，它的優(yōu)點(diǎn)是排水量大、降水深度大、降水范圍大。深井井點(diǎn)適用的土層滲透系數(shù)為10～250m/d、降低水位深度超過15m，常用于降低承壓水。利用深井點(diǎn)降低承壓水位，有助于減除壓力、保證基坑的安全性。但由于降水深度大、出水量大和水位降落曲線陡等原因，勢必造成降水的影響范圍和影響程度大，因而容易引起基坑周圍建筑物的不均勻沉降。
二、常用的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)
1、基坑寬度小于6米時可沿基坑長邊方向布置單側(cè)線性井點(diǎn)，大于6米則需兩則布置或環(huán)狀布置井點(diǎn)。單側(cè)線性井點(diǎn)要布置在地下水流靠上游的方向上。
2、降水井運(yùn)行一段時間后，地下水會形成穩(wěn)定的降水漏斗。降水漏斗的坡度約為1：10，也就是說，當(dāng)井點(diǎn)處地下水位下降1米并長時間穩(wěn)定時，離井點(diǎn)約10米范圍內(nèi)的地下水位都將受到影響，而且，距離井點(diǎn)越遠(yuǎn)降水幅度越小。
3、一般要求地下水位降到基坑底高程以下0.5～1米，以保持基坑在開挖期間的干燥狀態(tài)，同時也保障開挖過程中基坑邊坡的穩(wěn)定性。
4、井點(diǎn)間距一般可選擇0.8米、1.2米或1.6米，視地下水位和基坑深度而定。在特殊部位可以適當(dāng)加密井點(diǎn)，以保證降水效果。
5、沖孔深度應(yīng)比濾管低0.5米左右，回填井管時用粗砂一直填到濾管以上至少1米，在離地表至少0.5米的深度內(nèi)用粘土進(jìn)行封口。
三、需要注意的問題
1、作業(yè)時機(jī)和應(yīng)急預(yù)案
基坑開挖和降水作業(yè)應(yīng)選在降水量小、地下水位低的季節(jié)進(jìn)行，通過合理安排施工組織計劃來盡量減小降水難度，同時增加基坑底部結(jié)構(gòu)物的施工緊湊性，使得結(jié)構(gòu)物能夠盡早達(dá)到回填或防水、防淹要求，從而縮短降水作業(yè)的時間。為了確保施工的安全性和緊湊性，一定要設(shè)計好應(yīng)急預(yù)案，如備用設(shè)施和備用電源、防雨措施和防滲措施、邊坡穩(wěn)定和沉降監(jiān)測等。
2、降水井點(diǎn)的布置
井點(diǎn)可以均勻布置在基坑周圍，由于設(shè)置出入基坑的道路而少布一個井點(diǎn)是不會對降水效果產(chǎn)生太大影響的。但是，對于較大面積的基坑，有時為了確保降水效果，需要在基坑中設(shè)置一些降水井點(diǎn)。井點(diǎn)位置與基坑周邊的***小距離一般不小于2米，以保證基坑邊坡的穩(wěn)定性。
3、停止降水的條件
并不是說基坑底部結(jié)構(gòu)成型就可以停止降水，通常應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)物是否可被淹沒或可防淹沒，同時還要計算結(jié)構(gòu)物底板強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)物整體重量能夠承受和對抗地下水上升所產(chǎn)生的浮力。
4、地下水位的監(jiān)測
降水過程中要對地下水的水位進(jìn)行監(jiān)測，確保地下水位經(jīng)過較長時間的降水后保持在一個比較穩(wěn)定的高程上，避免過度降低地下水位引起資源浪費(fèi)和結(jié)構(gòu)物不均勻沉降。同時，發(fā)現(xiàn)地下水位異常上升或降低時都應(yīng)該迅速查找原因，排除隱患。
5、不均勻沉降的預(yù)防
基坑周圍建筑物的不均勻沉降主要是由于地下水位降低，建筑物下面地基基礎(chǔ)脫水后承載能力降低，在重力作用下被壓縮、固結(jié)。為防止此類不均勻沉降必須控制地下水位過度、快速降低。通常采取減慢降水速度、打截滲帷幕、打井回灌地下水等措施。其中回灌地下水的方案比較簡單有效，只需在建筑物與降水井之間靠近建筑物的地方打井并回灌地下水，便可很大程度地防止建筑物沉降。
6、井點(diǎn)施工的質(zhì)量
在井點(diǎn)施工的過程中要嚴(yán)格控制其質(zhì)量，特別是在放置濾管和填充砂石的過程中，要防止井壁塌土堵塞濾管形成“死井”。同時，正確填充的砂石可對地下水進(jìn)行過濾，防止排水的過程中地下泥砂被大量抽出，既損害水泵又容易堵塞管道。而且，地下泥砂大量流失可能導(dǎo)致地面產(chǎn)生過多的沉降甚至于開裂、坍塌。
基坑降水是土方工程、地基與基礎(chǔ)工程施工中的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，能排除基坑土中的水分，促使土體固結(jié)，提高地基強(qiáng)度。同時可以減少土坡土體側(cè)向位移與沉降，穩(wěn)定邊坡，******流砂，減少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基與基礎(chǔ)工程施工能避免地下水的影響，提供比較干的施工條件，還可以減少土方量、縮短工期、提高工程質(zhì)量和保證施工安全。在工程實(shí)踐中，采用合理的降水方案可以方便施工組織、降低成本、縮短工期、產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
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