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基坑降水工程:5大方法、3大因素、5大问题!

来源 | 土木工程网 版权归原作者所有 基坑降水是指在开挖基坑时,地下水位高于开挖底面,地下水会不断渗入坑内,为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管…

来源 | 土木工程网

版权归原作者所有


基坑降水是指在开挖基坑时,地下水位高于开挖底面,地下水会不断渗入坑内,为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而做的降水工作。降水的施工工程是深基坑施工的一到重要的施工环节,很大部分的基坑事故都是与地下水有关系。


基坑降水是保证基础质量的重要步骤,明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等等。基坑宽度小于6米时可沿基坑长边方向布置单侧线性井点,大于6米则需两则布置或环状布置井点。单侧线性井点要布置在地下水流靠上游的方向上。降水井运行一段时间后,地下水会形成稳定的降水漏斗。降水漏斗的坡度约为1:10,也就是说,当井点处地下水位下降1米并长时间稳定时,离井点约10米范围内的地下水位都将受到影响,而且,距离井点越远降水幅度越小。


关于基坑降水工程,大家是否想要了解更多呢?下面来为大家介绍基坑降水工程5大方法、基坑降水工程降水施工方案、基坑降水工程须考虑的3大因素、基坑降水工程5大施工问题及应急措施。


基坑降水工程5大方法


1、明沟加集水井降水

明沟加集水井降水是一种人工排降法。它具有施工方便,用具简单,费用低廉的特点,在施工现场应用的最为普遍。在高水位地区基坑边坡支护工程中,这种方法往往作为阻挡法或其他降水方法的辅助排降水措施,它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。

在地下水较丰富地区,若仅单独采用这种方法降水,由于基坑边坡渗水较多,锚喷网支护时使混凝土喷射难度加大(喷不上),有时加排水管也很难凑效,并且作业面泥泞不堪阻碍施工操作。因此,这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中,但在低水位地区或土层渗透系数很小及允许放坡的工程中可单独应用。


2、轻型井点降水

轻型井点降水(一级轻型井点)是国内应用很广的降水方法,它比其他井点系统施工简单、安全、经济,特别适用于基坑面积不大,降低水位不深的场合。

该方法降低水位深度一般在3-6m之间,若要求降水深度大于6m,理论上可以采用多级井点系统,但要求基坑四周外需要足够的空间,以便于放坡或挖槽,这对于场地受限的基坑支护工程一般是不允许的,故常用的是一级轻型井点系统。轻型井点适用的土层渗透系数位0、1-50m/d,当土层渗透系数偏小时,需要采用在井点管顶部用粘土封填和保证井点系统各连接部位的气密性等措施,以提高整个井点系统的真空度,才能达到良好的效果。


3、喷射井点降水

喷射井点系统能在井点底部产生250mm水银柱的真空度,其降低水位深度大,一般在8-20m范围。它适用的土层渗透系数与轻型井点一样,一般为0、1-50m/d。但其抽水系统和喷射井管很复杂,运行故障率较高,且能量损耗很大,所需费用比其他井点法要高。


4、电渗井点降水

电渗井点适用于渗透系数很小的细颗粒土,如粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。这些土的渗透系数小于0、1m/d,用一般井点很难达到降水目的。利用电渗现象能有效地把细粒土中的水抽吸排出。它需要与轻型井点或喷射井点结合应用,其降低水位深度决定于轻型井点或喷射井点。在电渗井点降水过程中,应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整,并做好记录,因此比较繁琐。


5、管井井点降水

管井井点适用于渗透系数大的砂砾层,地下水丰富的地层,以及轻型井点不易解决的场合。每口管井出水流量可达到50-100m3/h,土的渗透系数在20-200m/d范围内,降低地下水位深度约3-5m。这种方法一般用于潜水层降水。

基坑降水工程降水施工方案


1、定井位

根据降水设计方案提供的井位图、地下管线分布图及甲方提供的坐标控制点,施放降水井井位。正常情况下井位偏差≤50mm,若遇特殊情况(比如地下障碍、地面或空中障碍)需调整井位时,应及时通知技术人员在现场调整。为保证安全,定井位后应挖探坑以查明井位处有无地下管线、地下障碍物,挖探坑的平面尺寸应和钻孔钢护筒相近(稍大一点),深度必须以挖(或钎探)到地层原状土为准。


2、埋设护筒

为避免钻进过程中循环水流将孔口回填土冲塌,钻孔前必须埋设钢护筒。护筒外径1、0m,深度视地层情况而定。在护筒上口设进水口,并用粘土将护筒外侧填实。护筒必须安放平整,护筒中心即为降水井中心点。

3、钻机就位、调整

钻机就位时需调整钻机的平整度和钻塔的垂直度,对位后用机台木垫实,以保证钻机安放平稳。钻机对位偏差应小于20mm,钻孔垂直度偏差1%。


4、钻孔

在钻孔过程中,一般情况下不需要调制泥浆,采用清水水压平衡法进行冲击钻进成孔,用抽筒抽取岩芯钻进,施工时应保证孔内水面高度与孔口平,防止塌孔事故发生。若钻进过程中通过易塌孔的流砂层或泥浆漏失严重的地层时,可采用少投粘土 增大孔内泥浆浓度,防止塌孔。

当遇有隔水粘土层时,为了防止冲击成孔时在孔壁形成泥皮,影响水井出水量,在成孔后要进行二次扩孔,扩孔直径比设计直径大50-100mm。


5、换浆

钻孔至设计深度以下0、5m左右,将钻具提出孔外,然后用清水继续正循环操作替换泥浆,直到泥浆粘度小于20秒为止,泥浆置换时送水管要下入距离孔底0、5米左右,以保证将浓泥浆返出孔内,确保洗井质量和降水井的出水量。


6、下管

下管前应检查井管是否已按设计要求包缠尼龙纱网;无砂水泥管接口处要用塑料布包严,钢筋滤水管上下段焊接时,钢管或袖头连接处要打坡口,以保证井管的垂直度并焊接严实。


7、填滤料

填料必须采用动水填砾法从井四周均匀缓慢填入,避免造成孔内架桥现象,洗井后若发现滤料下沉应及时补充滤料,填料高度必须严格按设计要求执行。


8、洗井

采用压风机洗井,若井内沉没比不够时应注入清水,洗井必须洗到水清砂净为止。


基坑降水工程须考虑的3大因素


1、场地条件及该建筑物设计施工资料

场地条件制约着降水方案的制定,它主要包括场地四周已有建筑物的高度、分布、结构和离拟建工程的距离;地基四周的地下设施(包括给排水管道、光纤电缆、供气管道等);向外抽水排水通道以及供电情况等。有关设计施工资料包括基坑开挖尺寸和分布;地下建筑物施工的有关要求等。这些条件决定了所采用降水方法和具体的设计施工方案,也决定了具体保证周边建筑物和地下设施安全的实施措施。


2、地质情况

了解地基土分层地质柱状图及地质剖面图,各层岩土的物理力学性质,地下水类型及埋藏情况,水文地址情况,水质分析结果,特别是土层的渗透性。土的渗透系数取决土的形成条件、颗粒级配、胶体颗粒含量和土的结构等因素,因此场区土层的不同深度和不同方位的渗透系数是不同的。渗透系数计算结果的真实性,势必直接影响降水方案的选择。由于影响渗透系数的因数复杂,一般勘察报告提供的数值多是室内试验数据,误差往往较大,只能供降水设计时参考,对重要工程应做现场抽水试验加以确定。


3、场地地下水情况

地下水分潜水和承压水两种。潜水储存于地表与第一层不透水层之间,是无压力重力水,可向四周渗透。从工程实践来看,潜水大多来源于大气降水和地下埋设的上下水管道破裂漏水,主要积存于地表下杂填土和老建筑物被冲刷掏空的地基中。承压水储存于两个不透水层之间含水层中,若水充满此含水层,则水具有压力。所以,要根据地质和水文资料,搞清楚场区各处透水层和不透水层向下沿深度的分布厚度和变化情况;掌握场区各处承压静止水位埋深,混合静止水位埋深和他们的年变化幅度及水位标高;查明场地地下水补给源的方位、距离和透水层的联系情况;搞清楚地下水层是否与江、河、湖、海等无限水源连通;不论潜水或承压水若与无限水源连通,都会造成降水困难甚至于降水无效。


综上所述,在基坑工程降水存在许多缺陷如会引起邻近建筑物的不均匀沉降,施工时要采取措施防止不均匀沉降;根据场地条件及该建筑物设计施工资料;地质情况;场地地下水情况选择合适的降水方法,以减少基坑工程施工中的事故。


基坑降水工程常见施工问题及应急措施


1、支护结构渗水

应急措施:

1、对渗水量较小,不影响施工也不影响周边环境的情况下,采取坑底设排水沟的方法。

2、对渗水量较大,但没有流砂带出,造成施工困难,而多周围影响不大的情况,可采用注水泥浆封阻。


2、支护结构漏水

应急措施:

1、如果漏水点水压力不大时,宜用堵漏王进行埋管封堵,待漏水周边堵漏王强度达到要求后进行封管。

2、如漏水位置埋深较大,则应在支护结构后采用压密注浆方法,注浆封堵。注浆浆液中应渗入适量水玻璃,使其能尽早凝结,也可采用高压喷射注浆方法。采用压密注浆时,为防止施工对支护结构产生的压力生成支护结构较大的侧向位移,在施工前应对坑内局部反压回填土,待注浆达到止水效果后再从新开挖。


3、基坑周边地面出现裂缝、沉降

应急措施:

1、立即停止坑内降水。

2、迅速用水泥浆灌缝,同时用薄膜等防雨物质将裂缝修补处覆盖,避免雨水流入。

3、观察裂缝发展情况,必要时对地面进行钻孔灌砂或补浆、


4、外围建筑物、构筑物沉降或倾斜

应急措施:

1、应立即停止土方开挖及降水(必要时回填土方)、同时分析产生沉降或倾斜原因。

2、增设建筑物边水位观察井,并增加坑外回管井回灌补水,及时恢复坑外地下水位。

3、必要时进行压力注浆对建筑旧基础下土方进行土体加固


5、砂层止水帷幕失效,产生流砂

应急措施:

1、出现此部位时立即停止坑内土方开挖,并将开挖土方回填和预备的沙袋反压,阻止坑外砂层流失。

2、进行压密注浆。立即阻止振动打孔机进场。考虑浆液的均匀渗透,在流砂漏水点外围按梅花形布设,采用混合浆液,即水泥-水玻璃双液快凝浆液,水泥采用P42.5普通硅酸盐水泥,水泥用量200Kg/m3;水灰比为0.5;水玻璃用量2.0%。

注浆前应全面检查注浆设备与材料,包括注浆泵,搅拌储浆系统,高压压浆管,压力表等,注意正式注浆后勿随意中断,力求连续作业,以保证成桩质量。注浆采用自下而上的施工要求点多量少。

注浆压力控制在0.2-0.4MPA以内,浆液流速为0-452/min。

压浆提升;采用SYB50型挤压式压浆进行注浆,按设计注浆压力和注浆量自下而上压浆提升,注浆管拔管高度为0.33m。压密注浆采用注浆量与注浆压力双控原则,以注浆量为主,压力为辅。当浆液出注浆管返至地面,终止压浆。

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学院优势:
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奇点建筑学院为了保持学员就业质量,开办了独有的“双向就业平台”,为保障外地就业的学员,特设立了就业指导部门,分派就业老师专门指导外地就业学员。 首先,奇点建筑学院安排就业前的培训课程,根据市场专员的市场调查设计与企业需求相符合的培训课程,再派专门的就业老师全程指导。学员完成特定课程后考核通知,就业指导老师指导学员开始撰写并修改简历,针对不同企业需求,充分表现自己足够赢得企业青睐的优点。

作者: ADIEU

奇点建筑学院【SINGULARITY-ARCH-COLLEGE】 不断追求行业培训深度,专注建筑人才培训,提升企业未来竞争力和生存力, 报读培训咨询电话135-1050-7671
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