【摘 要】近年來,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升,國(guó)家對(duì)于公共建設(shè)事業(yè)的重視程度也逐步加深。水利工程作為現(xiàn)代公共建設(shè)事業(yè)中極為重要的組成部分,對(duì)其建設(shè)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于此,本文著重分析探討了水利工程基坑排水施工要點(diǎn),以保證整體水利施工的順利進(jìn)行。
【關(guān)鍵詞】水利工程;基坑排水;技術(shù);措施
1、水利工程基坑排水概述
1.1、基坑排水的相關(guān)分析
基坑排水主要是對(duì)工程施工起到排水預(yù)防作用,利用排水系統(tǒng),排除水分對(duì)基坑的影響,一般可在基坑開挖的前期,利用排水裝置,如:排水坡、排水管等,組成可靠的排水系統(tǒng),安裝在基坑四周,協(xié)助基坑排水,或主動(dòng)排掉基坑內(nèi)部的給水,避免影響工程施工,除安裝排水系統(tǒng)外,還可設(shè)置截水溝、集水井,主要是防止基坑滲水。
1.2、地基土質(zhì)的相關(guān)分析
水利工程地基土質(zhì)主要包括三大類:強(qiáng)透水、弱透水和不適水。不同種類的土質(zhì)存在各不相同的排水要求。所以,在水利工程施工之前,應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)及地下水位等具體資料數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)了解,例如用挖坑及鉆探的方法,獲取土樣作為水利工程基坑施工的重要依據(jù)。其次,由于每條江河的土質(zhì)各不相同,因此所獲取的資料數(shù)據(jù)也不一致,造成無法徹底清除的現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)基坑開挖時(shí),應(yīng)對(duì)該情況進(jìn)行充分考慮,實(shí)際開挖應(yīng)留有余地,隨后根據(jù)開挖的實(shí)際情況運(yùn)用適宜的方法。
1.3、基坑排水施工的分類
在基坑開挖前,要做好基坑工程的初期排水工作,以排出基坑內(nèi)部覆蓋層中的積水和截?cái)嗤鈦硭?。截?cái)嗤鈦硭ぷ骶唧w分為以下兩點(diǎn):截?cái)嗷又苓叺南?、泉水等,避免其流入基坑;在基坑邊?m以外設(shè)置截水溝,以減少雨水匯入。
這一做法可增強(qiáng)基坑開挖過程中邊坡的穩(wěn)定性,同時(shí)能有效增加基坑的排水量;在基坑開挖完畢后,也需要進(jìn)行排水工作,主要排出圍堰體和基礎(chǔ)的滲入水、自然降雨和施工廢水等。其目的是:增加邊坡的穩(wěn)定性,防止細(xì)砂、粉砂土層發(fā)生流砂和管涌,防止黏土性基坑底部因地下水位的頂托而隆起,最重要的是創(chuàng)造良好的干地施工條件,保證主體工程的施工質(zhì)量。
2、基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工內(nèi)容
在設(shè)計(jì)基坑支護(hù)時(shí),首先則是對(duì)一個(gè)合適的支護(hù)型式進(jìn)行選擇,并將支護(hù)的結(jié)構(gòu)實(shí)施計(jì)算分析,然后根據(jù)所得出的結(jié)果對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施設(shè)計(jì),主要包括:錨桿尺寸、支撐、結(jié)構(gòu)截面以及入土深度等。一般,基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)主要包括以下幾方面:支護(hù)方案的選型和比較;計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及強(qiáng)度;驗(yàn)算基坑內(nèi)外土體的穩(wěn)定性;圍護(hù)墻抗?jié)B的驗(yàn)算;降排水方及要求;挖土工況、運(yùn)土和挖土等主要措施的確定;與設(shè)計(jì)要求相結(jié)合,對(duì)基坑支護(hù)施工的內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)科學(xué)合理的施工方法實(shí)施選擇,支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的保障是施工開展的關(guān)鍵,并影響著基坑支護(hù)的成敗。
3、水利工程基坑排水施工技術(shù)要點(diǎn)
3.1、明溝排水施工
基坑排水施工包括排出圍堰形成后基坑內(nèi)的積水、雨水、地下滲水和施工廢水等。在施工中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)地形分析基坑的來水情況、基坑的范圍大小、開挖深度等,可根據(jù)不同的地質(zhì)情況采取相應(yīng)的排水措施。當(dāng)圍堰建成后,可以利用下游水位較低的地形特點(diǎn)自流排水,將積水經(jīng)排水溝引入人工開挖的積水集中區(qū),并用水泵排出,從而使基坑的泥土固結(jié)、干燥。排水溝的開挖一般有以下幾種布置形式:在基坑四周采取自高向低的方式開挖明溝,將積水引入集水井中,再用水泵排出;如果開挖的基坑范圍較大、深度較深、地下水位較高、土質(zhì)差、滲水量大,則采取從高到低開挖明溝的方式是不可行的,此時(shí),需要沿等高線分層設(shè)置排水溝和排水井,將積水引出,并用水泵排掉;當(dāng)開挖的基坑范圍較小、滲水量不大時(shí),可順縱向采取自上而下的方式開挖排水溝,并在其下方設(shè)置集水井排水。也可以同時(shí)開挖幾條橫溝將積水引入縱溝,將水集中引到排水井,并用水泵排出。要特別注意的是,在基坑排水時(shí),最常使用的方法是開溝排水。開挖排水溝時(shí),干溝的布置應(yīng)盡量避免干擾工程施工,同時(shí),要有一定的縱坡,以便進(jìn)行集中滲水,水溝斷面的選擇應(yīng)由滲水量決定。
3.2、粉土和粉砂基礎(chǔ)降低地下水施工
在水利工程基坑排水施工中,位于地下水位較高處的粉土和粉砂基礎(chǔ),在水利工程基礎(chǔ)開挖過程中,由于滲水作用容易發(fā)生流砂、管涌,給整體施工帶來很大困難。造成管涌的外因是地下水位高,滲水的出溢坡降超過粉砂粉土的允許范圍,使土粒隨滲水移動(dòng),其內(nèi)因是粉砂粉土顆粒細(xì)而均勻,允許的滲水出溢坡降較小,因此在粉砂粉土地基上施工,為了保證水利工程基坑排水施工的順利進(jìn)行,降低地下水位是一項(xiàng)關(guān)鍵措施。如采用放緩邊坡、鋪墊砂礫反濾層或柴梢等防止流砂和管涌的辦法,工程量相應(yīng)增加,既不經(jīng)濟(jì),又對(duì)施工造成干擾,效果不理想。
3.3、井管施工
一般情況下,進(jìn)行井管施土中,如大鍋鍛造孔,需要使用水沖沉井土具及鉆井器械。如果井管外徑、尺寸為40--50cm,大鍋鍛造孔的直井則70--80cm。該過程中井壁容易坍塌,需要使用比重為1.2的泥漿,對(duì)井壁進(jìn)行加固,孔中泥漿的高低需要超過地下水水位,但是不能超過井管管口。在鉆孔的深度達(dá)標(biāo)后,先下放性能一般的混凝土底管,再下放無砂性質(zhì)的混凝土管,而透水性、凝土澆筑質(zhì)量良好的井管則放置最下部。上述過程中,可以使用細(xì)的鋼絲繩將井管底部吊環(huán)穿起來,制作一個(gè)活扣,利用插釬將井管牢牢的固定。抽動(dòng)插釬上額拔釬副繩,將其從井管中抽至地、面,再利用人力或者機(jī)械絞車實(shí)施控制,將井管在按、照順序一節(jié)一節(jié)的下放至孔內(nèi)。各個(gè)井管需要有一部分露出地面,使用170℃的膠結(jié)劑均勻涂抹在井口,取寬度為20cm左右的麻袋片或者玻璃絲布,把相鄰的管口之間的縫隙包裹嚴(yán)實(shí),最后使用長(zhǎng)度為40cm左右,寬度為4cm左右的木板或者一竹片,貼在井管的外面,最后使用14型號(hào)的鉛絲將管井綁、牢固。在井管下放結(jié)束后,在井管底部填入各種物質(zhì),包括黃沙、碎石、細(xì)礫石等,厚度保持在0.5m左右,再使用粗砂及細(xì)礫石將井管與鉆孔之間的空隙填充緊實(shí),厚度應(yīng)超過10cm,保障井管的牢固度。
4、水利工程基坑排水施工中的注意事項(xiàng)
4.2、水利工程整體優(yōu)先原則
在進(jìn)行排水溝和集水管的設(shè)計(jì)過程中,需要以水利工程整體為重,即需要遵循水利工程優(yōu)先的原則,以水利工程的整體性、施工質(zhì)量為基本條件進(jìn)行排水管的設(shè)計(jì),集水管的設(shè)計(jì)也需要考慮到各個(gè)方面的因素。因此排水溝需要有一定的坡度,這樣才便于進(jìn)行集水措施,水溝的規(guī)格需要先掌握排水量。再分析決定排水溝的寬度、深度等。另外還要考慮到排水的狀況,在進(jìn)行基坑的開挖時(shí),應(yīng)適當(dāng)將施工范圍增加。
4.2、合理利用水泵
水利工程的施工結(jié)束后,需要使用到排水泵。在選擇排水泵的數(shù)量及規(guī)格時(shí),并非一定要選擇功率較大的水泵,抽水量如果超過其正常的排除水位,水流的速度較快,會(huì)帶出大量的沙石,可能會(huì)出現(xiàn)其他意外情況,在各個(gè)管壁之間設(shè)置過濾器,在管井抽水的過程中,其水位應(yīng)低于第一個(gè)取水含水層的過濾器,可以避免濾管的纏絲出現(xiàn)氧化、損壞等問題而造成涌沙情況。因此需要先收集抽水的數(shù)據(jù)結(jié)果,進(jìn)行對(duì)比分析,進(jìn)行合理選擇,不僅能夠有效減少事故的發(fā)生,實(shí)施科學(xué)施工,且使用合適的抽水泵也能夠減少能源消耗,降低成本,提高工程的經(jīng)濟(jì)性。
4.3、制定科學(xué)的預(yù)警機(jī)制
在進(jìn)行基坑排水施工的過程中,由于工作任務(wù)繁重,需要綜合把握許多方面的因素,且排水要求較高,施工人員無法將所有因素一一考慮進(jìn)去,或者需要有所選擇和取舍,可能會(huì)造成一些意外情況,因此需要制定科學(xué)的預(yù)警機(jī)制,做好應(yīng)對(duì)意外情況的準(zhǔn)備,包括備用的水泵、動(dòng)力設(shè)備等,即使突然出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害、暴雨,或者設(shè)備出現(xiàn)異常情況后,能夠及時(shí)更換設(shè)備,避免該類問題引起停工或者施工質(zhì)量下降等問題,給工程帶來?yè)p失。如果工程所在的地區(qū)條件較為優(yōu)越,可以充分利用電力發(fā)動(dòng)水泵,并保障供電質(zhì)量及再出現(xiàn)特殊情況時(shí),各項(xiàng)設(shè)備均能及時(shí)轉(zhuǎn)移,防止出現(xiàn)重大損失。
總言之,水利工程一般規(guī)模較大,包含了較多的環(huán)節(jié),內(nèi)容十分豐富,其中基坑排水施工是基礎(chǔ)施工中的重要構(gòu)成,其能夠強(qiáng)化土基的承載能力,強(qiáng)化其穩(wěn)定性,保障安全性。這就要求我們?cè)趯?duì)水利工程深基坑建筑進(jìn)行施工時(shí),應(yīng)運(yùn)用相應(yīng)的措施對(duì)各道工序及質(zhì)量實(shí)施有效控制。同時(shí)還應(yīng)與合理的施工組織相結(jié)合,對(duì)各項(xiàng)資源有效運(yùn)用。當(dāng)有安全隱患存在時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理,以此為水利工程建設(shè)發(fā)揮保障性作用。
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