摘 要:隨著近年來(lái)深基坑的增多,地下水的治理成了深基坑施工中的一個(gè)難點(diǎn),根據(jù)10年來(lái)對(duì)深基坑的施工,做了一個(gè)降水方法的匯總,為深基坑中地下水的治理提供參考。
關(guān)健詞:地下水;深基坑;降水
隨著高層建筑的飛速發(fā)展,深基坑也隨之增多,深基坑施工難度也隨之相應(yīng)的增加(地下水水位較高的地區(qū)突顯),深基坑地下水的治理成了一個(gè)大的施工難題,對(duì)基坑的施工進(jìn)度、造價(jià)、安全,質(zhì)量、對(duì)基坑周邊的建(構(gòu))筑物、管線等都有很大的影響。因此應(yīng)引起足夠的重視。
1 地下水的分類及簡(jiǎn)述
地下水按存在形態(tài)分為液態(tài)水、氣態(tài)水、固態(tài)水。
地下水按埋藏條件可分為包氣帶水、潛水和承壓水。
包氣帶水:是指位于地表以下、重力水(潛水和承壓水均指重力水)面以上的地下水,大多為薄膜水或吸著水,而重力水較少;主要分布于土壤水、上層滯水、沼澤水、沙漠及濱海沙丘中的水及基巖風(fēng)化殼(粘土裂隙)等中存在的水,無(wú)壓,受當(dāng)?shù)貧夂蛴绊懞艽?,一般為暫時(shí)性水,水量不大,但隨季節(jié)變化很大,易受污染,主要為滲入成因,局部為凝結(jié)成因。包氣帶水對(duì)農(nóng)業(yè)有很大意義,對(duì)工程建筑有一定影響。
潛水:是指地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上具有自由水面的地下水??煞譃榭紫稘撍⒘严稘撍?、巖溶潛水,分布于松散層、基巖裂隙破碎帶、碳酸巖溶蝕區(qū)、凍結(jié)層上或?qū)娱g、含氣溫?zé)崴?,無(wú)壓或局部低壓,受當(dāng)?shù)貧夂蛴绊懚舾凶兓?,較易受污染,主要為滲入成因,局部可能是凝結(jié)成因。
承壓水:充滿兩個(gè)隔水層之間的含水層中的地下水,分布于松散層、基巖構(gòu)造盆地、向斜、單斜、斷裂、巖溶層或構(gòu)造盆地巖溶,凍層下部,深斷裂或侵入體接觸帶,具承壓性,受當(dāng)?shù)貧庀笠蛩氐挠绊懖伙@著,水位升降決定于水壓傳遞,不易受污染,成因?yàn)闈B入和構(gòu)造成因。
2 地下水對(duì)深基坑及周邊建(構(gòu))筑物的危害
主要表現(xiàn)如下幾個(gè)方面:①流砂(管涌冒砂),多發(fā)生在動(dòng)水壓力的作用下小顆粒的非粘性土地層中;②邊坡失穩(wěn)或局部塌方;③降低支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性;④降低土層的握裹力,使土釘和錨桿等的拉拔力降低;⑤承壓水造成的基坑的突涌;⑥造成施工工期和費(fèi)用的增加;⑦降水不當(dāng)引起基坑周邊建(構(gòu))筑物、管線、道路等的破壞。另處降雨、地下管道漏水等都會(huì)給地下水進(jìn)行補(bǔ)給,對(duì)基坑安全產(chǎn)生影響。
因此在基坑施工前,對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕そ?jīng)驗(yàn),因地制宜,采取比較成熟的施工工藝,合理的治水措施是十分必要的。
3 深基坑降水的方法
3.1 排水降低地下水位
主要采用的排水方法有:
(1)明排:基坑開(kāi)挖后,在基坑底部四周挖排水溝,在排水溝內(nèi)隔一定距離挖集水井,地下水滲出流入排水溝,再?gòu)呐潘疁蠀R入集水井,把水泵放入集水井內(nèi),用水泵將水抽出坑外的指定排水點(diǎn),達(dá)到疏干基坑內(nèi)地下水的目的,該方法適用于地下水水量小,含水層較薄,降水深度小,基坑四周土質(zhì)好的情況,當(dāng)基坑側(cè)壁存在分層滲水時(shí),可按高度設(shè)置導(dǎo)水管、磚砌溝等措施。在實(shí)際的施工過(guò)程中在排水溝內(nèi)放入石子,做成盲溝,防止排水溝被淤堵。
(2)井點(diǎn)降水:井點(diǎn)降水包括真空點(diǎn)井降水、噴射點(diǎn)井降水、電滲點(diǎn)井降水、引滲井降水、管井降水、大口井降水、輻射井降水等。
①真空點(diǎn)井:井點(diǎn)沿基坑周圍布置成線狀、封閉狀,井點(diǎn)管的上部與總管相連通,真空泵與總管相連,利用真空泵將地下水抽出坑外,達(dá)到降低地下水的目的,此方法受真空泵的影響,單級(jí)的降水深度小于6.0m,當(dāng)?shù)叵滤慕瞪钶^大時(shí),則需要多級(jí)井點(diǎn)降水,多級(jí)井點(diǎn)降水需要較大的場(chǎng)地條件
②噴射井點(diǎn):該方法與真空井點(diǎn)相近,不同的是利用高速(水流或氣流)在噴嘴處形成真空,在井管內(nèi)形成近可能大的真空度,抽取地下水。
③電滲點(diǎn)井:原理是將電極棒打入地下,通電后帶正電荷的孔隙水則向陰極方向集中產(chǎn)生電滲現(xiàn)象。在電滲與真空的雙重作用下,強(qiáng)制水在井點(diǎn)管附近積集,由井點(diǎn)管排出,使井點(diǎn)管連續(xù)抽水,達(dá)到地下水位降低的目的。而電極間的土層,則形成近似的電帷幕,阻止地下水流入坑內(nèi)。
④引滲井降水:適用于下層水位低于上層水位,上層含水層的重力水通過(guò)鉆孔引導(dǎo)滲入到下層含水層,達(dá)到降低地下水的目的,此方法必須保證混合水位滿足降水要求才可以采用。
⑤管井降水:利用成井設(shè)備在基坑外側(cè),延基坑四周成井,在井孔內(nèi)下入井管,把真空泵或潛水泵、深水泵放入井內(nèi)向地面指定排水點(diǎn)抽水,達(dá)到降低地下水位的目的,此方法在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的較多,技術(shù)比較成熟,得到廣泛應(yīng)用。
⑥大口井:井徑宜為0.8~4.0m,井壁采用混凝土、鋼筋混凝土、石砌或磚砌而成,井壁和井底同時(shí)進(jìn)水,然后用抽水設(shè)備抽出井外。
⑦輻射井降水,原理是在需要降水的部位埋入輻射管,輻射管與集水井相連,地下水通過(guò)輻射管流入集水井,用抽水設(shè)備將水抽出,達(dá)到降低地下水位的目的,在現(xiàn)實(shí)中采用大口井與輻射井相結(jié)合的工藝,大口井充當(dāng)了輻射井降水中集水井的作用。
3.2 采用降水與止水(截水,堵水)相結(jié)合的方法
隨著近年來(lái),深基坑的增多,地下水位較淺的地區(qū),需要降低地下水位,才能進(jìn)行深基坑的施工,由于長(zhǎng)時(shí)間的抽取地下水位,引起地面沉降,導(dǎo)致基坑周圍建(構(gòu))筑物的下沉或開(kāi)裂,地下管線等的破壞,為了防止長(zhǎng)期抽取地下水對(duì)基坑周邊建(構(gòu))筑物和地下管線等的影響,在基坑的周邊設(shè)置一道止水(截水,堵水)帷幕,把基坑內(nèi)的地下水與基坑外的地下水分隔開(kāi),主要的止水(截水,堵水)方法有地下連續(xù)墻,水泥土攪拌樁及高壓旋噴樁等。同時(shí)基坑內(nèi)進(jìn)行抽水,止水(截水,堵水)帷幕外側(cè)打回灌井,把抽取的地下水通過(guò)回灌井進(jìn)行補(bǔ)給,可以有效防止長(zhǎng)期抽取地下水對(duì)基坑周邊建(構(gòu))筑物和地下管線等的影響
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,降低地下水有多種方法,應(yīng)因地制宜,多種方案進(jìn)行比選,借鑒當(dāng)?shù)乇容^成熟的經(jīng)驗(yàn),選擇一種安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的方案,保證深基坑的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
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(作者單位:中冶沈勘秦皇島設(shè)計(jì)研究院有限公司)