基坑降水技術(shù)與建筑施工論文
時間:2022-04-15 08:58:34
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基坑降水技術(shù)是指采用各類井點降低地下水水位的方法,以預(yù)防施工中流砂、管涌、坍塌、失穩(wěn)等問題的發(fā)生。這種技術(shù)較之堵水法與明排法等傳統(tǒng)方法,具備了更加明顯的降水效果,所以在現(xiàn)代建筑里的基坑施工中被廣泛的使用。
1.基坑降水技術(shù)的類型
施工中基坑降水技術(shù)主要有以下幾種類型:明溝加集水井法;輕型井點法;噴射井點法;管井井點法;深井井點法;綜合井點法。
2.各類基坑降水法的技術(shù)要點
(1)明溝加集水井法
該方法的技術(shù)要點是在基坑內(nèi)部設(shè)置明溝和集水井,再使用抽水機從集水井中直接把地下水排出,從而把基坑里的地下水疏干。
(2)輕型井點法
該方法的技術(shù)要點是:利用真空原理,在吸力的作用下讓基坑內(nèi)的空氣與水變成水氣混合液,再將水氣混合液通過管路系統(tǒng)吸入分離器中,由分離器上部排出空氣和水。該降水技術(shù)在國內(nèi)的各建筑施工中應(yīng)用都比較廣泛,與其他技術(shù)相比,這種技術(shù)更加簡便、經(jīng)濟、安全,尤其在基坑面積大、水位降低淺的工程中,更加適合。另外,當(dāng)土層滲透系數(shù)比較低時,應(yīng)該使用氣密性措施,從而提高系統(tǒng)的真空度,達到降水效果。
(3)噴射井點法
主要使用高壓水泵,利用水管把水壓入井點內(nèi),使其內(nèi)外形成空間,再使水從噴射器的兩邊孔流進噴嘴,隨著噴嘴截面面積的減小,水流速度會隨之加快,在完成整個噴射后,會在噴射水柱周圍形成負壓,將空氣和水吸入到混合室中。在施工中注意一點,井點管必須設(shè)置為雙層形式,并且井孔底部也要設(shè)置噴射器,并使用兩根總管把各個井點管連為一體。這種方法的優(yōu)點是降水深度比較深,但是其地面敷設(shè)工程比較復(fù)雜,工作效率很低,這給管理工作帶來了困難,所以這一技術(shù)必須結(jié)合實際需要進行選擇。
(4)管井井點法
此方法的技術(shù)要點主要是使用鉆孔成井的方法,圍繞基坑設(shè)置若干管井,管井的距離間隔在20~50米之間,并為每一個管井配備水泵,使之可以獨立進行地下水抽取,從而達到降低地下水水位的目的。但該技術(shù)在滲透系數(shù)大于0.1和砂質(zhì)土層、粉土層以及碎石土層等地下水儲量豐富的地質(zhì)條件中,因為其排水能力強、便于維護的優(yōu)點而被普遍使用。
(5)深井井點法
該方法具有基降水深度較大的特點,在管井的深度大于15米時,使用普通水泵很難滿足工程要求,而要使用特制的深井泵。該方法主要適用于降水深度深且水量較大的工程中,尤其是在滲透系數(shù)大并且透水層較厚的工程中,更為適用。其主要的優(yōu)點是降水深度大,可以設(shè)置于施工范圍以外,這一點得到了施工單位的一致好評,并被廣泛應(yīng)用。
(6)綜合井點法
該方法是一種綜合性方法,主要是在復(fù)雜的施工環(huán)境下使用多種技術(shù)作業(yè)的方法,使用這種方法不僅能夠節(jié)省造價,而且還可以加快施工進度。然而,在施工中,要根據(jù)實際情況選取具有針對性的施工方法。
二、基坑降水技術(shù)的應(yīng)用分析
1.工程基本資料
本工程長125米,寬88米,基坑深度9米。該地區(qū)的地下水主要是潛水,水位埋深1.5米?;硬扇≥p型井點環(huán)形布置結(jié)構(gòu),場地中心設(shè)置少量管井用于降水。場地土層向下分別是粉土——粉砂——粉土——粉質(zhì)粘土。
2.基坑降水方案
該工程的降水設(shè)計目標(biāo)以基坑中最大坑深為依據(jù)。因為工程地基土中可能存在軟弱層,往往需要加大開挖深度,在降水設(shè)計中對于水頭的降低深度需要加以控制,并且留下余地。另外,由于基坑開挖工期較短,要縮短疏干地下水的時間,降低地下水水位于基坑底之下?;咏邓こ淌够铀闹芡馏w應(yīng)力發(fā)生了改變,一方面,地下水位下降導(dǎo)致了土體自重應(yīng)力的增加;另一方面,地下水由靜止?fàn)顟B(tài)變成運動狀態(tài),滲流作用增加了土層附加應(yīng)力。基坑工程中出現(xiàn)的滲流應(yīng)看作平面二維滲流,在本工程設(shè)計中出于簡化計算的目的,將坑外土體假設(shè)為重力方向上發(fā)生的一維滲流。在總應(yīng)力變化與一維滲流條件之下,基于基坑邊緣距離在4米、8米、12米、30米之上的應(yīng)力變化情況,計算得出的基坑深度分別是3.4米、5.6米、9.0米、13.5米(由天然地下水水位算起)。針對與工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)的問題,工程降水方案設(shè)計中的技術(shù)是輕型井點法與管井降水法相結(jié)合的綜合方法,這樣可以有效地解決水滯留與滲出的問題。管井有效深度要足夠深,并且可以根據(jù)實際的需要,留下泵頭加深深度以及進行水泵流量調(diào)整時的管井內(nèi)徑余地?;又行枰O(shè)置一定數(shù)量的疏干井點,以加快開挖土體中地下水疏干速度。把周邊住宅樓和裙房的降水工程與本工程連為一體,設(shè)置統(tǒng)一的輕型井點與管井,使得一次施工完成全面降水的要求。
三、施工工程中基坑降水技術(shù)問題的思考
基坑降水施工工程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工作。所以作為施工人員,為了保證工程效果最大化,達到地下水位降低的目的,就必須在確定采用哪種基坑降水方法的基礎(chǔ)上,加強對下面問題的處理:首先,防止降水施工引發(fā)的大面積地面不均勻沉降的情況出現(xiàn),在降水井點管和周邊建筑物及路面之間進行井點回灌作業(yè),連續(xù)使用清水進行回灌,從而補充此處的地下水,達到地下水水位基本不變的目的;其次,結(jié)合實際施工狀況,針對性地處理施工問題。比如施工地的地下粘土層相對較厚的問題,在打孔時,應(yīng)使用能夠套管和水槍在井點軸線以外打孔,采用埋設(shè)井點管的方法成孔,進而使地層中的上下水得以貫通;最后,抽水時,特別在抽水開始階段,應(yīng)檢查各井點管是否出現(xiàn)淤塞的情況,檢查的方法主要是監(jiān)聽管內(nèi)水流聲和查看管子表面是否潮濕。如出現(xiàn)淤塞的死井?dāng)?shù)量大于整體的10%,則會對降水效果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,這時應(yīng)該采取一定的措施,如利用高壓水對井點管進行反復(fù)沖洗。
四、結(jié)語
基坑降水工程實際施工工作中,需要進行具體的土工分析,通過涌水量的計算,完成井點管的合理布置,精心組織施工,才能夠保證施工優(yōu)質(zhì)安全地完成,解決施工時所出現(xiàn)的技術(shù)難題。此外,施工人員必須加強自身專業(yè)水平,嚴(yán)格遵守施工設(shè)計要求,選擇具有針對性的基坑降水方法,盡可能地保證施工中的環(huán)保與高效,提高基坑施工質(zhì)量和整體建筑工程質(zhì)量,從而使建筑企業(yè)的核心競爭力提高,推動企業(yè)持續(xù)發(fā)展。
作者:高盼星單位:河南省第一建筑工程集團有限責(zé)任公司