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一文總結基坑降水工程:5大方法、3大因素、5大問題


編輯:2022-08-12 10:00:54

基坑降水是指在開挖基坑時,地下水位高于開挖底面,地下水會不斷滲入坑內,為保證基坑能在干燥條件下施工,防止邊坡失穩、基礎流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承載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環節,很大部分的基坑事故都是與地下水有關系。


基坑降水是保證基礎質量的重要步驟,明溝加集水井降水、輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水、深井井點降水等等。

基坑寬度小于6米時可沿基坑長邊方向布置單側線性井點,大于6米則需兩則布置或環狀布置井點。

單側線性井點要布置在地下水流靠上游的方向上。降水井運行一段時間后,地下水會形成穩定的降水漏斗。降水漏斗的坡度約為1:10,也就是說,當井點處地下水位下降1米并長時間穩定時,離井點約10米范圍內的地下水位都將受到影響,而且,距離井點越遠降水幅度越小。


關于基坑降水工程,大家是否想要了解更多呢?下面來為大家介紹基坑降水工程5大方法、基坑降水工程降水施工方案、基坑降水工程須考慮的3大因素、基坑降水工程 5大 施工問題及應急措施。

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基坑 降水 工程5大方法

1
明溝加集水井降水


明溝加集水井降水是一種人工排降法。它具有施工方便,用具簡單,費用低廉的特點,在施工現場應用的最為普遍。在高水位地區基坑邊坡支護工程中,這種方法往往作為阻擋法或其他降水方法的輔助排降水措施,它主要排除地下潛水、施工用水和天降雨水。


在地下水較豐富地區,若僅單獨采用這種方法降水,由于基坑邊坡滲水較多,錨噴網支護時使混凝土噴射難度加大(噴不上),有時加排水管也很難湊效,并且作業面泥濘不堪阻礙施工操作。因此,這種降水方法一般不單獨應用于高水位地區基坑邊坡支護中,但在低水位地區或土層滲透系數很小及允許放坡的工程中可單獨應用。


2
輕型井點降水

輕型井點降水(一級輕型井點)是國內應用很廣的降水方法,它比其他井點系統施工簡單、安全、經濟,特別適用于基坑面積不大,降低水位不深的場合。


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3
噴射井點降水


噴射井點系統能在井點底部產生250mm水銀柱的真空度,其降低水位深度大,一般在8-20m范圍。它適用的土層滲透系數與輕型井點一樣,一般為0、1-50m/d。但其抽水系統和噴射井管很復雜,運行故障率較高,且能量損耗很大,所需費用比其他井點法要高。


4
電滲井點降水


電滲井點適用于滲透系數很小的細顆粒土,如粘土、亞粘土、淤泥和淤泥質粘土等。這些土的滲透系數小于0、1m/d,用一般井點很難達到降水目的。利用電滲現象能有效地把細粒土中的水抽吸排出。它需要與輕型井點或噴射井點結合應用,其降低水位深度決定于輕型井點或噴射井點。在電滲井點降水過程中,應對電壓、電流密度和耗電量等進行量測和必要的調整,并做好記錄,因此比較繁瑣。


5
管井井點降水


管井井點適用于滲透系數大的砂礫層,地下水豐富的地層,以及輕型井點不易解決的場合。每口管井出水流量可達到50-100m3/h,土的滲透系數在20-200m/d范圍內,降低地下水位深度約3-5m。這種方法一般用于潛水層降水。


1、定井位

根據降水設計方案提供的井位圖、地下管線分布圖及甲方提供的坐標控制點,施放降水井井位。正常情況下井位偏差≤50mm,若遇特殊情況(比如地下障礙、地面或空中障礙)需調整井位時,應及時通知技術人員在現場調整。為保證安全,定井位后應挖探坑以查明井位處有無地下管線、地下障礙物,挖探坑的平面尺寸應和鉆孔鋼護筒相近(稍大一點),深度必須以挖(或釬探)到地層原狀土為準。

2、埋設護筒

為避免鉆進過程中循環水流將孔口回填土沖塌,鉆孔前必須埋設鋼護筒。護筒外徑1、0m,深度視地層情況而定。在護筒上口設進水口,并用粘土將護筒外側填實。護筒必須安放平整,護筒中心即為降水井中心點。

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3、鉆機就位、調整

鉆機就位時需調整鉆機的平整度和鉆塔的垂直度,對位后用機臺木墊實,以保證鉆機安放平穩。鉆機對位偏差應小于20mm,鉆孔垂直度偏差1%。

4、鉆孔

在鉆孔過程中,一般情況下不需要調制泥漿,采用清水水壓平衡法進行沖擊鉆進成孔,用抽筒抽取巖芯鉆進,施工時應保證孔內水面高度與孔口平,防止塌孔事故發生。若鉆進過程中通過易塌孔的流砂層或泥漿漏失嚴重的地層時,可采用少投粘土 增大孔內泥漿濃度,防止塌孔。

當遇有隔水粘土層時,為了防止沖擊成孔時在孔壁形成泥皮,影響水井出水量,在成孔后要進行二次擴孔,擴孔直徑比設計直徑大50-100mm。

5、換漿

鉆孔至設計深度以下0、5m左右,將鉆具提出孔外,然后用清水繼續正循環操作替換泥漿,直到泥漿粘度小于20秒為止,泥漿置換時送水管要下入距離孔底0、5米左右,以保證將濃泥漿返出孔內,確保洗井質量和降水井的出水量。

6、下管

下管前應檢查井管是否已按設計要求包纏尼龍紗網;無砂水泥管接口處要用塑料布包嚴,鋼筋濾水管上下段焊接時,鋼管或袖頭連接處要打坡口,以保證井管的垂直度并焊接嚴實。

7、填濾料

填料必須采用動水填礫法從井四周均勻緩慢填入,避免造成孔內架橋現象,洗井后若發現濾料下沉應及時補充濾料,填料高度必須嚴格按設計要求執行。

8、洗井

采用壓風機洗井,若井內沉沒比不夠時應注入清水,洗井必須洗到水清砂凈為止。

基坑降水工程須考慮的3大因素

1
場地條件及該建筑物設計施工資料

場地條件制約著降水方案的制定,它主要包括場地四周已有建筑物的高度、分布、結構和離擬建工程的距離;地基四周的地下設施(包括給排水管道、光纖電纜、供氣管道等);向外抽水排水通道以及供電情況等。有關設計施工資料包括基坑開挖尺寸和分布;地下建筑物施工的有關要求等。這些條件決定了所采用降水方法和具體的設計施工方案,也決定了具體保證周邊建筑物和地下設施安全的實施措施。

2
地質情況

了解地基土分層地質柱狀圖及地質剖面圖,各層巖土的物理力學性質,地下水類型及埋藏情況,水文地址情況,水質分析結果,特別是土層的滲透性。土的滲透系數取決土的形成條件、顆粒級配、膠體顆粒含量和土的結構等因素,因此場區土層的不同深度和不同方位的滲透系數是不同的。滲透系數計算結果的真實性,勢必直接影響降水方案的選擇。由于影響滲透系數的因數復雜,一般勘察報告提供的數值多是室內試驗數據,誤差往往較大,只能供降水設計時參考,對重要工程應做現場抽水試驗加以確定。

3
場地地下水情況

地下水分潛水和承壓水兩種。潛水儲存于地表與第一層不透水層之間,是無壓力重力水,可向四周滲透。從工程實踐來看,潛水大多來源于大氣降水和地下埋設的上下水管道破裂漏水,主要積存于地表下雜填土和老建筑物被沖刷掏空的地基中。承壓水儲存于兩個不透水層之間含水層中,若水充滿此含水層,則水具有壓力。所以,要根據地質和水文資料,搞清楚場區各處透水層和不透水層向下沿深度的分布厚度和變化情況;掌握場區各處承壓靜止水位埋深,混合靜止水位埋深和他們的年變化幅度及水位標高;查明場地地下水補給源的方位、距離和透水層的聯系情況;搞清楚地下水層是否與江、河、湖、海等無限水源連通;不論潛水或承壓水若與無限水源連通,都會造成降水困難甚至于降水無效。

綜上所述,在基坑工程降水存在許多缺陷如會引起鄰近建筑物的不均勻沉降,施工時要采取措施防止不均勻沉降;根據場地條件及該建筑物設計施工資料;地質情況;場地地下水情況選擇合適的降水方法,以減少基坑工程施工中的事故。


基坑降水工程常見施工問題及應急措施

1
支護結構滲水

應急措施:

1、對滲水量較小,不影響施工也不影響周邊環境的情況下,采取坑底設排水溝的方法。

2、對滲水量較大,但沒有流砂帶出,造成施工困難,而多周圍影響不大的情況,可采用注水泥漿封阻。

2
支護結構漏水

應急措施:

1、如果漏水點水壓力不大時,宜用堵漏王進行埋管封堵,待漏水周邊堵漏王強度達到要求后進行封管。

2、如漏水位置埋深較大,則應在支護結構后采用壓密注漿方法,注漿封堵。注漿漿液中應滲入適量水玻璃,使其能盡早凝結,也可采用高壓噴射注漿方法。采用壓密注漿時,為防止施工對支護結構產生的壓力生成支護結構較大的側向位移,在施工前應對坑內局部反壓回填土,待注漿達到止水效果后再從新開挖。

3
基坑周邊地面出現裂縫、沉降

應急措施:

1、立即停止坑內降水。
2、迅速用水泥漿灌縫,同時用薄膜等防雨物質將裂縫修補處覆蓋,避免雨水流入。

3、觀察裂縫發展情況,必要時對地面進行鉆孔灌砂或補漿、

4
外圍建筑物、構筑物沉降或傾斜

應急措施:

1、應立即停止土方開挖及降水(必要時回填土方)、同時分析產生沉降或傾斜原因。
2、增設建筑物邊水位觀察井,并增加坑外回管井回灌補水,及時恢復坑外地下水位。

3、必要時進行壓力注漿對建筑舊基礎下土方進行土體加固

5
砂層止水帷幕失效,產生流砂

應急措施:

1、出現此部位時立即停止坑內土方開挖,并將開挖土方回填和預備的沙袋反壓,阻止坑外砂層流失。
2、進行壓密注漿。立即阻止振動打孔機進場??紤]漿液的均勻滲透,在流砂漏水點外圍按梅花形布設,采用混合漿液,即水泥-水玻璃雙液快凝漿液,水泥采用P42.5普通硅酸鹽水泥,水泥用量200Kg/m3;水灰比為0.5;水玻璃用量2.0%。
注漿前應全面檢查注漿設備與材料,包括注漿泵,攪拌儲漿系統,高壓壓漿管,壓力表等,注意正式注漿后勿隨意中斷,力求連續作業,以保證成樁質量。注漿采用自下而上的施工要求點多量少。
注漿壓力控制在0.2-0.4MPA以內,漿液流速為0-452/min。

壓漿提升;采用SYB50型擠壓式壓漿進行注漿,按設計注漿壓力和注漿量自下而上壓漿提升,注漿管拔管高度為0.33m。壓密注漿采用注漿量與注漿壓力雙控原則,以注漿量為主,壓力為輔。當漿液出注漿管返至地面,終止壓漿。

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