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摘要:作为基础工程施工,基坑降水是为处于工程作业条件下,确保基坑边坡稳定,降水方法、方式按照工程建筑物特点,充分研究场地的环境、水文地质、工程地质等条件,保证其方法安全、可靠、经济合理。
关键词:建筑工程;基坑降水
中图分类号: TU198文献标识码:A 文章编号:
某工程处于施工阶段,其主体围护为咬合桩,在施工时,紧接着有工程桩基础、抗拔桩、框架砼施工、土方开挖、钢支撑、基坑降水等工序,本论文主要研究工序的基坑降水。笔者结合自身多年的从业经验,对基坑降水技术进行探讨分析。
降水目的
本工程实施基坑降水,主要有以下三个目的:
首先,通过降水,将开挖土层内的地下水及时疏干,使其可以压缩、固结,进而提高土层抗力,避免开挖土层土体出现隆起现象,为开挖提供保障。
其次,基坑已进行开挖施工,通过降水,降低咬合桩的基坑地下水位,确保基坑开挖顺利施工。
第三,有效降低微承压的含水层水头,避免基坑底部出现涌水现象,保证施工过程中,基坑地板处于稳定状态,为框架结构提供施工服务。
降水原理
本工程的基坑出水量包含地下水补给量、储存量,以及大气降水的渗透量,按照本工程场地的地址情况,表面上部含水层、潜水层的透水性较差。所以,应考虑大气降水。计算出基坑出水量,在基坑内预设多个降水井,在降水井内,选择潜水泵实施抽水,利用排水系统将水排出场外,将基坑内地下水位降低到结构底板下,深度为0.5米,以确保顺利开展后续工序施工。
降水井设计
本工程的地下水位与地面距离3m,场地东端头井设置为20m的降水深度,西端头设置为20.4m的降水深度,标准段设置为18.5m的降水深度。计算后得出,基坑出水量是11994m3,设置23个降水井在基坑内,每个井每日可完成70m3的抽水,10日内即可疏干基坑地下水。
首先,井点设计。设置20m的降水井间距,均与布置在基坑范围内,每井点尽可能在钢支撑下设置,避免基坑开挖破坏降水。
其次,井点设计。按照设计要求,在场地标准段设置深井为20.4m的降水井,则端头井为22.3m的井深,704mm的井径,将φ400/ φ300水泥砾石滤水管在全孔下方,选择井口连接井管,井管节长为1m,选择110g/m2 无纺布包裹滤水管,选择φ5m滤料回填在井深范围内。
降水施工工艺
首先,定孔位。按照降水井的井位布置,进行测放井位,若地面障碍物、施工条件影响了布设井点,可适当调整现场。
其次,成孔。确定井位后,将钻机就位,钻头与空位中心对准,开展钻井。待成孔后,在孔内进行自然造浆,钻井时,控制好泥浆密度,大约为1.13左右,若停工、提升钻具,应在孔内压满泥浆,避免孔壁出现坍塌。
第三,清孔换浆。当钻孔钻进到标准标高时,提钻前,把钻杆提到离孔低的0.45m处,再行冲孔,将孔内污物清除干净,孔内泥浆密度调整至1.09,直到返出泥浆无泥块。
第四,下井。选择φ400mm水泥砾石管作为井管,带管子进场,严格检查过滤器有无缝隙,是否达到设计标准。在下管前,测定孔深,如孔深达到设计标准,方可下井管。在管底的槽内将事先准备的井底座绑牢。选择钢丝将底座兜住,平稳的放入至孔内。为确保管身整体性,选择8号铁丝、竹板绑扎并牢固,在下管过程中,始终保持管身处于垂直居中状态。
第五,填滤料。在填滤料之前,将钻杆下入至井管内,直到孔底0.35~0.45mm,由钻杆内泵传输泥浆,进行边冲孔边,边调节泥浆,使孔内泥浆有滤水管外的孔壁、井管呈环状间隙返浆,调整孔内泥浆密度,逐渐调整至1.04,接着根据井构造设计标准进行填滤料。井滤料由井口丝状向周围均匀回填,避免挤偏井管。
第六,洗井。可采用污水泵抽水、活塞等洗井法,本工程选择污水泵抽水洗井。填完涂料后,污水泵下入至井内,再行抽除泥浆,然后污水泵作用于井周边地下水,下向境内渗入,即可使污水泵不断在抽水,泥浆也可代替清水,使洗井工序完成。
第七,下泵试抽。成井结束后,将潜水泵及时下入至降水井内,预设地面电缆、排水管道,设置管道系统和电缆时,防止抽水时不受到吊车、挖掘机等器械的辗压而破坏。所以,现场要标识这些设备,安装排水系统、抽水完成后,再行试抽水。
第八,降水运行。在基坑开挖前的15日开展降水,必须及时降低基坑降水位,在降水前,对各井口、地面的静水位和地面标高进行测定,接着开始试运行,检测抽水设备是否完好,排水系统、抽水是否能达到降水要求。在降水运行时,加强各井水位观测,掌握含水层的承压水头变化,加强地面沉降监测,防止由于降水,导致周围环境出现地面沉降。
8.降水运行
五.井点降水常见问题、预防措施及处理方法
首先,地下水位无法下降。井泵排水能力较强,但井出水量较少。主要有三个原因:其一,洗井质量较差,砂滤层含有过高的泥量,在孔壁附近的土层,钻孔时,遗留有泥浆,并未除干净,导致地下水沿着井内渗透,引起通道不畅,对单井集水能力造成影响。处理方法:对洗井工序进行严格把关,景观四周灌料后,给予立即洗井,加强监督、管理,有效提高洗井的质量。其二,未根据土层实际需求选择滤料、滤网规格。处理方法:设置旅馆在疏干含水层内,按照憾事土层的土质颗粒,选择合格的滤料、滤网。其三,垂直度、井径、井深不能达到要求,井内遗留较多的沉淀物。处理方法:调换水泵、安装水泵之前,测量井底沉淀物厚度、井孔实际深度。若沉淀物过后、井深不足,需重新冲洗井孔,将沉渣排除。
其次,地下水位降深不足。主要有两个原因:其一,基坑局部地段的井点根数不足,处理方法:按照实际水文地质资料计算降水范围总涌水量、抽水时所需过滤部分总长度、井点根数、间距,复核井点过滤部分长度、井点根数、间距。在降水深度不够的部位增设井点根数。其二,井泵型号选用不当,井点排水能力太低,处理方法:选择井泵时应考虑到满足不同降水阶段的涌水量和降深要求。在单井最大集水能力的许可范围内,更换排水能力较大的井泵。
结语
堵截地下水在城市中心区建筑密集的地区开挖基坑,降水时还要考虑对周围环境的影响。当因降水造成的土体固结下沉,会危及地上建筑物安全与使用时,宜采用截水的方法来控制地下水。目前,国内外对地下水进行堵截的方法主要有防渗垂直帷幕法、防渗水平帷幕法、钢板桩、地下连续墙、稀浆槽、夹心墙及冻结法等。
参考文献
[1] 王翠英,殷坤龙,王家阳等.建筑工程基坑降水设计方案优化的探讨[J].施工技术,2005,34(1):15-17.
[2] 丁天.建筑工程深基坑降水及支护方案设计——以兰州大学第一医院綜合内科楼工程为例[J].建筑,2011,(16):65-66.
[3] 崔日林.浅析建筑工程基坑降水技术[J].城市建设,2012,(32).
[4] 岳秀菊,岳智勇.建筑工程中深基坑降水技术研究[J].中国高新技术企业,2009,(10):57-58.
[5] 李友龙,董洪信,赵中省等.建筑工程深基坑降水方案设计——以江苏省徐塘电厂为例[J].地质学刊,2011,35(1):78-81.
关键词:建筑工程;基坑降水
中图分类号: TU198文献标识码:A 文章编号:
某工程处于施工阶段,其主体围护为咬合桩,在施工时,紧接着有工程桩基础、抗拔桩、框架砼施工、土方开挖、钢支撑、基坑降水等工序,本论文主要研究工序的基坑降水。笔者结合自身多年的从业经验,对基坑降水技术进行探讨分析。
降水目的
本工程实施基坑降水,主要有以下三个目的:
首先,通过降水,将开挖土层内的地下水及时疏干,使其可以压缩、固结,进而提高土层抗力,避免开挖土层土体出现隆起现象,为开挖提供保障。
其次,基坑已进行开挖施工,通过降水,降低咬合桩的基坑地下水位,确保基坑开挖顺利施工。
第三,有效降低微承压的含水层水头,避免基坑底部出现涌水现象,保证施工过程中,基坑地板处于稳定状态,为框架结构提供施工服务。
降水原理
本工程的基坑出水量包含地下水补给量、储存量,以及大气降水的渗透量,按照本工程场地的地址情况,表面上部含水层、潜水层的透水性较差。所以,应考虑大气降水。计算出基坑出水量,在基坑内预设多个降水井,在降水井内,选择潜水泵实施抽水,利用排水系统将水排出场外,将基坑内地下水位降低到结构底板下,深度为0.5米,以确保顺利开展后续工序施工。
降水井设计
本工程的地下水位与地面距离3m,场地东端头井设置为20m的降水深度,西端头设置为20.4m的降水深度,标准段设置为18.5m的降水深度。计算后得出,基坑出水量是11994m3,设置23个降水井在基坑内,每个井每日可完成70m3的抽水,10日内即可疏干基坑地下水。
首先,井点设计。设置20m的降水井间距,均与布置在基坑范围内,每井点尽可能在钢支撑下设置,避免基坑开挖破坏降水。
其次,井点设计。按照设计要求,在场地标准段设置深井为20.4m的降水井,则端头井为22.3m的井深,704mm的井径,将φ400/ φ300水泥砾石滤水管在全孔下方,选择井口连接井管,井管节长为1m,选择110g/m2 无纺布包裹滤水管,选择φ5m滤料回填在井深范围内。
降水施工工艺
首先,定孔位。按照降水井的井位布置,进行测放井位,若地面障碍物、施工条件影响了布设井点,可适当调整现场。
其次,成孔。确定井位后,将钻机就位,钻头与空位中心对准,开展钻井。待成孔后,在孔内进行自然造浆,钻井时,控制好泥浆密度,大约为1.13左右,若停工、提升钻具,应在孔内压满泥浆,避免孔壁出现坍塌。
第三,清孔换浆。当钻孔钻进到标准标高时,提钻前,把钻杆提到离孔低的0.45m处,再行冲孔,将孔内污物清除干净,孔内泥浆密度调整至1.09,直到返出泥浆无泥块。
第四,下井。选择φ400mm水泥砾石管作为井管,带管子进场,严格检查过滤器有无缝隙,是否达到设计标准。在下管前,测定孔深,如孔深达到设计标准,方可下井管。在管底的槽内将事先准备的井底座绑牢。选择钢丝将底座兜住,平稳的放入至孔内。为确保管身整体性,选择8号铁丝、竹板绑扎并牢固,在下管过程中,始终保持管身处于垂直居中状态。
第五,填滤料。在填滤料之前,将钻杆下入至井管内,直到孔底0.35~0.45mm,由钻杆内泵传输泥浆,进行边冲孔边,边调节泥浆,使孔内泥浆有滤水管外的孔壁、井管呈环状间隙返浆,调整孔内泥浆密度,逐渐调整至1.04,接着根据井构造设计标准进行填滤料。井滤料由井口丝状向周围均匀回填,避免挤偏井管。
第六,洗井。可采用污水泵抽水、活塞等洗井法,本工程选择污水泵抽水洗井。填完涂料后,污水泵下入至井内,再行抽除泥浆,然后污水泵作用于井周边地下水,下向境内渗入,即可使污水泵不断在抽水,泥浆也可代替清水,使洗井工序完成。
第七,下泵试抽。成井结束后,将潜水泵及时下入至降水井内,预设地面电缆、排水管道,设置管道系统和电缆时,防止抽水时不受到吊车、挖掘机等器械的辗压而破坏。所以,现场要标识这些设备,安装排水系统、抽水完成后,再行试抽水。
第八,降水运行。在基坑开挖前的15日开展降水,必须及时降低基坑降水位,在降水前,对各井口、地面的静水位和地面标高进行测定,接着开始试运行,检测抽水设备是否完好,排水系统、抽水是否能达到降水要求。在降水运行时,加强各井水位观测,掌握含水层的承压水头变化,加强地面沉降监测,防止由于降水,导致周围环境出现地面沉降。
8.降水运行
五.井点降水常见问题、预防措施及处理方法
首先,地下水位无法下降。井泵排水能力较强,但井出水量较少。主要有三个原因:其一,洗井质量较差,砂滤层含有过高的泥量,在孔壁附近的土层,钻孔时,遗留有泥浆,并未除干净,导致地下水沿着井内渗透,引起通道不畅,对单井集水能力造成影响。处理方法:对洗井工序进行严格把关,景观四周灌料后,给予立即洗井,加强监督、管理,有效提高洗井的质量。其二,未根据土层实际需求选择滤料、滤网规格。处理方法:设置旅馆在疏干含水层内,按照憾事土层的土质颗粒,选择合格的滤料、滤网。其三,垂直度、井径、井深不能达到要求,井内遗留较多的沉淀物。处理方法:调换水泵、安装水泵之前,测量井底沉淀物厚度、井孔实际深度。若沉淀物过后、井深不足,需重新冲洗井孔,将沉渣排除。
其次,地下水位降深不足。主要有两个原因:其一,基坑局部地段的井点根数不足,处理方法:按照实际水文地质资料计算降水范围总涌水量、抽水时所需过滤部分总长度、井点根数、间距,复核井点过滤部分长度、井点根数、间距。在降水深度不够的部位增设井点根数。其二,井泵型号选用不当,井点排水能力太低,处理方法:选择井泵时应考虑到满足不同降水阶段的涌水量和降深要求。在单井最大集水能力的许可范围内,更换排水能力较大的井泵。
结语
堵截地下水在城市中心区建筑密集的地区开挖基坑,降水时还要考虑对周围环境的影响。当因降水造成的土体固结下沉,会危及地上建筑物安全与使用时,宜采用截水的方法来控制地下水。目前,国内外对地下水进行堵截的方法主要有防渗垂直帷幕法、防渗水平帷幕法、钢板桩、地下连续墙、稀浆槽、夹心墙及冻结法等。
参考文献
[1] 王翠英,殷坤龙,王家阳等.建筑工程基坑降水设计方案优化的探讨[J].施工技术,2005,34(1):15-17.
[2] 丁天.建筑工程深基坑降水及支护方案设计——以兰州大学第一医院綜合内科楼工程为例[J].建筑,2011,(16):65-66.
[3] 崔日林.浅析建筑工程基坑降水技术[J].城市建设,2012,(32).
[4] 岳秀菊,岳智勇.建筑工程中深基坑降水技术研究[J].中国高新技术企业,2009,(10):57-58.
[5] 李友龙,董洪信,赵中省等.建筑工程深基坑降水方案设计——以江苏省徐塘电厂为例[J].地质学刊,2011,35(1):78-81.