巖土工程師:基坑5大降水方法及8步施工方案
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在地下水位較高的地區(qū)開挖深基坑,由于含水層被切斷,在壓差作用下,地下水必然會(huì)不斷地滲流入基坑。如不進(jìn)行基坑降排水工作,將會(huì)造成基坑浸水,使現(xiàn)場(chǎng)施工條件變差,地基承載力下降,在動(dòng)水壓力作用下還可能引起流砂、管涌和邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象。因此,為確?;邮┕ぐ踩?,需要采取有效的基坑降水方法和降水施工方案。
基坑降水方法
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(jiǎn)單,費(fèi)用低廉的特點(diǎn),在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的最為普遍。在高水位地區(qū)基坑邊坡支護(hù)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(qū),若僅單獨(dú)采用這種方法降水,由于基坑邊坡滲水較多,錨噴網(wǎng)支護(hù)時(shí)使混凝土噴射難度加大(噴不上),有時(shí)加排水管也很難湊效,并且作業(yè)面泥濘不堪阻礙施工操作。因此,這種降水方法一般不單獨(dú)應(yīng)用于高水位地區(qū)基坑邊坡支護(hù)中,但在低水位地區(qū)或土層滲透系數(shù)很小及允許放坡的工程中可單獨(dú)應(yīng)用。
2.輕型井點(diǎn)降水
輕型井點(diǎn)降水(一級(jí)輕型井點(diǎn))是國(guó)內(nèi)應(yīng)用很廣的降水方法,它比其他井點(diǎn)系統(tǒng)施工簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì),特別適用于基坑面積不大,降低水位不深的場(chǎng)合。
該方法降低水位深度一般在3-6m之間,若要求降水深度大于6m,理論上可以采用多級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng),但要求基坑四周外需要足夠的空間,以便于放坡或挖槽,這對(duì)于場(chǎng)地受限的基坑支護(hù)工程一般是不允許的,故常用的是一級(jí)輕型井點(diǎn)系統(tǒng)。
輕型井點(diǎn)適用的土層滲透系數(shù)位0.1-50m/d,當(dāng)土層滲透系數(shù)偏小時(shí),需要采用在井點(diǎn)管頂部用粘土封填和保證井點(diǎn)系統(tǒng)各連接部位的氣密性等措施,以提高整個(gè)井點(diǎn)系統(tǒng)的真空度,才能達(dá)到良好的效果。
3.噴射井點(diǎn)降水
噴射井點(diǎn)系統(tǒng)能在井點(diǎn)底部產(chǎn)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(shù)與輕型井點(diǎn)一樣,一般為0.1-50m/d。但其抽水系統(tǒng)和噴射井管很復(fù)雜,運(yùn)行故障率較高,且能量損耗很大,所需費(fèi)用比其他井點(diǎn)法要高。
4.電滲井點(diǎn)降水
電滲井點(diǎn)適用于滲透系數(shù)很小的細(xì)顆粒土,如粘土、亞粘土、淤泥和淤泥質(zhì)粘土等。這些土的滲透系數(shù)小于0.1m/d,用一般井點(diǎn)很難達(dá)到降水目的。利用電滲現(xiàn)象能有效地把細(xì)粒土中的水抽吸排出。
它需要與輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合應(yīng)用,其降低水位深度決定于輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)。在電滲井點(diǎn)降水過程中,應(yīng)對(duì)電壓、電流密度和耗電量等進(jìn)行量測(cè)和必要的調(diào)整,并做好記錄,因此比較繁瑣。
5.管井井點(diǎn)降水
管井井點(diǎn)適用于滲透系數(shù)大的砂礫層,地下水豐富的地層,以及輕型井點(diǎn)不易解決的場(chǎng)合。每口管井出水流量可達(dá)到50-100m3/h,土的滲透系數(shù)在20-200m/d范圍內(nèi),降低地下水位深度約3-5m。這種方法一般用于潛水層降水。
降水施工方案
1.定井位:
根據(jù)降水設(shè)計(jì)方案提供的井位圖、地下管線分布圖及甲方提供的坐標(biāo)控制點(diǎn),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(diào)整井位時(shí),應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。為保證安全,定井位后應(yīng)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(yīng)和鉆孔鋼護(hù)筒相近(稍大一點(diǎn)),深度必須以挖(或釬探)到地層原狀土為準(zhǔn)。
2.埋設(shè)護(hù)筒:
為避免鉆進(jìn)過程中循環(huán)水流將孔口回填土沖塌,鉆孔前必須埋設(shè)鋼護(hù)筒。護(hù)筒外徑1.0m,深度視地層情況而定。在護(hù)筒上口設(shè)進(jìn)水口,并用粘土將護(hù)筒外側(cè)填實(shí)。護(hù)筒必須安放平整,護(hù)筒中心即為降水井中心點(diǎn)。
3.鉆機(jī)就位、調(diào)整:
鉆機(jī)就位時(shí)需調(diào)整鉆機(jī)的平整度和鉆塔的垂直度,對(duì)位后用機(jī)臺(tái)木墊實(shí),以保證鉆機(jī)安放平穩(wěn)。鉆機(jī)對(duì)位偏差應(yīng)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(diào)制泥漿,采用清水水壓平衡法進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)成孔,用抽筒抽取巖芯鉆進(jìn),施工時(shí)應(yīng)保證孔內(nèi)水面高度與孔口平,防止塌孔事故發(fā)生。若鉆進(jìn)過程中通過易塌孔的流砂層或泥漿漏失嚴(yán)重的地層時(shí),可采用少投粘土 增大孔內(nèi)泥漿濃度,防止塌孔。
當(dāng)遇有隔水粘土層時(shí),為了防止沖擊成孔時(shí)在孔壁形成泥皮,影響水井出水量,在成孔后要進(jìn)行二次擴(kuò)孔,擴(kuò)孔直徑比設(shè)計(jì)直徑大50-100mm。
5.換漿:
鉆孔至設(shè)計(jì)深度以下0.5m左右,將鉆具提出孔外,然后用清水繼續(xù)正循環(huán)操作替換泥漿,直到泥漿粘度小于20秒為止,泥漿置換時(shí)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(nèi),確保洗井質(zhì)量和降水井的出水量。
6.下管:
下管前應(yīng)檢查井管是否已按設(shè)計(jì)要求包纏尼龍紗網(wǎng);無砂水泥管接口處要用塑料布包嚴(yán),鋼筋濾水管上下段焊接時(shí),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(yán)實(shí)。
7.填濾料:
填料必須采用動(dòng)水填礫法從井四周均勻緩慢填入,避免造成孔內(nèi)架橋現(xiàn)象,洗井后若發(fā)現(xiàn)濾料下沉應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充濾料,填料高度必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。
8.洗井:
采用壓風(fēng)機(jī)洗井,若井內(nèi)沉沒比不夠時(shí)應(yīng)注入清水,洗井必須洗到水清砂凈為止。
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