深基坑岩溶裂隙水降水方法研究
摘要:随着城镇化的加剧,以及人口增多、土地资源减少的影响,高层建筑在城镇建设中占据着主体。
随之而来的深基坑处理问题也凸显出来,含量水大的土层在很大程度上影响了建筑物的基础防水基础。
本文在分析深基坑和岩溶裂隙水特性的基础上介绍了几种岩溶裂隙水降水的方法,以求促进高层建筑施工中基坑降水技术的完善和工程的顺利开展。
关键词:深基坑岩溶裂隙水降水
1 深基坑的特性分析及进行降水处理的必要性
在高层建筑施工过程中,其基础工程施工部分一般是比较复杂的,受到周围环境的限制比较大,而且大多数位于市政管线、通讯电缆的密集之地,这些因素都会影响基坑工程的顺利进行。
尤其有些城市的建筑基础是软土地基,这种地理条件导致了建筑基础的不稳定性,更容易发生塌陷的现象。
在高层建筑中,有时会发生因流砂、坑底失稳、管涌、坑壁坍塌等引起的工程事故,从而造成周围地下管线和建筑物不同程度的损坏。
因此,在建筑施工基坑施工阶段要降低地下水的水位,以确保工程施工的顺利进行和建筑物的安全。
基坑工程的设计及施工环节都具备一定的复杂性和艰巨性。
在开挖环节中主要表现在较高的造价和较长的施工周期,这两个因素不仅会导致基坑工程的施工成本提高,甚至会延误整个建筑工程的工期顺利完成。
为了最大限度地减轻不利因素的影响,我们在设计和施工环节都会慎之又慎。
为了保证建筑地基的牢固性,确保基坑底板的稳定,防止周边土体的松动,避免出现开挖面的土体隆起、基坑底部涌水的现象,必须采取必要的措施确保提升基坑土层地耐力。
此外,基坑开挖必须先降水,在施工中要针对开建建筑当地的地质特征优选基坑降水方案,并且严密观测地表沉降,对地下水进行控制。
地下水下降会造成水下土层的压缩固结,并伴随附加的地面沉降。
实践证明沉降量随距降水点距离的增加而减少,并在距离降水点一定距离内为明显影响地带。
2 岩溶裂隙水的特征分析
岩溶裂隙水是存在于裂隙占主导的岩石中的地下水。
岩石裂隙空间是裂隙水储存和运动的场所,所以裂隙的类型、性质和发育程度等直接影响裂隙水的埋藏、
分布于运动规律。
裂隙水的分布呈层状、脉状或带状。
其中,在裂隙发育均匀、开张型和连通性较好、充填物少的岩层中,裂隙水呈层状分布,这种分布形式具有很好的水利联系和统一的地下水面;在裂隙发育不均匀、连通性差、局部有裂隙分布的地段,裂隙水呈脉状分布,形成了含水裂隙体系。
同一岩层中的各含水裂隙体系之间水力联系较差,往往没有统一的地下水面。
裂隙水主要分布在基岩山区、平原地区埋藏于松散沉积物之下的基岩中,地表很少显露。
3 深基坑岩溶裂隙水降水的方法
基坑降水即是指采用各类井点降低地下水位。
在一般的建筑工程中常用的深基坑岩溶裂隙水降水方法有以下几种:
(1)明沟加集水井排降法。
明沟加集水井排降法是在深基坑的两侧或者四周挖置排水明沟,在坑基四角或每隔30-40米设置集水井,使基坑渗出的岩溶裂隙水通过排水明沟汇集于集水井内,然后再用水泵将地下水排出基坑外。
具体实施方法如下:
在换填外边线外用挖掘机挖掘集水坑达到地下8米,然后沿换填外边线以外开挖宽为0.5米,深为0.5米的排水沟,坡度面向集水坑,集水坑内放适宜大小的污水泵(一般为3寸型号)进行不间断抽水,同时要进行换填层的开挖。
待水位下降后,再次用小挖机将集水坑深挖至地下9.5米,此时要人工配合放置井圈,井圈上至少要钻不少于12个直径为8毫米的孔,与此同时也要用污水泵不断抽水。
此时应该注意的是:井圈必须在换填开挖线以外,并且井圈要高出换填层顶标高0.5米。
在整个操作中一边开挖换填层和开挖集水坑,一边要进行不间断的抽水。
(2)轻型井点法。
轻型井点法是沿基坑四周或一侧将直径教细的井管沉入深于基底的含水层内,井管上不与总管连接。
通过总管利用抽水泵将地下水从井管内不断抽出裂隙水,使原有的地下水位降低到基底以下。
其具体实施方法简要介绍如下:
沿深基坑四周每隔一定的间距设置井点管,井点管底部再设置滤水管使其插入透水层,滤水管的上部接软管与集水总管(集水总管为直径150的钢管)进行连接,集水总管的周身设置与井点管间距相同的直径40的吸水管口,然后通过
真空吸水泵将集水管内的水抽出。
(3)喷射井点法。
喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水或压缩空气形成水气射流,将地下水经井点外管与内管之间的间隙抽出排走。
喷射井点法所用的主要设备有:喷射井点、高压水泵和管路系统。
本方法设备较简单,排水深度大,可达8~20米,比多层轻型井点降水设备少,基坑土方开挖量少,施工快,费用低。
适用基坑开挖较深、降水深度大于6米、土渗透系数为0.1~20m/d的填土、粉土、黏性土、砂土中使用。
(4)管井井点法
管井井点法适合于在含水层的渗透系数在1.0-200m/d范围内,地下水比较丰富的地区建筑房屋时采用。
该方法的单眼井排水量大、可由浅到深进行动态降水。
这种方法可以应用在各种水文地质条件下,也包括岩溶裂条件,降低的水位深度可以达到3-5米。
管井井点降水法可以大大改善施工操作条件,提高工效,从而加快施工进度,节省工程费用,是我们高层建筑中常被采用的一种降水方法。
该方法的具体工作流程简单介绍如下:首先在坑基开挖前,沿开挖基坑的四周、一侧或两侧埋设一定数量深于基坑的井点滤水管或管井,然后用总管连接或者直接与抽水设备连接从中抽水,从而实现降低水位的目的。
(5)深井井点法
深井井点法具有排水量大、降水深(可达15~5米m)、不受土质限制等优点,特别适用于地下水丰富,基坑深大于10米,基坑占地面积大的建筑工程中的地下降水。
如果在流砂地区和重复挖方地区使用这种方法,效果会更好。
深井井点法的具体工艺为:①首先根据设计的井位及现场实际情况,准确定出各井位置,并做好标记。
②然后采用冲击钻钻成孔,孔径一般为600~800毫米,孔内用泥浆护壁,孔口设置护筒,以防孔口塌方,并在孔的一侧设排泥沟、泥浆坑。
③孔建好后立即清孔,并安装井管。
井管可以下人后,井管的滤管部分应放置在含水层的适当范围内,并在井管与孔壁间填充砾石滤料。
④在安装水泵前,要用压缩空气洗井法清洗滤井,冲除尘渣,直到井管内排出的水由浑变清,达到正常出水量即可。
⑤水泵安装后,对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查,合格后进行试抽水,满足要求后即可转入正常降水工作。
⑥最后要定期观测井中地下水位变化,并作好详细记录。
4 结论
本文主要阐述了各种深基坑降水方法,在实际施工中要针对各自的不同情况,例如当地的地质环境、施工单位自身的技术和经济力量、建筑层数等诸多因素采用适宜的降水方法,在众多降水方法中可以单独使用也可以互相结合采用,取长补短,从而达到最佳的降水效果。
在建筑施工中对深基坑岩溶裂隙水采用适当的降水方法将会很好的保障建筑地基的牢固性,降水环节是整个建筑工程的最基础性环节,关系着建筑物使用者的生命财产安全。
随着科学技术的不断创新和发展,对深基坑岩溶裂隙水降水方法方面的研究也要不断深入,不断创新,从而找到最安全、有效、经济,且科学性强的适用方法。
主要方法:明沟加
参考文献
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