基坑降水的施工技术探讨

   高层建筑和地下工程的构筑物中,几乎每年都有因流砂、管涌、坑底失稳、坑壁坍塌等引起的工程事故,造成周围地下管线和建筑物不同程度的损坏。因此在基坑工程中通常须降低地下水水位,以保证工程施工的顺利进行。本文主结合某建筑工程的基坑施工案例,对该深基坑的降水施工技术做了探讨和阐述。
   关键词建筑工程;深基坑;降水施工
   Abstract The high-rise buildings and underground engineering structures, almost every year due to sand flow, piping, instability Bottom Pit collapse caused by engineering accidents, caused by damage to the surrounding underground pipelines and buildings, to varying degrees. Foundation pit is usually necessary to lower the groundwater level, in order to ensure the smooth construction. In this paper, combined with a construction pit construction case, the deep foundation pit dewatering construction techniques are discussed and elaborated.
  Keywords construction; deep foundation; precipitation Construction中图分类号 TU46+3 文献标识码A文章编号
  
  1 建筑工程基坑降水方法分析
   降水方法是指采用各类井点降低地下水位的方法。目前常见的有明沟加集水井排降法、轻型井点法、喷射井点法、管井井点法、深井井点法等。
   明沟排水是在基坑内设置排水沟和集水井,用抽水机械直接将地下水从集水井内排出,以达到疏干基坑内地下水的目的。轻型井点抽水是利用真空原理,使土中的水分和空气受真空吸力作用而产生水气混合液,由管路系统向上被吸入到水气分离器中。空气从分离器上部真空排出,而水经离心泵由水管排出。
   轻型井点是国内外应用较广的一种降水方法,它比其他井点系统施工简单、安全、经济,特别适用于基坑面积不大,降低水位不深的场合。轻型井点适用的土层渗透系数偏小时,需采用在井点管顶部用粘土封顶和保证井点系统各连结部位的气密性等措施,以提高整个井点系统的真空度,才能达到良好的降水效果。轻型井点系统在平面上可布置成单排、双排、环状等形式,具体应根据降水求及基坑形状来确定。
   喷射井点是采用高压水泵将压力工作水经水管压入井点内外之间形成空间,并经过喷射器两边的侧孔流向喷嘴。由于喷嘴截面的突然变小,喷射水流加快(一般流速达30m/s以上),这股高速水流喷射之后,在喷嘴射出的水柱周围形成负压,从而将地下水和土中空气吸入并带至混合室。其主优点是降水深度大,但由于需双层井点管,喷射器设在井孔底部,有二根总管与各井点管相连,地面管网敷设复杂,工作效率低,管理困难。
   管井井点降水方法是利用钻孔成井,围绕开挖的基坑每隔20~50m设置一管井,每个管井单独用一台水泵(离心泵或潜水泵)进行抽取地下水,以达到降低地下水位的方法。管井井点适用于用轻型井点不易解决的、一般用于渗透系数大于0.1,地下水丰富的砂土、砂质土、粉土与碎石土等土层。管井井点具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点,可代替多组轻型井点作用。
   当降水深度很大、管井深度大于15m,在管井内用一般的水泵不能满足时,可改用特制的深并泵。即深井井点降水法。深井井点适用于水量大、降水深的场合,当土粒较粗、渗透系数很大,而透水层厚度也大时,此时采用深井井点较为适宜。其优点是降水的深度大、范围也大,因此可布置在基坑施工范围以外,使其排水时的降落曲线达到基坑之下。
  2 建筑基坑施工技术应用分析
   2.1 工程概况
   某办公住宅综合楼工程位于市区中心地带,框架剪力墙结构,地上33层,地下3层,总建筑面积为40712m2。基坑开挖深度为12.0m,电梯井部位的基坑开挖深度为13.5m。工程
   所在地的地下水位标高为-5.6m,地下水比较丰富,该承压水接受相邻同一含水层补给,与河水有力水联系,水量大,其水头高度受邕江水位影响,洪水期间水位上升2-5m,枯水季节水位会下降1-3m。
   2.2 基坑降水主施工技术
   (1)前期准备工作
   根据井点系统的设计计算,轻型井点降水设备采用4台型号为2BL-6型的JSJ60射流泵,排水量25m3/h。井点立管为直径38的钢管,长度为8.5m。井点管的底段1.5m位置是滤管,连接管用直径38的橡皮管,部分连接管用塑料透明管作观察管;集水管用100mm的钢管分节连接,每节为4.5m,每根立管间距为1.4-1.8m。
   (2)井点管安装施工
   因工程上部有约3.5m厚的杂填土,不便冲孔,为防止在冲孔过程中冲孔用水四溢,根据基坑开挖坡顶线位置在坡顶线外50cm左右处开挖沟槽,沟槽深1.0m(至粉煤灰层);根据现场土质情况,井点管埋设采用水冲法。其具体的施工工艺方法是用高压水冲刷土体,用冲管拢动土体助冲,将土层冲成圆孔后埋设井点管(6.0m和4.5m井点管间隔布置)。在冲击过程中不断摇动冲水管,使成孔直径达到300~350mm,保证管臂与井点管之间有一定空隙,以便于填充砂石。为了达到井点管抽水切断外围水进入基坑内部,井点管应埋设至粉质粘土或淤泥质粉质粘土上部,结合地质勘察报告与冲击的难易程度确保达到求深度。
   总管设在井点管外侧50cm处,铺前先挖沟槽,并将槽底整平,将配好的管子逐根放入沟内,在端头法兰穿上螺栓,垫上橡胶密封圈,然后拧紧法兰螺栓,总管端部,用法兰封牢。井点管埋设完毕后,应连接总管与抽水设备,接头严密,并进行试抽水,检查有无漏气、淤塞、出水是否正常等异常情况。同时,现场需内存少量的粗砂,以防有死井。
   而再次冲孔安装井点管。冲洗井点管实验,将直径15-30mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗,直到流出清水为止。
   (3)管路安装
   井点总管铺好后,用吸水胶管将井点管与总管连接,并用8号铁丝绑牢,然后与抽水设备连通,接通电源,即可进行试抽水,检查有无漏气、淤塞情况,出水是否正常,主管路的流水坡度应尽可能地坡向射流真空泵。检查管路检查集水管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象。如有异常情况,应检修后方可使用。如压力表读数在0.15-0.20MPa,真空度在93.3kPa以上,表明各连接系统无问题,即可投入正常使用。
   (4)井点降水施工
   一套轻型井点管安装完毕后进行试抽水,井点使用时,应保持连续不断抽水,当试抽运转一切正常后,可以投入正常抽水作业。开机一周后形成地下降水漏斗,并趋向稳定。
   2.3 质量控制措施
   (1)严格密封降水井井管.保证真空管路系统在土方开挖前真空度达到0.06Mpa以上,土方开挖过程中,真空度会有所下降,但须控制在0.03MPa以上。
   (2)降水井随着基坑开挖,暴露井管随时割除封堵。为方便挖掘机住基坑内作业,井管随着土方开挖而分段割除,并用粘土回填密实,保证有足够抽水能力的真空度。
   (3)基坑开挖阶段根据基坑不同部位在不同开挖深度分别计算需降低承压含水层的承压水水头高度。由基坑底板的稳定条件基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力,计算得基坑开挖阶段承压水位需降低值根据计算,在基坑的不同部位开挖到危险深度时,应开启相应部位的降压井进行抽水,并及时观测相邻部位停抽井的实测水位深度来调整是否需增开相邻部位的降压井。
   (4)主体结构施工阶段上体结构底板混凝土浇筑完成并达到相应强度后,底板与地下墙连成整体共同作用,其抗剪强度和抗弯强度经验算能够满足大于下伏承压水项托力的求,故主体底板浇筑完成并达到相应强度后可停止降承压水。
  3 结语
   在建筑工程施工之前,首先就是根据工程的地质条件严格对基坑的降水数据进行计算,按照降水井的设计和布置,对降水井的井深严格的控制,并在降水运行的过程中按照求进行对降水位的观察和对周围建筑物的观察。若是没有发现异常的情况,就能够有力的保证地下室施工工程顺利的进行。保证工程基础结构施工的质量良好,周围的建筑物并没有发现沉淀的现象。通过科学的原理对降水井的施工进行严格的控制,在降水的过程中及时的进行检测。
  
  参考文献
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   3.黄伟强.简析深大基坑降水施工的探讨.四川建材.2009(6)