摘要:地下水处理是建筑工程基坑施工中必不可少的作业环节,对地下水进行处理可以保护施工环境,可以有效防止坑底失稳、流砂以及坑壁坍塌等情况的发生,另外也可以确保施工稳定性,提高施工的质量及效率,因此研究建筑工程基坑施工中地下水处理是十分必要的。
关键词:建筑工程;基坑施工;地下水;处理方法;技术应用
1基坑施工中地下水的危害
地下水的存在会对建筑工程的整体结构产生一定影响,具体体现在以下两个方面:
1.1软土基坑沉降
引起基坑沉降的原因有三种:一是坑底隆起,使得附近地层发生移动;二是基坑变形,使得支护结构变形,加快了基坑的变形;三是由于两侧存在压力差,导致围护结构进行水平位移。综上所述,地下水对基坑沉降具有重要影响,能够导致坑底土体隆起,进而让围护结构进行位移,导致引发基坑隆起形变,进而引起基坑附近地层移动。基坑形变过程指的就是基坑土里面应力场状态的变化过程,如果有地下水,就会增大坑外附近开挖面下方土里面的压力差。如果软土基坑稳定系数比较小,就会增加基坑沉降程度。受地下水的影响,使得基坑下面的软黏土地基的强度较低,加快了基坑的沉降。
1.2软土基坑形变
对于软土基坑而言,其很容易因自然环境而发生形变。在建筑工程当中,多数都是将场地勘察资料作为工程计算依据。勘查工作的主要内容就是对现场情形进行了解,如果存在失误,就相当于在软土基坑中埋下了事故隐患。具调查表明,多数基坑事故产生的原因都是没有考虑到水环境对基坑的影响。
2建筑工程基坑施工中的地下水处理方法
2.1轻型井点降水法
(1)轻型井点降水法的施工原理。轻型井点降水法又可以成为真空抽水法,它是在真空作用下来进行抽水的,运用这种方法需要两方面的准备,一方面是管路系统,另一方面是抽水设备。管路系统主要是由轻型井点管、过滤管、集水总管、主管、阀门等组成。抽水装置主要有真空水泵和隔膜泵型配套抽水装置。在施工的过程中,在抽水设备的作用下,将井点系统形成一个真空环境,在真空环境的作用下,井点附近的地下水经过砂井,通过过滤器被强行吸入到井点系统内从而使得井点附近的地下水位降低。
(2)轻型井点降水法施工时的注意事项。在地下水位下降之后,地下水位下降的周围的土壤会产生固结,会引起周围地面的沉降,会给周围的建筑物带来一定的影响。所以在施工过程中,为了预防这种现象的产生,最好采用回灌井点的方法,在建筑物的附近设置一排钻孔,在建筑物的地下水面出现下降的情况时,及时的向钻孔内注水,保证建筑物附近的地下水位不会发生变化,以此来防止建筑物沉降现象的出现。
2.2止水法
止水法也是一种比较常见的处理方法,一般来说,在建筑施工工地周围设置止水阀、止水帷幕等止水设备,是可以阻止地下水进人建筑施工基坑的一种有效的办法。就目前的发展形势来看,我国的止水法主要有沉井法、地下连续墙法、灌浆法等。但是在实际的建筑过程中,止水帷幕的效果并不明显,极易导致基坑漏水、倒桩等现象,从而引起工业与民用建筑施工周围的地面班塌、沉降,危害人们的人身安全和财产安全。因此,在施工的过程中,施工人员一定要根据现场的实际情况,采取合适有效的地下水处理方法,促使我国的工业与民用建筑得到更好的发展。
2.3明沟排水法
此法最简单,适用于浅基坑施工中地下水位较浅的情况,特点是解决较小的渗水和雨水累积基坑中的排水方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使用此种方法排水时,注意排水沟要挖在基坑的外围,沿着基坑四周挖排水沟,并根据现场的情况设置排水沟的宽度和深度。使用这种方法在排水过程中,往往操作人员粗心大意,没有及时排水,或者没有注意将排出的水及时排走而发生回灌现象,导致基坑内的水越排越多的情况,造成基坑的浸泡,严重时引起基坑边坡土体塌方。所以,在排降水的工作中要认真、细致,要注意观察排水情况和基坑土体浸泡、沉降、滑移情况,及时采取措施解决。
2.4截水法
此法是针对基坑外的地下水而采取的措施。通常通过截水帷幕来切断基坑外的地下水流入基坑内部。截水帷幕通常用注浆、旋喷法、深层搅拌水泥土桩挡土墙等施工方法在基坑四周构建一层截水帷幕,截水帷幕的厚度和长度要根据基坑壁的土质、渗水量、基坑的深度和基坑等级等因素决定,有时需要辅助施工防护桩或防护墙,让截水帷幕具有足够的支撑力。截水帷幕的渗透系数宜小于1.0×10-6cm/s。截水帷幕分为落底式竖向截水帷幕和悬挂式竖向截水帷幕。当采用前一种方法时,应插入不透水层。当地下含水层渗透性较强、厚度较大时,可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。
3建筑工程基坑施工中降水技术的应用
建筑施工中基坑降水技术是一项系统又复杂的工作,在具体施工应用中要做好现场管理,在明晰施工环境、施工条件与施工要求的基础上合理选用降水技术,以完成施工问题的解决与处理,确保效果最大化,达到降低地下水位、保障施工安全与稳定的目的。
基坑降水技术应用中首先要严防因施工导致的周边管线、路面、建筑物等不均匀沉降,在降水井点管与管线、路面、建筑物之间合理设置回灌井点,利用连续清水做回灌以及时补充地下水避免沉降问题,确保施工降水井点半径范围内始终保持地下水位的稳定,保证周边施工环境的安全。回灌水井的设置作为施工技术要点,其滤管设置长度必须达到标准数值,井壁与井管之间要加设过滤层,考虑到回灌水对管道的锈蚀影响及内含的多重难以溶解的复杂物质,回灌中要注意控制注水压力以保证水量稳定,若工程注水期较长,还要采用涂料加阴极保护的方式配合一定比例的过滤网以减少管网堵塞,另外,还要注意保持回灌水的清洁,做好回灌记录,确保施工的顺利进行。
施工现场技术操作要根据施工条件与环境变化完成针对性处理,比如处理较厚的黏土层时为避免影响降水质量、提升渗水效果要在打孔时利用水枪与套管在井点轴线范围外采取埋设井点管的方式进行成孔,并及时填筑粗砂以形成两排沙庄完成贯通地层上下水,要注意抽水时上层水会在重力与抽水负压作用下导致渗透下漏,因此要及时配合下部抽水方式以解决渗透问题。
抽水过程中要注意检查有无井点淤塞的死井,通过倾听管内水流声、观察管子表面潮湿情况等判断抽水效果,若死井比例超过10%要及时采用高压水做反复冲洗处理以避免影响降水效果。夏季施工中,若遭遇连续暴雨情况,基坑坑壁坍塌、管涌、边坡塌方、流砂、坑内严重积水等问题都会严重干扰施工,要及时采取应急预案以改善施工境况,比如及时清理排水明沟与沉淀池内的淤泥,及时利用各类抽水设备(泥浆泵、水泵、电箱、潜水泵等)将雨水排出坑外,使用塑料薄膜覆盖好边坡以减少塌方流砂等情况,在采取以上应急举措之后可极大的改善施工情况。冬季施工中,要在基坑集水井井点连接总管上面覆盖保温材料以保护管道,防止被冻坏导致影响降水效果。
4结论
总而言之,地下水的存在会给建筑工程施工带来一定的影响,因此必须通过基坑降水技术对地下水进行处理,以防止塌方、流砂、管涌以及坑底失稳等现象的发生,进而确保建筑工程的安全性和稳定性。对于施工人员而言,也要根据施工的实际情况和周边环境合理应用各种基坑降水技术,进而提升建筑施工的质量及效率,以确保施工可以顺利进行。
参考文献:
[1]吴功锦.工业与民用建筑工程基坑施工中的地下水处理方法分析[J].企业科技与发展,2015,17:73-74.
[2]吕天明.基坑施工中的地下水处理及工程应用研究[J].科技展望,2017,2704:110.
论文作者:吴小强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
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