深基坑工程地下水控制及施工技术论文_魏小溪

深基坑工程地下水控制及施工技术论文_魏小溪

天津三建建筑工程有限公司 天津市 300170

摘要:深基坑工程中,地下水的危害较大,应在施工中采取必要的措施加以处理。降水是深基坑地下水处理最直接有效的方法之一,在很多工程中得到了成功的应用。

关键词:深基坑;地下水;施工技术

引言

随着城市化进程,高层建筑的大量出现,地铁工程及地下人防工程的需要,建筑中深基坑工程十分普遍,我国沿海及南方大多数地区由于基坑开挖深度普遍低于地下水位,基坑工程中对地下水的控制变得尤为重要。

一、地下水对深基坑工程的影响

1、地下水的基本类型

在我国南方大多数地区,地层呈现典型的上部黏土层和下部砂砾层的二元结构,黏土层中的为上层滞水和潜水,存在于砂砾层中的为承压水。

(1)上层滞水

上层滞水属于深基坑中地下水的第一含水层,与区域地下水及邻近地表水体均无水力联系。一般处于上部松散地层的包气带中,透水性较差,无统一水面。涌水量小且随季节和含水层性质的变化而有较大变化。上层滞水主要靠降雨、周边供水管道漏水、周边电(光)缆沟或废弃箱涵中的废水补给。

(2)承压水

承压水是充满两个隔水层之间的含水层中的地下水.与附近的河流或湖泊可能有水力联系,水量由含水层构造的性质、含水层的渗透性等决定,水头相对稳定,一般不受当地气候因素的影响。承压水由于其埋深大、水头高、水量大等原因,对深基坑施工和地下室施工危害较大,治理因难。

2、地下水对深基坑的影响分析

在深基坑工程中。若对地下水处理不当,可能导致出现险情甚至事故。主要有:①地下水渗透引起的基坑开裂坍塌;②基坑突涌导致基坑底土开裂出现管涌;③暴雨袭击中基坑长期受雨水浸泡引起地基土强度降低;④基坑周围水管破裂漏水渗入基坑,引起岩土的力学性质发生改变;⑤降低地下水位引起的地面沉降及周围建筑物倾斜开裂。引起的事故原因主要包括有设计和施工两个方面:①由于设计人员对水文地质的原理理解不透彻,对地下水的埋藏、排泄条件、补给路径研究不够,对开挖前后水文地质的变化及地下水的运动规律重视不足等,可能出现桩间距设计的过大。止水帷幕设计的深度、厚度不够,降水深度不足、止水措施不切合实际等;②施工单位不按设计要求施工,出现止水帷幕施工质量差,达不到止水效果、注浆工艺不完整、压力不够.使桩与桩之间不能连接密封等。

二、深基坑地下水的控制方法

1、降水

降水的方法有集水明排和井点降水两类。集水明排属于重力降水。它是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水明沟,并每隔一定距离设置集水井,使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井,然后用水泵将水排出坑外。这种方法的缺点是地下水沿边坡面或坡脚向坑底渗出,使坑底软化或泥泞。优点是施工方便。井点降水是应用最广泛的降水方法。主要是将带有滤管的降水工具沉设到基坑四周的土中,利用各种抽水工具在不扰动土颗粒结构的情况下将水抽出,使地下水位降到坑底以下,保证基坑开挖,其优点是防止坑底隆起,增加边坡稳定、避免流沙现象;改善基坑的沙土特性加速土的固结。

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2、截水

深基坑工程的截水常采用的是设截水帷幕,它是在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁的办法。截水帷幕的类型有水泥搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、地下连续墙等,它们的作用往往不只是为了挡水同时常常作为基坑的支护结构来挡土。截水后,基坑内的水量水压较大时,可在基坑内用井点降水。这样既有利于保护周边环境,同时又使坑内一定深度的土层疏干并排水固结,改善了施工作业条件,也有利于支护结构及基底的稳定。

3、回灌

降水对周围建(构)筑物等的影响是由于周围地下水流失造成的,因此当基坑周围建筑物或地下管线需要保护且坑外水位降低过多时,宜采用回灌措施控制地下水位的变化。回灌措施包括回灌井点,回灌砂井、回灌砂沟等。

4、排水

解决上部土层滞水与降雨积水的疏排。土层滞水常用截水沟一集水井的方式明排水;对于降雨积水则应在雨后作好及时的疏排,特别是在基坑边已发现裂缝的情况下,防止雨水回灌,裂缝进一步发育,最终导致地面坍塌,基至基坑整体失稳。雨季中正在开挖的深大基坑,应采取防汛抢险措施,防止基坑被淹。施工中常有浇注钢筋凝土挡水墙来隔断主要人水通道的措施;同时要尽量将坑内的水排出去,设置专用的走水管道或通路,包括坑边的截水沟或大口径的水管,并引人下水通道或指定地点。

三、深基坑工程地下水控制的处理方法

由于地下水的存在对深基坑施工有较大的负面影响,因而现阶段在施工期间,通常需要将施工环境维持在一个相对较为干燥的环境当中。对地下水的控制施工技术主要包括以下几种:

(1)集水井的控制技术。当深基坑上部存在含水层时,应对含水层的含水量以及围岩情况等进行详细勘察。当含水层存在的时间相对较长、水体较小,而其围岩的硬度高、密度大、不易渗透时,则可不采取排水措施,但应对其水体以及围岩的变化进行密切观察。而当含水层的形成时间较短、水体较大,而其围岩的硬度较低、粒子密度较小、渗透明显时,则应采取集水井的方式,对其水体进行排出,保障深基坑的施工安全。

(2)潜水水体的控制技术。根据资料显示,潜水水体通常存在于粉砂层当中,因此其渗透性相对较强,对深基坑的施工有着一定程度的影响。通常采用多点浅井或者帷幕注浆法进行排水隔水。在采用帷幕注浆法进行隔水时,其帷幕的高度应根据实际施工而定,既可选择达到深层隔水岩层当中,也可选择帷幕深度超过深基坑,且保证水体流动不足以对施工产生不良影响。而井点降水则是在施工现场当中,根据设计要求选择单个或者多个井点,对地下水进行排出,使其水位达到低于地表十五米的范围,从而能够有效的避免水体渗透,并能够在一定程度上提高围岩的硬度。

(3)承压水体的控制技术。在处理的过程中,常用的施工技术主要有阻隔水体渗透、降低水体压力以及封底三类。第一,阻隔水体渗透。承压水体由于其水压较大,因而在施工的过程中,其渗透作用明显增强。当深基坑的施工距离承压水体较远时,通常采用连续墙等控制技术,将连续的墙体打过承压水体,并进入硬度以及密度相对较大的岩层当中,从而能够阻碍承压水体与深基坑工程之间的联系,之后再使用排水设备等方式,将承压水体排出。第二,当承压水体的上覆岩层不足以抵御水体压力而对深基坑底部有渗透危险,且由于地质条件等限制不适用阻隔水体的方法时,则需要采用技术手段,将水体的压力降低到安全标准。在降压的过程中,应首先对深基坑底部的岩层情况进行分析,对其承压进行精确的计算,使得水体压力得到释放之后,不足以渗透到深基坑底部。第三,封底技术的使用一般运用搅拌桩进行,常用的搅拌桩有水泥桩、高压旋喷桩等。将其安装到深基坑下部岩层之后,则将会提高岩层的抗剪切强度,从而能够达到抵御承压水体渗透的作用。

结束语

在深基坑工程中,要转变治水原则,在搞清工程地质及水文地质特征的同时。还需研究深基坑工程对地下水环境的潜在影响。要综合考虑两方面的影响因素来确定较为科学的设计施工方案,在保证深基坑工程安全完成的基础上,尽量不能对地下水环境造成破坏。

参考文献

[1]杨丽芝,曲万龙,刘春华.济南城市工程地质条件分区及轨道交通建设适宜性研究[J].水资源与水工程学报,2015,(6):14-15.

[2]邹声杰,汤井田,朱自强.堤防管涌渗漏实时监测技术研究与应用[J].水利水电技术,2016,(1):19-20.

论文作者:魏小溪

论文发表刊物:《防护工程》2017年第5期

论文发表时间:2017/7/8

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