摘要:水利工程建筑物的地基处理和基础施工多低于地面或外水位和地下水位,因此经常受围堰渗水、基坑范围内的降雨和地下水的影响。为了给施工创造一个良好的条件,基坑排水成为水利工程施工中的重要环节,无论何种地基,都必须妥善解决基坑内的排水问题,良好的施工排水,将有利于提高土基的承载能力,保护地基不受破坏,还可以减少开挖工程量,提高岩基和建筑物基础的结合强度,处理不当不仅增加施工困难也降低施工质量,还会给工程的管理运行造成隐患,施工排水和地基地质、开挖程序、开挖深度、地下水和外水位高度,以及施工季节等都有密切关系。
关键词:水利工程;基坑排水;排水技术;注意事项
1地基土质分类
在进行基坑建设之前,我们需要对相关的地质环境进行考察,并将我们的考察结果进行归纳总结,在进行地质考察的过程中我们需要对即将成为地基的土质进行分类,以便于之后基坑工作的开展。地基有强透水、弱透水和不适水之分,因此对排水要求也不同。有条件的工程在动工前可采用挖坑或手摇钻钻探等办法,取得土样,查明地基各部位和不同高程的土质和地下水位等有关资料数据,供基坑开挖时确定边坡和排水准备工作的依据。由于江河湖泊沿岸、基坑土质多不均一,情况难以全部摸清,为此,在开挖过程中要留有余地,根据开挖后的实际情况进行以便临时采取补救措施。
2水利工程基坑排水方案设计
2.1基坑降深要求
由于基坑开挖时必然会出现大量水不断渗流入基坑的情况,为了确保基坑开挖施工安全,基坑四周支护结构稳定,防止出现涌水和流砂,在进行基坑排水方案设计时,必须对基坑排水和基坑四周支护排水施工进行综合考虑,必须确保排出的地下水位在基础桩承台底0.5米以下,并且还应确保开挖的基底必须高出基坑中心线位置降深0.5米以上。
2.2基坑排水方案
基坑排水的方法较多,当前较为常用的主要有管井井点排水和明沟降排水两种。若是所建工程为降排水深度不大的工程,则适宜采用基坑明沟降排水。此外,不同的地质特点及工程降深要求,采用的降排水方法也不同,例如在有些地质特点及工程降深要求上,能同时采用以管井井点降水为主和明沟降排水为辅两种降排水方法,且明沟排水的主要作用为收集基坑内渗出的地下水和施工过程中产生的其他地下水。
3明沟排水技术介绍
水利工程对基坑排水要求不高时我们可以采取明沟排水方案。明沟排水技术的施工过程中,为节省不必要的开支,应当利用其本身的地形条件来自排水,然后其余的渗水通过排水沟集中流入水井中,然后用水泵将这些余水抽到别处利用。明沟排水应当要做好提前准备,只要一有条件,就要马上进行,这样,基坑能时常保证其干燥,从而便于对基坑周围的地质和水文条件进行勘察,为下次排水做好准备。
根据工程的不同情况,可以采取三种形式布置排水沟。针对通常情况,可以将排水沟设计在基坑的周围,将水自高向低用水泵将其引入水井中将其排出;如果地形条件较差而且地下水位较高,基坑需要挖的较深,可以通过其地形的等高线,在相同等高线上层级设置排水沟,引入其对应的水井并将其排出;在地质条件较好地区,基坑不挖那么深,渗水也不严重时,则不用设计那么多排水沟,设计一条或数条排水沟将水引入水井中将其排出。
排水技术要利用地势原理将其由上引致下,所以,排水沟的设计一定要有坡度,在保证工程全面完成的前提下,排水沟的宽度也应当和排水量做到相适应,水井的深度也要能够满足排水量的需求。
4人工截渗降排水技术介绍
水利工程对基坑排水要求相对较高时,明沟排水技术已经无法满足排水要求,这时,我们需采用人工截渗降排水技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆简而言之,人工截渗降排水就是在基坑的周围设置数个排水井或者水管抽水,达到控制基坑渗水的方法
4.1井点法
在此也有两种方法,对于相对小型的水利工程,基坑的深度不是那么深,地下水位也相对较低,这时可采用在基坑周围设置几个井点,用水管将各井点连接成一个系统,用水泵将其抽出,此谓之井点法。井点也可不必只连成一个系统,可以通过三通、五通管等连接,分成几个排水体系,用水泵进行分别抽水。井点的管子可用一般材质的塑料管,通过压水井下塑料管的方式将管子放到井里,花管用纱布包住其外部,管子与井壁之间用粗砂填充空隙作为反滤料。当土壤较为渗水,基坑的范围也较大时,管子应换成钢管,根据不同的图层渗透系数,可采用不同的井点。
4.2井管法
当土壤的渗水系数较高,地下水位降低的要求较高时,可在基坑周围采用冲击钻开凿数个井口,用混凝土滤管置其底,用水泵对每个井口单独进行抽水,在滤水管每隔六米处安放一组扶正器防止滤水管偏位,此种方法谓之井管法。
5开挖排水沟、集水管施工过程中的几点注意事项
(1)排水干沟(又称龙沟)的布置应尽量不干扰施工,需有一定纵坡便于渗水集中,龙沟的断面应根据渗水量和纵坡确定,因此在基坑放样时要考虑因排水需要,把基坑开挖范围适当扩大。
(2)集水井的大小一般相当于所用水泵10-15min的出水量,能加大的要尽量放大,集水井深度需保证水泵工作深度,同时保持排水水面低于基坑工作面30-50cm。
合理选择井径和管径,保证井径和管径间有一定的环状间隙,来充填有效阻砂透水的滤料(环状间隙应考虑不同地层情况)保证水清砂净,在满足需水量的前提下,不要盲目加大管径,否则,既增加了施工难度,又增加了成本。
(3)管井建成后,必须根据抽水实验的结果,选择抽水设备,不可盲目安装大泵,否则使井的出水量超过正常的出水量,因流速过大而引起大量来砂。管井正常抽水时,其水位降深不能超过第一个取水含水层的过滤器,避免过滤管的缠丝因氧化、损坏而造成涌砂。
(4)井管施工一定要在滤水管部位一定要安装扶正器,扶正器一般每5~6m安装一组,每组由4~6片构成,防止滤水管在孔内不居中,偏向一面,从而使该面没有砾料或很少,失去过滤作用,造成涌砂。
(5)经水泵排出基坑的渗水,需引出基坑外的一定距离,防止和减少排出的水重复回到基坑。为了经常保持排水沟畅通,需有专人负责,做好清理和维修工作,洗井方法应根据含水层地层情况、钻进时间、泥浆使用等情况确定,对成孔时间长、泥浆消耗大的井,采用活塞、空压机、提桶、水泵联合洗井,活塞洗井破坏泥皮拉实滤料,空压机振荡洗通水道,排出管内沉淀。
(6)如基坑工作面较大,排水任务重,排水要求高,就必须配备一定数量的备用水泵和动力设备,便于发生故障和降雨后能立即投入使用。有条件的工地可采用电力启动的水泵或潜水泵,但供电要有保证,同时注意用电安全,还要注意出现暴雨或发生特殊情况时,机具设备能及时撤离,以免基坑受淹,造成损失。
结论
综上所述,基坑排水技术的设计,要根据土壤的渗水系数来决定,但是地质条件有其特殊性和变化性,有关的技术测量扔不能完全精准的得出最后结论,从而使目前基坑排水技术工程的设计在技术、经济上不够合理的情况相当普遍。因此对基坑排水技术的设计绝不能含糊,在多次测量和多种数据下仔细得出最后数据,对基坑排水技术的设计更不能打擦边球,为防止突发状况,一定要留有余地,做好配套的预留措施,做到有备无患。
参考文献
[1]孟晓山,孟晓祎.水利工程施工中基坑排水需关注的几个问题[J].科技视界,2017,10:148-149.
[2]孙志超,陈辉.水利工程施工技术研究探讨[J]. 科技致富向导,2018,02:320.
[3]陈智勇;毛琳琳.浅析水利工程基坑排水施工技术[J].中国高新技术企业.2019(22).
[4]黎锦周.深基坑工程施工中存在的问题及技术处理措施[J].广东科技.2018(16).
[5]陈锡清.浅谈基坑工程降排水方案的优化设计[J].福建建设科技.2017(03).
论文作者:郭娴
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/10
标签:基坑论文; 明沟论文; 排水沟论文; 水井论文; 水利工程论文; 地基论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;