前言
當(dāng)基礎(chǔ)深度在天然地下水位以下時(shí),在基礎(chǔ)施工中常常會(huì)遇到地下水的處理問(wèn)題。一般認(rèn)為,基坑開(kāi)挖要具備以下的必要條件:首先保持基坑干燥狀態(tài),創(chuàng)造有利于施工的環(huán)境;其次是確保邊坡穩(wěn)定,做到安全施工,如果忽視這些必要條件,其后果是嚴(yán)重的。有的基坑積水或土質(zhì)稀軟,工人難以立足,無(wú)法施工;有的出現(xiàn)“流砂現(xiàn)象”導(dǎo)致邊坡塌方,地質(zhì)破壞;有的內(nèi)部基坑土體發(fā)生較大的位移,影響鄰近建筑物的安全。之所以會(huì)出現(xiàn)這些異常情況,都是由地下水引起的。所以,在基坑施工中應(yīng)對(duì)地下水的處理給予應(yīng)有的重視。
一、 地下水的人工處理
地下水的處理有多種可行的方法,從降水方式來(lái)說(shuō)可總分為止水法和排水法兩大類(lèi)。止水法,即通過(guò)有效手段,在基坑周?chē)纬芍顾∧,將地下水止于基坑之外,如沉井法、灌漿法、地下連續(xù)墻等;排水法是將基坑范圍內(nèi)地表水與地下水排除,如明溝排水、井點(diǎn)降水等。
止水法相對(duì)來(lái)說(shuō)成本較高,施工難度較大;井點(diǎn)降水施工簡(jiǎn)便、操作技術(shù)易于掌握,是—種行之有效的現(xiàn)代化施工方法,已廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)井點(diǎn)降水法作一簡(jiǎn)要介紹。
井點(diǎn)降水法,它是在擬建工程的基坑周?chē)O(shè)能滲水的井點(diǎn)管,配置一定的抽水設(shè)備,不間斷地將地下水抽走,使基坑范圍內(nèi)的地下水降低至設(shè)計(jì)深度。井點(diǎn)法防水適用于具有不同幾何形狀的基坑,它有克服流砂、穩(wěn)定邊坡的作用。由于基坑內(nèi)土方干燥,有利機(jī)械化施工,縮短工期,保證工程質(zhì)量與安全。
目前國(guó)內(nèi)常用的井點(diǎn)降水法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)。在我國(guó),井點(diǎn)降水法是新中國(guó)成立后才逐步發(fā)展起來(lái)的。在工程的基坑<槽>附近埋設(shè)大量的滲水井點(diǎn)管,與此同時(shí)地面組裝抽水管路系統(tǒng),通過(guò)井群連續(xù)抽吸地下水,使基坑范圍內(nèi)的地下水位降低到基坑以下一定深度,以保持基坑干燥狀態(tài)。通常把這一方法叫做井點(diǎn)降水法。
井點(diǎn)降水法具有下列優(yōu)點(diǎn):施工簡(jiǎn)便,操作技術(shù)易于掌握;適應(yīng)性強(qiáng),可用于不同幾何圖形的基坑;降水后土壤干燥,便于機(jī)械化施工和后續(xù)工作工序的操作;井點(diǎn)作用下土層固結(jié),土層強(qiáng)度增加,邊坡穩(wěn)定性提高;地下水通過(guò)濾水管抽走,防止了流砂的危害;節(jié)省支撐材料,減少土方工程量等。井點(diǎn)降水法已成為目前在含水透水位土層實(shí)施的一種行之有效的方法。
1.輕型井點(diǎn)降水法
(1)輕型井點(diǎn)抽水系真空作用抽水,除管路系統(tǒng)外,很大程度取決于抽水設(shè)備。目前常用的真空泵型、隔膜泵型配套抽水裝置。
輕型井點(diǎn)井點(diǎn)管、過(guò)濾管、集水總管、主管、閥門(mén)等組成管路系統(tǒng),并由抽水設(shè)備啟動(dòng),在井點(diǎn)系統(tǒng)中形成真空,并在井點(diǎn)周?chē)欢ǚ秶纬梢粋(gè)真空區(qū),真空區(qū)通過(guò)矽井?dāng)U展到一定范圍。在真空力的作用下,井點(diǎn)附近的地下水通過(guò)砂井,經(jīng)過(guò)濾器被強(qiáng)制性吸入井點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)而使井點(diǎn)附近的地下水位得到降低。在作業(yè)過(guò)程中,井點(diǎn)附近的地下水位與真空區(qū)外的地下水位之間,存在一個(gè)水頭差,在該水頭差作用下,真空區(qū)外的地下水是以重力方式流動(dòng)的。所以常把輕型井點(diǎn)降水稱(chēng)真空強(qiáng)制抽水法,更確切地說(shuō)應(yīng)是真空—重力抽水法。只有在這兩個(gè)力作用下,基坑地下水才會(huì)降低,并形成一定范圍的降水的漏斗拋物線。
井點(diǎn)管與總管的聯(lián)接可用鋼管和透明塑料管,因受真空力的作用,塑料管內(nèi)裝有彈簧,以加強(qiáng)抗外部張力,保證地下水流暢通。
總管與總管的聯(lián)接有法蘭法和套箍法兩種形式。
(2)施工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
經(jīng)過(guò)降低地下水位后,土壤會(huì)產(chǎn)生固結(jié),也就會(huì)在抽水影響半徑的范圍內(nèi)引起地面沉降,有時(shí)會(huì)給周?chē)延械慕ㄖ飵?lái)一定程度的危害。在進(jìn)行降低地下水位施工時(shí),為避免引起周?chē)ㄖ锂a(chǎn)生過(guò)大的沉降,采用回灌井點(diǎn)是一種有力的措施。這種方法就是在抽水影響半徑范圍內(nèi)建筑物的附近預(yù)先鉆一排孔,在進(jìn)行抽水降低地下水位之前,事先將鉆孔內(nèi)的水位勘查清楚,記錄下來(lái)。當(dāng)進(jìn)行抽水降低地下水位時(shí),為避免已有建筑物下面的地下水位下降,與降水的同時(shí)向鉆孔內(nèi)灌水,以保證原地下水位不變化,以此來(lái)防止地面產(chǎn)生沉降給已有的建筑物帶來(lái)危害。
2. 深井井點(diǎn)
深井井點(diǎn)降水是在深基坑周?chē)裰蒙钣诨椎木,依靠深井泵或深井潛水泵將地下水從深井?nèi)揚(yáng)升到地面排出,使地下水位降至坑底以下。
深井井點(diǎn)降水具有排水量大、降水深、不受吸程限制、井距大等優(yōu)點(diǎn)。但其一次性投資大,成孔質(zhì)量要求高。深井井點(diǎn)降水適用于滲透系數(shù)較大(10~250m/d);土質(zhì)為砂土、碎石如;地下水豐富、降水深(10~50m)、面積大的情況。
(1)施工工藝程序
(2) 井點(diǎn)設(shè)置與使用階段的注意事項(xiàng)
① 成孔
② 安設(shè)井管、填充濾料
③ 洗井
④ 安設(shè)水泵
⑤ 使用階段注意事項(xiàng)
Ⅰ、基坑內(nèi)井點(diǎn)應(yīng)同時(shí)抽水,使水位差控制在要求范圍內(nèi)。
Ⅱ、加強(qiáng)水位監(jiān)測(cè),特別是靠近已有建(構(gòu))筑物的深井井點(diǎn),宜在建(構(gòu))筑物附近設(shè)觀測(cè)井,水位差過(guò)大時(shí),應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施,如設(shè)置回灌井點(diǎn)等。
Ⅲ、防止排出的地下水回滲而流入基坑。