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摘要:经济的快速增长使我国各个行业之间的竞争日益加剧,特别是在建筑行业当中,竞争的加剧为高质量建筑树立了新的标准。与传统建筑相比,现代建筑更高,地下基坑的深度在增加。所以地下水的处理特别重要。过去,传统的基坑施工会出现各种问题,因此,在施工结束后,建筑物的使用会存在安全隐患,对居民的安全生活产生不利影响。在施工过程中,如果地下水位超过地基深度,很容易损坏地基,这是建筑物发生安全事故的主要原因。因此,作为设计的一部分,我们需要采用科学合理的施工技术,着重于基坑地下水的处理,以提高施工项目的整体质量。
关键词:地下水处理;工业民用建筑;基坑施工;重要作用
一、地下水处理的重要作用
由于地质结构存在明显的差异性,使得地下水呈现出两层结构,其中上层主要是粘性土中保留的潜水和上层的滞水,下层则是砂性土与砂卵石层内部的承压水。因为该两类水层的成分有着区别,所以引发的危害结果也不尽相同。经过基坑施工深度持续增加过后,对应承受的地下水威胁效应也会加剧。所以说,基坑施工期间所承受的地下水危害类型与严重程度等,往往和当下基坑开挖的具体深度维持正比例关系。如基层浅一些的基坑,开挖期间涌出的地下水,通常都是上层的潜水亦或是滞水,而包含滞水的砂层有较大概率会带动周边地面的沉降,给那些尚未完工的建筑物和周边的地质结构稳定性等,造成危害。又如当基坑开挖将近 13m 深之后,下层的砂层水就会持续上涌,此时一旦不尽快提供妥善的疏导方案,就会令基坑周边引发大范围的坍塌现象。
二、基坑施工中的地下水的危害
2.1地下水引起地面沉降
工业与民用建筑工程基坑施工中的地下水问题造成的软土地基沉降表现在以下几个方面: ( 1) 基坑底部会由于地下水局部涌出造成隆起问题,使基坑周围底层逐渐移动向其它方向,对建筑整体质量造成极为不利的影响。(2) 地下水自身存在一定压力,在一定程度上使基坑支护结构的形状发生变化,影响建筑的整体稳定性及安全性。(3) 基坑施工过程中,对地下水的处理不到位,易造成基坑两侧压力不同,使基坑的围护结构发生水平方向地位移,导致软土基坑发生沉降。
2.2地下水渗透导致出现变形情况
地下水渗透指的是地下水在多种类型介质的空隙之间进行的运动。其中渗透力指的是地下水在正常情况下一旦发生流动便会产生对颗粒的作用力。渗透变形指的是地下水由于其渗透作用引起土地表面进一步出现变形。地下水的渗透作用不断增强,导致地面下的细小颗粒在空隙之间不断循环移动流失,进一步扩大了土体空隙,进一步加快其渗透速度,等到最后粗颗粒也会流动被冲走,渗透通道形成导致土表面塌陷以及变形的情况出现。
2.3地下水造成基坑突涌
基坑突涌作为一种地下水不良作用,其特点是危害较大,容易引起破坏土地内部稳定,即当基坑下部存在承压作用,便会进行一系列基坑活动。这时,其作用力便会减小基坑底部隔水层的厚度大小,最终由于隔水层没有办法承受向上的承压作用,因为其隔水层太薄,冲破基坑地板造成突涌的现象。更为严重的是,假如引起边坡失去稳定性,便难以进行下一步的施工。
2.4地下水对混凝土的腐蚀作用
目前来说,地下水对混凝土建筑物的腐蚀作用日益增强,导致严重影响建筑材料的使用耐久性。如果在施工过程中,引起混凝土腐蚀过早的情况出现,其危害作用是比较严重的。由于混凝土被破坏后,钢筋便露在外面,无法实施其真正防护作用,进而腐蚀整个结构,但是同时也存在混凝土没有被腐蚀的情况,一般来源于外部介质,引起化学反应,造成混凝土腐蚀。
三、基坑施工中地下水的处理方法
3.1屏障法
止水屏障方法,是为了防止地下水透过基坑内部墙壁渗入到基坑内部,而在基坑的两岸内壁对水起到一定作用的屏障设置。在工业与民用工程基坑施工过程中,通常会采取墙壁内部高压的方法进行施工。
运用止水屏障的方法,首先需要对屏障的组成及其种类进行掌握,需要与基坑中不同位置的具体情况相结合。一般来说,主要有垂直屏障与水平屏障两种。运用屏障法对地下水问题进行处理,往往会有一小部分的水渗入到基坑中,严重的会有污水渗进基坑,或基坑周围的沙堤发生塌陷等问题。这些问题的存在说明屏障法对于基坑施工中地下水的处理稳定性不高,还潜在着一定的风险。因此,要从根本上解决地下水问题,不能仅依靠屏障法进行。
3.2降水法
降水法作为目前处理工业与民用建筑基坑施工中地下水问题的常见方法,也是现阶段施工过程中成本最低的方法之一。根据现代化发展趋势来看,降水法的应用能够有效预防流动水和静水造成的基坑破坏,为建筑企业获得更大的经济效益。目前,我国降水法主要包括轻型井点降水法、深井井点降水法以及管井井点降水法三种方法。
(1)轻型井点降水法。轻型井点降水法指的是沿基坑周围每隔一定间距设置井点管,并且井点管底部都需要设置滤水管插入透水层,其上部需要接软管,将其与集水总管进行连接,工作完成之后,采用真空吸水泵将集水管内所有水抽出,这样便会达到降低基坑四周地下水位的效果,进一步确保基底干燥无水的环境。注意在施工过程中需要不断进行抽水工作,直至施工完毕。该方法的优点是工序简单且操作设备简单,防止流沙现象造成的危害等。
(2)深井井点降水法。深井井点降水法指的是在深基坑的附近埋置较深的基底的井管,之后通过一系列抽水工作达到降低地下水水位的目的。当降水>15m时,这时在管井井点应用一般的潜水泵以及离心泵是无法满足降水的相关要求,这样就需要加大管井深度。正常情况下,深井井点一般可以降低水位大约为30-40m,工作强度大的时候,可以达到100m以上。目前比较常见的深井泵类型:没式深井泵。其优点在于不受土质等因素的限制,能够尽快降低地下水位。
(3)管井井点降水法。此方法是沿基坑在相距一定间距之间设置一个管井,且每个管井均需要一台水泵不断地进行抽水工作达到降低水位的目的。其比较适用于水量大的情况,其优点为工艺简单且方便维修。
四、基坑施工中地下水的防治方案
4.1 水文地质勘测
施工人员须及时深入地把握最高地下水位的标高、水质、流量和流向、渗透系数、压力、降水量和蒸发量,还有地层冻结深度等关键性的指标。唯独如此,才可以更加快速而精准地确认工程防水标高、防护标准,从而制定更加科学有效的地下水防水方案。
4.2 防水设计
具体就是沿用妥善的结构形式。其间须依照防护的具体标准、使用功能,以及工程具体的地质和水文条件等加以综合分析,保证在后续施工时令结构长短正好、整齐严谨,不会重复出现突变现象之余,呈现出更强的整体刚度。
4.3 降排水系统设计
在坑基周边设置排水沟、集水井,力求借助抽水设备来持续排除基坑内部的渗水,疏干开挖土方和基础施工的作业面,真正做到随排随挖的同时,联合人工降水途径来强制降低施工面地下水位,经常沿用到的降水方式包含喷射井点、轻型井点、电渗井点等降水方法,至于具体沿用到那种方式,则要结合工程地质的实际状况、含水层特征等有针对性地筛选匹配。
结 语:
简而言之,在现代工业和民用建筑项目的建设过程中,基坑地下水问题的处理与人们的安全和生计有关,并且对整个建筑项目的质量也有着至关重要的影响。因此,施工单位要详细分析情况,增强对施工质量的认识,为工程项目的质量提供有效保证。
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