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摘要:深基坑开挖过程中经常会遇到问题就是地下水问题,如边坡失稳、坑底隆起与管涌等,如果对基坑内地下水处置不当,也会带来不小的经济损失,为了正常的进行基坑工程的施工,有效的治理地下水必不可少,因此,地下水的防治是深基坑工程施工中事关全局的重要工作。文章就对基坑的地下水施工的综合治理进行简单的分析,以供参考。
关键词:基坑工程;地下水;控制
前言
地质环境中的地下水,既会因为开挖过深而涌出或是突出,又可能因为人类活动而令地质体内充水并且增加湿度,从而令地下水位快速上升。尤其是地基土内部的水,会随时减少土的承载能力,引发地基涌水状况。到头来不利于后续施工,接连引发滑坡、地面沉降塌陷等灾害;再有一些地下水,还会对常用的建筑材料产生腐蚀效应,进而引发更大规模的安全事故
1 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,此时一旦说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。
2基坑施工中地下水的危害
2.1地下水问题导致软土基坑的沉降
目前建筑工程中软土基坑的沉降问题,主要由坑底隆起、基坑过大、两侧压力差三个因素引起。由于坑底隆起主要会引起基础周围土体的侧向移动,从而引起软土基坑的沉降。如果建筑工程中的基坑过大,那么很容易引起支撑结构的变形,促使基坑变形产生沉降问题。此外,由于建筑工程软土基坑两侧的压强较弱,则会引起围护结构的水平位移,进而引发建筑工程软土基坑的沉降问题。其次是受地下水影响,基坑内部塑性材料变形会增大,从而加剧基坑沉降危害的发生;同时,由于地下水的影响,也会导致建筑物基坑底部软粘土地基的自然强度受到破坏,使其更容易发生地基沉降。为减少基坑沉降问题的发生,针对建筑工程基坑含有地下水的情况,施工人员可以在基坑外围挖出排水管道,促使坑内卸载应力下降。
2.2地下水造成基坑形变
建筑物基坑施工过程中,由于地下水环境的影响,极易引起软土基坑变形。通过实际调查,发现目前的工程设计计算依据,一般是根据场地勘察资料总结而成,但是一旦工程场地受地下水环境变化影响,则会导致场地勘察数据不准确,不但在基坑施工过程中容易出现错误,而且还会导致将危害和隐患潜伏在软土基坑的施工环节中,造成基坑变形。为了有效地避免由于地下水引起的基坑变形,施工人员必须采取相应措施,以减少或避免对地下水的侵害。
3基坑施工中地下水的处理措施
3.1比水法技术
现行建筑工程基坑施工中,对地下水的比水法处理方法分为沉井法和地下连续墙法等多种,其主要措施是在基坑周围设置比水幕,使地下水能进入基坑内。
但建筑工程基坑施工中所采用的高压喷射注浆技术,主要起到了防渗帷幕的作用。但是,在设置水幕时,为了防止水幕渗漏,会产生漏沙、漏水、倒桩等问题,因此施工人员需要结合基地实际情况,设置同样结构的水幕。同时,为了防止建筑工程结构发生沉降或基面塌陷,设置比水帷幕时,必须严格按规范要求进行。此外,建筑工程中基坑埋深过大,或水文条件差等因素,都会导致水帷幕承受水压力的能力下降,长期来看,会造成水帘幕的表现,进而产生渗漏。上述通过对比水法技术进行详细分析,虽然比水法技术科处理地下水的效果更好,但施工难度更大,而且施工费用也比较大,这样不但会影响施工进度,而且会造成一定的经济损失。
3.2井点降水法技术
井点降水法技术主要是在基坑周围设置适当的渗水井点管,配置相对数量的抽水设备,使基坑内的地下水深度减小,使其达到合格的标准深度。根据于井点降水工艺技术的不同,可分为轻井点、喷射井点和电渗井点三种类型,但对于不同的井点,其要求、环境等各不相同。但是,井点降水技术通过滤水管抽干地下水,可以有效地防止流沙现象。此外,建筑工程施工中的基坑井点降水技术,可以应用于不同结构类型的基础施工,而且操作技术简单,适应性强等诸多优点。同时,在解决地下水问题时,采用井点降水技术,也有利于后期的机械化施工,既能有效地提高基坑在施工过程中的稳定性,又能提高整个工程的质量。
3.3排水法技术
对于基坑排水法对地下水的处理方法,实际上与井点降水法的技术方法类型类似,还具有施工简便、适应性强等诸多优点。而用排水法处理建筑工程中基坑地下水,主要是处理土层较浅的地下水,如土层上部的降水、积水、滞水等。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。
4 工程实例
某工程的基础结构沿用钻孔灌注桩,其中桩径为1m,单桩承载力设计值为1600kN,桩端嵌入中风化岩层的深度大于等于1.7m,再就是设计的桩长为20m,用到桩体总数量是八根。至于现场的地层自上而下依次为:杂填土、粉质粘土、残积砂质粘性土、强风化花岗岩、中风化花岗岩,还有微风化花岗岩。其中,砂质粘性土的上部结构因为粘性土分布居多,所以会呈现出较强的粘性;而下层由于多是粉砂,一旦说遇水就会快速软化,当遭受轻振后导致液化,水量极为丰富。而强风化花岗岩则呈现出中粗粒和碎块的结构样式,加上裂隙发育影响,所以会伴生出较强多的涌水量。结合既有的地质资料观察分析,拟建场地内的水文地质条件并不是十分丰富,特别是场地地下水属第四系孔隙的潜水,长期依靠大气降水作为主要的补剂源,对应的地下水则受季节变化较大的影响。另外,场内的地下水位维持在1.73m上下,水位相对高一些。当中的含水层主要是第三层的碎石层;弱透水层便是第二和第四层,对应的渗透系数为(0.89-45.53)×10-6cm/s;隔水层是第五层。而该类工程沿用大口径深井降水,沿拟建桥台周边设置了四眼降水井,同时借助深水泵完成抽水任务,更设置了沉降观测点。其中降水井径超过1000mm,孔深为15m,护壁套管直径同样是1000mm,套管外部则包有两层的尼龙网布;套管外部周围主要使用粒径0.6-1.9cm的砾石料进行填充,至于滤水层的滤层便需要填到原地下水位线,上部位置配合粘土回填并完成捣实。归结来讲,整个工程项目严格依照降水井施工的规范标准进行管井埋设,同时借助泥浆护壁钻孔法成孔,待钻孔完毕之后予以清孔,之后再添加并安装井管。
参考文献:
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