长大深基坑施工中降水技术的综合应用分析

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年第2期   作者:卢克
[导读] 随着我国经济水平的稳步提高,我国的城市化进程亦在提效增速。
        卢克

        珠海华昕开发建设有限公司 广东珠海 519000
        摘要:随着我国经济水平的稳步提高,我国的城市化进程亦在提效增速。在建筑行业施工过程中,长大深基坑的施工是一项重点工程,其质量的诸多影响因素中,降水效果起到举足轻重的作用,隔水降水措施不足不仅会影响基坑施工安全,更甚者会对整体的施工效果造成不可逆转的影响。因而,在长大深基坑施工过程中,设计、施工人员应充分重视应用必要的降水技术。基于以上,本文将就长大深基坑施工过程中降水设计、井结构设计实践等方面展开分析和论述。
        关键词:长大深基坑;降水技术;应用实践
        随着我国人民生活水平的逐步提升,社会对于基础设施建设提出了更高的要求,尤其是一些诸如铁路通道、地铁站口、高铁路线等大型的公共交通场所,更需要在施工过程中加大长大深基坑施工的应用设计,降水设计的重要性不言而喻。为了给人民群众的衣食住行提供更大便利,充分利用我国每一寸领土,长大深基坑建设也为地下工程创设了坚实的基础。长大深基坑建设过程中,降水技术的综合应用是最基础的关键环节,如果地下水位比较低导致在施工过程中挖掘的深度不够,就极有可能导致基坑坍塌、地面凹陷等事故,会威胁到施工人员和途经者的生命安全;而如果地下水位较高,降低程度过大,就更容易导致基坑周边的地面产生沉降的问题,还会带来附近地面建筑物倾斜、地下管道出现破损甚至是断裂等问题。因此,本文会联系国内地铁、铁路机场等案例经验,对长大深基坑中降水技术的综合应用进行分析。
        一、基坑降水的目标和具体原理分析
        在基坑工程建设过程中,开挖底面需要充分考虑地下水的深度,基坑降水技术的研究就在于防治基坑出现地下水渗入的情况,保证基坑施工过程中内部干燥,尽量防止和避免出现诸如边坡不稳、坑底隆起以及地坑承载力差等常见问题。根据基坑挖掘的周围地质条件和环境,在基坑开挖基础底板等结构设计要求的基础上,在几十年的工程基坑开挖过程中,大多采用明排法、堵水法和降水技术法,其中基坑降水技术的应用不仅能推动基坑挖掘的效率和质量提升,还在保护施工人员生理和心理安全起到了显著帮助作用。
        下面将就管井冲击成孔法进行组成部分和原理分析。首先是定井位的要求,需要根据降水设计方案中和井位图、地下管道分布情况以及坐标控制点进行统筹兼顾的综合考虑,对井位进行最终确定。一般而言,井位偏差要小于等于50毫米,遇到地下障碍物、地下管道等特殊情况则需酌情考虑进行调整。随后便是埋设护筒以及钻机就位和调整,主要目标是避免孔口的回填土塌陷和调整钻台平整度,确保钻机安放位置平稳。需要注意的是钻机对位偏差一般不大于20毫米,垂直度偏差小于等于1%。最后需要依次完成以下步骤:钻孔、换浆、下管、填滤料以及洗井。
        二、基坑工程现状及基础基坑降水技术
        (一)基坑工程特点
        随着我国一些大城市的城市化进程渐趋完善,基坑工程的建设亦如火如荼地发展,要从根本提升工程质量,需要明确把握基坑工程的几大特点。其一是大部分基坑建设比重比较大的建筑工程都处在城市群中,地上地下的线路都十分复杂,设计工程需要更多重视。其二是许多城市采取的都是软土地基,因此其地下水具有深度高,埋藏浅的特点,软土层很容易发生坍塌和蠕变,进而影响整体工程质量和进度。其三是基坑工程工程量大,开挖深度深,而我国大部分地区属于季风气候区,夏季雨热同期,带来强降水,对基坑工程建设影响颇大。因而,基坑工程建设任务具有复杂性和艰巨性的特点,在施工过程中会出现诸如周围建筑地面沉降、地下管道破裂、旧建筑出现倾斜等问题,需要额外重视。


        (二)管井降水法的基坑降水技术
        基坑降水技术中的管井降水法主要是在和基坑有一定距离的地方规律性地安放数量一致的管井,地下水会受到重力的作用由此自上而下地通过管井,随后,搭配潜水泵进行吸水,由此能更高效率地帮助降低地下水位。其基本流程工艺是,井位布设到打下井口到安放滤料最后通过洗井和放置潜水泵进行抽水六大步骤,就能基本实现基坑降水。
        (三)轻型井点降水的基坑降水技术
        井点降水法作为适用范围较广的一门基坑降水技术,其中轻型井点降水法效率更高、适用范围更广。轻型井点降水与管井降水法相似,同样是沿基坑四周每隔一定间距布设井点管,并在井点管底部设置滤水管插入透水层,在透水层最上段使软管和集水的总管道连接起来,其中前者的直径约为40mm,后者的直径需要配合为150mm左右,最后通过真空吸水泵将集水管内水抽出,由此达到降低基坑四周地下水位的效果,使得整个基坑施工过程中能保持相对干燥。井点降水法的主要优势是不受土层和周围环境的限制影响,工艺容易,井点易于形成。
        三、长大深基坑施工降水技术综合应用的注意事项和改进措施
        (一)注意河槽内基坑边坡渗水层和基底处理
        为防止降水引起临近建筑物及路面 、管线出现过大沉降,在降水井点管与建筑物、管线、路面间设置了回灌井点,持续用清水回灌,补充该处的地下水 ,使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围,使地下水保持基本不变;如场地粘土层较厚,这将影响降水效果,此时需要采取以下方式,井内填满粗砂,形成二至三排砂桩,使地层中上下水贯通。在抽水过程中,由于下部抽水,上层水由于重力作用和抽水产生的负压,最后会渗透至底层。
        (二)夏季施工连续暴雨的应急措施
        由于我国大部分地区受到季风气候的影响,夏季雨热同期,在施工过程中持续性的高强度暴雨干扰基坑工程建设的现象时有发生。如果在夏季发生连续性的降雨,边坡极有可能会产生流砂、坍塌、坑内严重积水现象,工程应该采用这样的应急措施进行处理:用塑料薄膜在下雨前将边坡覆盖保护好,并备好足够的抽水设备,包括潜水泵、泥浆泵、水泵、电箱等及施工人员,及时将雨水排出坑外,及时清理排水沟渠及沉淀池内的淤泥。
        (三)对施工场地周边环境的观察和处理
        在抽水过程中,特别是开始抽水时,工作人员要检查有无井点管淤塞的死井,可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如果其中“死井”数量超过十分之一,则严重影响降水效果,应及时采取措施,采用高压水反复冲洗处理。
总结:综上所述,在长大深基坑工程建设施工过程中需要综合应用降水技术才能提升整体工程的安全程度和效率。在施工设计中,需要进一步明确和了解基坑降水的工作机理,并充分结合基坑工程的特点,科学合理地将管井降水法和轻型井点降水法两种降水技术渗透于施工设计,帮助实现滞水带土块的快速固结,为开挖长大深基坑降低难度。在具体的长大深基坑工程施工中,应综合考虑水文地质、降水条件等,并根据具体情况进行降水技术的遴选和应用。最后在基坑施工技术综合应用中需要注意河槽内基坑边坡渗水层和基底的处理、夏季施工遭遇连续暴雨的应急措施以及要实时观察周边环境,采用大管井与轻型井点相融合的技术,提升整体效率和质量。
参考文献:
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[2]李宁,丁兆峰,李井元,吴沛沛. 与运营高速铁路并行长大深基坑工程设计[J]. 高速铁路技术,2018,9(06):56-59.
[3]张朋飞. 城际轨道交通富水长大基坑降水技术研究[J]. 工程建设与设计,2019(12):91-92+99.
[4]耿会勇. 长江漫滩地区长大隧道分区降水设计与应用研究[J]. 石家庄铁道大学学报(自然科学版),2013,26(S2):212-214+218.

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