工程質量|基坑降水施工常用經驗參數
時間：2020-04-13
當開挖深度超過地下水埋深時，為保證土方施工的順利進行、確保土方邊坡的穩定，需將地下水位降到基礎埋置深度以下，這項工作就稱為降水。降低地下水位的方法，一般可分為集水坑降水和井點降水兩大類。其中井點降水又可分為輕型井點、管井井點、噴射井點、電滲井點、深井井點等降水方法。
一、降水方案的選擇
選擇降水方案時一般要考慮施工現場的地質條件和環境因素，一是要保證基坑內正常施工作業；二是要防止基坑外的地下水位下降對周圍已建建筑物、管線、道路路面所造成的各種危害；另外，降水方案有時也會受到場地和文明施工等因素的限制。為了達到良好的降水效果，有時候需要同時使用多個降水方案。
1、集水坑降水
明渠加集水坑降水具有施工方便，費用低廉等特點，在施工現場應用的***為普遍。在高水位地區基坑邊坡支護工程中，這種方法往往作為其它降水方法的輔助降排水措施，它主要排除地下潛水、施工用水和天降雨水。在地下水蓄量較小，地質條件較好的情況下，使用明渠和集水井可以******基坑內積水。但是，在地下水較豐富地區，若僅單獨采用這種方法降水，由于基坑邊坡滲水較多，作業面泥濘不堪，有不利于結構物施工。因此，這種降水方法一般不單獨應用于高水位地區基坑邊坡支護中，通常會與降水井點或截滲幕墻配合使用。
2、截滲幕墻
截滲幕墻不能單獨作為降水方案，一般與明渠或井點降水配合使用。截滲幕墻一般用于地下水非常豐富、地下水補給非常快或需要特別對邊坡不穩定性、周圍建筑不均勻沉降進行控制的情況。常見的有截滲墻、帷幕灌漿、鋼板樁等，在截斷地下水向基坑滲透的同時也對基坑的邊坡起到一定的支護作用。同時，由于截滲幕墻的存在，基坑降水對幕墻以外的地下水影響程度大大減小，周圍建筑物的穩定性得到有效保障。當然，截滲幕墻的施工需要較大的場地而且會產生較大噪聲，在建筑物密集區和居民區附近等地施工時會受到一些限制。
3、輕型井點
輕型井點是國內應用很廣的降水方法，它比其它井點系統施工簡單快捷、經濟安全，特別適用于降水面積不大，地下水蓄量較小的情況。該方法降低水位深度一般在3～6m之間。輕型井點適用的土層滲透系數為0.1～50m/d，當土層滲透系數偏小時，需要采用在井點管頂部用粘土封填并保證井點系統各連接部位具有較好的氣密性，通過提高整個井點系統的真空度來增強抽排水能力。
4、管井井點
管井井點適用于滲透系數大的砂礫層，地下水豐富的地層，以及輕型井點不易解決的場合。它具有施工簡單、出水量大等特點，每口管井出水流量可達到50～100m3/h，可降低地下水位深度約3～5m。這種方法一般用于潛水層降水，通常土的滲透系數在20～200m/d范圍內時效果******。
5、噴射井點
噴射井點的抽水系統和噴射井管件比較復雜，運行時故障率相對較高，能量損耗很大，相對于其它井點法降水而言具有降水深度大、運行費用高的特點。噴射井點系統能在井點底部產生250mm水銀柱的真空度，其降低水位深度一般在8～20m之間。它適用的土層滲透系數與輕型井點一樣，一般為0.1～50m/d。
6、電滲井點
電滲井點適用于滲透系數很小的地質情況，如滲透系數小于0.1m/d的粘土、亞粘土、淤泥和淤泥質粘土等。它需要與輕型井點或噴射井點結合應用，在降水過程中，應對電壓、電流密度和耗電量等進行量測和必要的調整，工作起來比較煩瑣。
7、深井井點
深井井點是基坑支護中應用較多的降水方法，它的優點是排水量大、降水深度大、降水范圍大。深井井點適用的土層滲透系數為10～250m/d、降低水位深度超過15m，常用于降低承壓水。利用深井點降低承壓水位，有助于減除壓力、保證基坑的安全性。但由于降水深度大、出水量大和水位降落曲線陡等原因，勢必造成降水的影響范圍和影響程度大，因而容易引起基坑周圍建筑物的不均勻沉降。
二、常用的經驗參數
1、基坑寬度小于6米時可沿基坑長邊方向布置單側線性井點，大于6米則需兩則布置或環狀布置井點。單側線性井點要布置在地下水流靠上游的方向上。
2、降水井運行一段時間后，地下水會形成穩定的降水漏斗。降水漏斗的坡度約為1：10，也就是說，當井點處地下水位下降1米并長時間穩定時，離井點約10米范圍內的地下水位都將受到影響，而且，距離井點越遠降水幅度越小。
3、一般要求地下水位降到基坑底高程以下0.5～1米，以保持基坑在開挖期間的干燥狀態，同時也保障開挖過程中基坑邊坡的穩定性。
4、井點間距一般可選擇0.8米、1.2米或1.6米，視地下水位和基坑深度而定。在特殊部位可以適當加密井點，以保證降水效果。
5、沖孔深度應比濾管低0.5米左右，回填井管時用粗砂一直填到濾管以上至少1米，在離地表至少0.5米的深度內用粘土進行封口。
三、需要注意的問題
1、作業時機和應急預案
基坑開挖和降水作業應選在降水量小、地下水位低的季節進行，通過合理安排施工組織計劃來盡量減小降水難度，同時增加基坑底部結構物的施工緊湊性，使得結構物能夠盡早達到回填或防水、防淹要求，從而縮短降水作業的時間。為了確保施工的安全性和緊湊性，一定要設計好應急預案，如備用設施和備用電源、防雨措施和防滲措施、邊坡穩定和沉降監測等。
2、降水井點的布置
井點可以均勻布置在基坑周圍，由于設置出入基坑的道路而少布一個井點是不會對降水效果產生太大影響的。但是，對于較大面積的基坑，有時為了確保降水效果，需要在基坑中設置一些降水井點。井點位置與基坑周邊的***小距離一般不小于2米，以保證基坑邊坡的穩定性。
3、停止降水的條件
并不是說基坑底部結構成型就可以停止降水，通常應考慮結構物是否可被淹沒或可防淹沒，同時還要計算結構物底板強度和結構物整體重量能夠承受和對抗地下水上升所產生的浮力。
4、地下水位的監測
降水過程中要對地下水的水位進行監測，確保地下水位經過較長時間的降水后保持在一個比較穩定的高程上，避免過度降低地下水位引起資源浪費和結構物不均勻沉降。同時，發現地下水位異常上升或降低時都應該迅速查找原因，排除隱患。
5、不均勻沉降的預防
基坑周圍建筑物的不均勻沉降主要是由于地下水位降低，建筑物下面地基基礎脫水后承載能力降低，在重力作用下被壓縮、固結。為防止此類不均勻沉降必須控制地下水位過度、快速降低。通常采取減慢降水速度、打截滲帷幕、打井回灌地下水等措施。其中回灌地下水的方案比較簡單有效，只需在建筑物與降水井之間靠近建筑物的地方打井并回灌地下水，便可很大程度地防止建筑物沉降。
6、井點施工的質量
在井點施工的過程中要嚴格控制其質量，特別是在放置濾管和填充砂石的過程中，要防止井壁塌土堵塞濾管形成“死井”。同時，正確填充的砂石可對地下水進行過濾，防止排水的過程中地下泥砂被大量抽出，既損害水泵又容易堵塞管道。而且，地下泥砂大量流失可能導致地面產生過多的沉降甚至于開裂、坍塌。
基坑降水是土方工程、地基與基礎工程施工中的一項重要技術措施，能排除基坑土中的水分，促使土體固結，提高地基強度。同時可以減少土坡土體側向位移與沉降，穩定邊坡，******流砂，減少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基與基礎工程施工能避免地下水的影響，提供比較干的施工條件，還可以減少土方量、縮短工期、提高工程質量和保證施工安全。在工程實踐中，采用合理的降水方案可以方便施工組織、降低成本、縮短工期、產生可觀的經濟效益。
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