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建筑論文-基坑施工中的地下水處理及工程實(shí)例
摘要： 當基礎深度在天然地下水位以下時(shí)，在基礎施工中常常會(huì )遇到地下水的處理問(wèn)題。關(guān)鍵詞： 深基坑 地下水 措施
前言
一般認為，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；其次是確保邊坡穩定，做到安全施工，如果忽視這些必要條件，其后果是嚴重的。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“流砂現象”導致邊坡塌方，地質(zhì)破壞；有的內部基坑土體發(fā)生較大的位移，影響鄰近建筑物的安全。之所以會(huì )出現這些異常情況，都是由地下水引起的。所以，在基坑施工中應對地下水的處理給予應有的重視。
??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、地下連續墻等；排水法是將基坑范圍內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—種行之有效的現代化施工方法，已廣泛應用。本文結合工程實(shí)例對井點(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能滲水的井點(diǎn)管，配置一定的抽水設備，不間斷地將地下水抽走，使基坑范圍內的地下水降低至設計深度。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、穩定邊坡的作用。由于基坑內土方干燥，有利機械化施工，縮短工期，保證工程質(zhì)量與安全。
? 目前國內常用的井點(diǎn)降水法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)。在我國，井點(diǎn)降水法是新中國成立后才逐步發(fā)展起來(lái)的。在工程的基坑＜槽＞附近埋設大量的滲水井點(diǎn)管，與此同時(shí)地面組裝抽水管路系統，通過(guò)井群連續抽吸地下水，使基坑范圍內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；適應性強，可用于不同幾何圖形的基坑；降水后土壤干燥，便于機械化施工和后續工作工序的操作；井點(diǎn)作用下土層固結，土層強度增加，邊坡穩定性提高；地下水通過(guò)濾水管抽走，防止了流砂的危害；節省支撐材料，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，除管路系統外，很大程度取決于抽水設備。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，并由抽水設備啟動(dòng)，在井點(diǎn)系統中形成真空，并在井點(diǎn)周?chē)欢ǚ秶纬梢粋�(gè)真空區，真空區通過(guò)矽井擴展到一定范圍。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)濾器被強制性吸入井點(diǎn)系統內而使井點(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)真空強制抽水法，更確切地說(shuō)應是真空—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(xiàn)。
??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，塑料管內裝有彈簧，以加強抗外部張力，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，也就會(huì )在抽水影響半徑的范圍內引起地面沉降，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建筑物的附近預先鉆一排孔，在進(jìn)行抽水降低地下水位之前，事先將鉆孔內的水位勘查清楚，記錄下來(lái)。當進(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內揚升到地面排出，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)設置與使用階段的注意事項
??① 成孔
??② 安設井管、填充濾料
??③ 洗井
??④ 安設水泵
??⑤ 使用階段注意事項
??Ⅰ、基坑內井點(diǎn)應同時(shí)抽水，使水位差控制在要求范圍內。
??Ⅱ、加強水位監測，特別是靠近已有建（構）筑物的深井井點(diǎn)，宜在建（構）筑物附近設觀(guān)測井，水位差過(guò)大時(shí)，應立即采取補救措施，如設置回灌井點(diǎn)等。
??Ⅲ、防止排出的地下水回滲而流入基坑。
??Ⅳ、潛水泵在運行時(shí)要注意檢查電纜線(xiàn)是否和井壁相碰，以防磨損后水沿電纜芯滲如電動(dòng)機內。
??Ⅴ、位于基坑內的深井井點(diǎn)，由于井管較長(cháng)，挖土至一定深度后，井管應于附近的支護結構支撐或立柱等連接，予以固定。
??Ⅵ、當基坑底部有不透水層時(shí)，為排除上層地下水，可采用砂井配合深井降水。
??Ⅶ、井管使用完畢拔出。
??二、工程實(shí)例
??山東省畜牧獸醫科技服務(wù)中心工程，地上13層，地下1層，高度39m，建筑面積為13000m2，鋼筋混凝土框剪結構，基礎采用鉆孔灌注樁，樁徑0.6m，單樁承載力設計值1600KN，樁端嵌入中風(fēng)化巖層深度不小于1.7m，設計樁長(cháng)20m，樁總數187根。
??1 工程地質(zhì)條件
??場(chǎng)地地層自上而下依次為：①雜填土；②粉質(zhì)粘土；③殘積砂(礫)質(zhì)粘性土，上部多為粘性土，粘性較強；下部多為粉砂，遇水易軟化，輕振即液化，水量豐富；④強風(fēng)化花崗巖，中粗粒及碎塊結構，裂隙發(fā)育，涌水量較大；⑤中風(fēng)化花崗巖；⑥微風(fēng)化花崗巖。
??2 井點(diǎn)降水方法
??根據地質(zhì)資料得知，擬建場(chǎng)地水文地質(zhì)條件較為單一，場(chǎng)地地下水屬第四系孔隙潛水，主要補給源為大氣降水，地下水受季節性影響較大。場(chǎng)內地下水位在1.2-1.73m之間，水位很高，其含水層主要為第3層碎石層，第2、4層為弱透水層，其滲透系數為（0.72~45.52）*10-6cm/s，第5層為隔水層。工程采用大口徑深井降水，沿擬建樓周?chē)O15眼降水井，深水電泵進(jìn)行抽水�？紤]到降水深度大，影響半徑范圍廣，若長(cháng)時(shí)間抽降水，勢必會(huì )影響場(chǎng)外附近建筑物，為了增強降水效果，又可縮短抽水時(shí)間，采用間斷性抽水，減少外圍影響面積，并設置沉降觀(guān)測點(diǎn)。降水井徑大于600mm，孔深15.0m，護壁套管直徑為600mm，套管外面包2層尼龍網(wǎng)布；套管外四周用粒徑為0.5～2.0cm的礫石料填充，作為濾水層，濾層應填至原地下水位線(xiàn)，其上部用粘土回填，并搗實(shí)。工程嚴格按照降水井施工規范要求埋設管井，采用泥漿護壁鉆孔法成孔。井孔鉆孔后進(jìn)行清孔，隨后安裝井管。
??施工結果
??本工程的井點(diǎn)降水比較成功，水位得到控制，流泥、流砂的現象也僅有少量出現，改善了施工條件，使該工程的±0.000以下結構能保證質(zhì)量并按時(shí)完成，取得了較好的經(jīng)濟效果。
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