淺議深基坑降水方案和施工工藝

1、淺議深基坑降水方案和施工工藝摘要：隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，在開(kāi)挖深基坑 的施工過(guò)程中，如果不能做好降水施工，將會(huì)對(duì)基坑的開(kāi)挖 支護(hù)以及工程基礎(chǔ)施工帶來(lái)很大的難度。因此，深基坑的降 水方案與施工工藝是非常重要的。本文從深基坑降水方案設(shè) 計(jì)原則和深基坑降水中的問(wèn)題出發(fā)，針對(duì)深基坑降水的施工 方案與施工工藝進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：深基坑；降水方案；施工工藝中圖分類(lèi)號(hào)：u215.14文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a引言：在深基坑的開(kāi)挖過(guò)程中，常常因?yàn)榈叵滤惠^高，而基 坑的開(kāi)挖深度較大，從而引起地下水噴涌而出，這樣的情況 給基坑的繼續(xù)開(kāi)挖和施工帶來(lái)很大的影響。在基坑開(kāi)挖方案 制定的過(guò)程中，需要考慮深基坑降水方案的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)

2、量 控制，有效的防止地下水問(wèn)題。與此同時(shí)，要更加注意降水 施工方案的可行性，并且對(duì)施工中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題制定相對(duì)應(yīng) 的解決對(duì)策，確保深基坑降水施工質(zhì)量，做好質(zhì)量控制措施 和降水應(yīng)急預(yù)案。一、深基坑降水設(shè)計(jì)原則在建設(shè)工程中，對(duì)深基坑降水方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常都 會(huì)采用坑外大直徑井管降水，為了確保深基坑在開(kāi)挖的過(guò)程 中不會(huì)出現(xiàn)明水，需要利用降水井作為維護(hù)結(jié)構(gòu)，來(lái)保證工 程的安全與施工進(jìn)度。同時(shí)為了防止基坑底部突涌的發(fā)生， 要及時(shí)降低基坑下部承壓含水層的承壓水水頭，以確保施工 時(shí)基坑底板的穩(wěn)定。降水過(guò)程應(yīng)伴隨主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的始 終，待頂板覆土后方可停止降水。其中降水井的結(jié)構(gòu)組成主 要有沉淀管、濾水管與井

3、壁管，沉淀管主要起過(guò)濾而不致因 井內(nèi)沉砂堵塞而影響進(jìn)水的作用。二、深基坑降水中的問(wèn)題1、土的側(cè)壓力系數(shù)土的側(cè)壓力系數(shù)是指土體在無(wú)側(cè)向變形的情況下，側(cè)向 有效應(yīng)力與垂向有效應(yīng)力之比，它是反映地基土中水平向應(yīng) 力變化的重要力學(xué)指標(biāo)。側(cè)壓力系數(shù)是用來(lái)計(jì)算土體變形 的，是準(zhǔn)確確定地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)和擋土結(jié)構(gòu)土壓力以及樁基側(cè) 向摩擦阻力所必須的基本參數(shù)，它應(yīng)用于土體變形、重力式 擋土墻、堤壩、基坑工程、礦山等實(shí)際工程的設(shè)計(jì)計(jì)算中， 并且受到土木和巖土工程領(lǐng)域?qū)＜覀兊母叨戎匾?。?jīng)有關(guān)實(shí) 驗(yàn)表明，隨著降水深度的增大，各層土側(cè)壓力系數(shù)k0值變 化在不斷減小，降水對(duì)側(cè)壓力系數(shù)的影響也在逐漸減小，并 最終趨于穩(wěn)定。2、

4、地面沉降深基坑降水會(huì)引起地層地面沉降，而這一現(xiàn)象在一定程 度上是不可避免的，很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，認(rèn)為基坑降水及由此引起的滲流使土中有效應(yīng)力改變是基坑周 圍地表發(fā)生沉降的根本原因；也有是因?yàn)槎S穩(wěn)定滲流理論 推導(dǎo)出基坑工程井點(diǎn)降水引起水位降低空間分布的，利用有 效應(yīng)力原理，簡(jiǎn)化計(jì)算分層總和法形式的公式，建立地面沉 降計(jì)算模型，并在工程中得到了應(yīng)用。三、深基坑降水的施工方案與施工工藝1、降水井的布置原則在滿足基坑降水要求的前提下，可以將降水井設(shè)在基坑外檐15m范圍內(nèi)，沿基坑四周環(huán)形布設(shè)，便于操作和維護(hù),且封井簡(jiǎn)單?？紤]到坑內(nèi)布井井管暴露長(zhǎng)度較大,要求井管必須有足夠的剛度和強(qiáng)度，并且在開(kāi)挖

5、過(guò)程中不便于保護(hù), 故基坑中采用先降水后開(kāi)挖，再降水再開(kāi)挖的施工方法。2、施工工藝流程(1) 放線定井位、埋設(shè)鋼護(hù)筒采用經(jīng)緯儀及鋼尺等進(jìn)行定位放線。(2) 挖泥漿池和泥漿溝泥漿池的位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行確定，但必須保 證其離基坑開(kāi)挖上口線的安全距離，確保其對(duì)后期基坑邊坡 的開(kāi)挖及支護(hù)不會(huì)帶來(lái)不良影響。(3) 鉆機(jī)就位鉆機(jī)中心位置盡量與所放的井位中心線相吻合，偏差不得超過(guò)50mm；先對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行垂直度校驗(yàn)，確保鉆桿垂直度符 合要求，垂直偏差不得超過(guò)1%。(4) 成孔以上各項(xiàng)準(zhǔn)備就緒且均滿足規(guī)定的要求后，即可進(jìn)行井 孔鉆進(jìn)施工，為保證洗完井后，井深滿足設(shè)計(jì)的要求，可以 根據(jù)情況適當(dāng)加深。(5)

6、下放井管井管為直徑400mm無(wú)砂礫石(波紋管)濾水管，底部2m 作為沉淀用。在混凝土預(yù)制托底上放置井管，四周拴10號(hào) 鐵絲，緩緩下放，當(dāng)管口與井口相差200mm時(shí)，接上節(jié)井管, 接頭處用玻璃絲布密封，以免擠入泥砂淤塞井管，豎向用4 條30mm寬竹條固定井管。為防止上下節(jié)錯(cuò)位，在下管前將 井管依方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，為 防止雨水泥砂或異物流入井中，井管要高出地面300mm,井 口加蓋。(6) 填濾料井管下入后立即填入濾料。濾料采用水洗砂料，粒徑為 25mm,含泥量基坑周?chē)乇沓霈F(xiàn)沉陷，會(huì)對(duì)周?chē)ㄖ镆约暗叵鹿芫€等周?chē)沫h(huán)境造成影響，由于砂濾層和井 管濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)不良，抽水時(shí)土層

7、中的粉土和粘土顆粒甚至包括 細(xì)砂，都可能會(huì)連同承壓水一同抽出地面，導(dǎo)致地面沉陷。 此外，由于減壓井不間斷地抽取大量的承壓水，使得承壓水 頭大大降低，土體被壓縮固結(jié)下沉，從而減小承壓水層的孔 隙水壓力。在降水時(shí)要時(shí)刻注意抽出的地下水中是否含有混濁現(xiàn) 象，抽走的水中帶走細(xì)顆粒不但會(huì)使井管堵塞失效，還會(huì)加 大周?chē)孛娴某两?，以此同時(shí)，在保證基坑底板穩(wěn)定的前提 下，對(duì)抽取承壓水的抽水量和水位高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，采用 調(diào)整增開(kāi)相鄰部位的方式來(lái)減壓井，使得減少因降承壓水對(duì) 周?chē)h(huán)境的影響。3、降水困難當(dāng)降水井深度較小不能正常運(yùn)行，或者井間距較大時(shí)， 都可能會(huì)造成設(shè)計(jì)要求的水位高于降水后的水位。在這樣的情況下

8、，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的問(wèn)題分別釆取對(duì)應(yīng)的 解決措施。如果是因?yàn)榻邓臑V料質(zhì)量不能滿足要求，可 以及時(shí)更換濾料，選擇級(jí)配較為合適的濾料加入降水井，并 在洗井時(shí)嚴(yán)格對(duì)濾料回填的耗用時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行把關(guān)，同時(shí)也 應(yīng)該關(guān)注回填高度，進(jìn)行洗井時(shí)利用活塞往復(fù)的方式，從而 確保降水井被清洗徹底干凈。4、降水應(yīng)急預(yù)案隨著降水時(shí)間的延長(zhǎng)，可以合適地控制抽水量，適度將 降水漏斗曲線的坡度放緩，爭(zhēng)取使降水產(chǎn)生的不均勻沉降達(dá) 到最小的程度。水文地質(zhì)參數(shù)是一個(gè)隨機(jī)變量，有太大的變異性，依據(jù) 不同的測(cè)試方法得到的測(cè)試值也會(huì)不同，所以降水設(shè)計(jì)與實(shí) 際是完全不相同的，為了保證降水成功，需要選擇配備不同 的出水能力水泵，方便在降水施工

9、中隨時(shí)調(diào)配。周?chē)潘畱?yīng)該保持暢通，防止地表水和雨水滲漏，防洪 排水措施也應(yīng)該做好，防止管道水或者地表水全部涌入基 坑。要根據(jù)水位下降情況，及時(shí)分析決定是否增加管井?dāng)?shù)量, 或采取其它措施。五、深基坑降水的發(fā)展前景1 發(fā)展障礙(1) 基坑降水對(duì)環(huán)境影響的復(fù)雜性基坑周邊環(huán)境受降水影響程度差異很大，在不同的基坑 施工期內(nèi)，建筑物及周邊環(huán)境的變形狀態(tài)也有所不同，主影 響區(qū)具有局部性和方向性。不具有一般均勻地質(zhì)條件下環(huán)境 受降水影響的典型性特征。(2) 事故頻發(fā)隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的高層建筑， 導(dǎo)致了基坑降水和開(kāi)挖對(duì)周?chē)h(huán)境的影響不得不引起關(guān)注。 特別是在復(fù)雜地質(zhì)條件的場(chǎng)地內(nèi)，最重要的就是

10、控制深基坑 降水工程對(duì)周?chē)h(huán)境的穩(wěn)定性影響。所以，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)對(duì)深基 坑降水帶來(lái)的周?chē)h(huán)境影響作出科學(xué)有效地評(píng)估，并做好設(shè) 計(jì)和施工預(yù)案，避免不利災(zāi)害的發(fā)生，對(duì)于工程的社會(huì)效益 和經(jīng)濟(jì)效益有著重大的意義。(3) 降水技術(shù)的局限性合理的降水井布局可以最大化的發(fā)揮降水井的作用；降 水的驗(yàn)算要精確，最大程度的接近真實(shí)情況；降水施工組織 要科學(xué)合理，做到科學(xué)合理的組織，科學(xué)合理的施工；施工 管理必須嚴(yán)格，嚴(yán)格的施工才能保證工程質(zhì)量，保證降水的 有效實(shí)施；降水監(jiān)測(cè)要準(zhǔn)確，監(jiān)測(cè)方法和制度是保證降水成 功的關(guān)鍵，只有監(jiān)測(cè)到位了，才能避免突發(fā)事故的發(fā)生。2、發(fā)展前景與展望對(duì)于降水技術(shù)方案的研究，我國(guó)大量學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了廣 泛深入的研究，并取得了非?？上驳某晒?。周志芳，朱宏高 等人在對(duì)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋南錨基坑工程的降水方案研究中 大膽的提出了雙層結(jié)構(gòu)變參數(shù)降水-沉降計(jì)算模型和深基坑 降水與沉降的非線性耦合計(jì)算、分析的具體方法，并且在實(shí) 施中獲得了良好的效果。六、結(jié)束語(yǔ)深基坑降水的目的是為基礎(chǔ)工程施工提供地下工程作 業(yè)條件及保證基坑邊坡的穩(wěn)定。這些研究大力推進(jìn)了關(guān)于基 坑降水方案的研究進(jìn)程，為其方案的選取與確定提供了有力 保障，為施工工藝的研究與探索