井点降水对周围环境的影响.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除工程技术 Science 8nd TechnOIogy !Q盥Q:塑 InnOvatjOn Herald 井点降水对周围环境的危害及预防措施邓晓翔 (湖南省地质矿产勘查开发局41 6队 湖南株洲 41 2007) 摘要:随着高层建筑的不断增加,在工程施工中多采用井点降水,引起邻近建筑.管线.路面开襞下沉的现象屡晃不鲜.因此. 采用井点降水要特别慎重并采取相应对策.本文详细分析了井点降水对附近环境产生危害的原因,并提出了可行的预防措施. 关键词:井点降水 中图分类号:Tu2 田灌 止术帷摹 沉降观测 文献标识码:A 文章编号:1674一098x(2008)04(b)一0065一ol 1.前言 井戌降水,是人工降低地下水位的一 种方法,.就是在基坑开挖前,预先在基坑 周围或者基坑内设置一定数量的滤水管, 配置一定的抽水设备,不间断地将地下水 抽走,使基坑范围内的地下水降低至设计 深度以提供便利的基础施工条件.井点降 水法适用于具有不同几何形状的基坑,它 有克服流砂,稳定边坡的作用.目前国内 常用的井点降水法有轻型井点,集永井 点,喷射井点,电渗井点,真空井点等. 井点降水法具有下列优点:施工简 便,操作技术易于掌握,适应性强,可用 于不同几何图形的基坑;降水后土壤干 燥,便于机械化施工和后续工作工序的操 作I井点作用下土层固结,土层强度增加, 边坡稳定性提高,地下水通过滤水管抽 走,防止了流砂的危害;节省支撑材料,减 少土方工程量等.井点降水法已成为目前 在含水透水位土层实施的一种行之有效的 方法. 2.对周围环境产生的危害及原因分析井点降水在施工中,在基坑外侧的降 低地下水位影响范围内,地基土易产生不 位差,土体在动力水压力影响下,细颗粒 土产生移动,使土体的孔隙增大,随之产 生压缩变形和沉陷. 井管滤管和滤层是人工降水工作中一 个十分重要的环节,良好的滤管和滤层可 以充分发挥井管的作用.其具体要求是渗 透性好,又能将泥砂阻挡于滤层之外,具 体反映是出水量大,出水的泥砂含量小, 反之则井管被泥砂淤塞,出水量小,或由 于在真空和动水压力作用下,移动到滤层 周围的细颗粒通过滤层和滤管不断地被抽 汲,使抽出的水浑浊,含泥砂量较大,由 于地基土中的泥砂不断地流失,引起地面 沉陷. 降水的深度过大,时间过长,扩大了 降水的影响范围,加剧了土的压缩与泥砂 流失,使地面沉陷增大. 3.预防措施 降水前,应考虑到水位降低区域内的 建筑物(包括市政地下管线等)可能产生的 沉降和水平位移.在施工前,必须了解邻 近建筑物或构筑物的原有结构,地基与基 础的详细情况,如影响使用和安全时,应 会同有关单位采取措施处理.例如在开挖基坑四周预先做止水帷幕或回灌水. 应优先采用挡水作用的支护结构,如 起隔水屏幕的作用,又要防止回灌水外溢 而影响基坑内正常作业.回灌与降水井点 之间应保持一定距离,一般应不少于6米, 防止降水,回灌两进相通,起动和停止 应同步.回灌井点的埋设深度应根据透水 层深度来决定,保证基坑的施工安全和回灌效果. 在降水期间,应定期对基坑外地面, 邻近建筑物,构筑物,地下管线进行沉降 观测,具体要求如下:在受降水影响范围的不同部位设置固定变形观测点,观测点 不可少于4个降水前应对设置的变形观 测点进行二等水准测量,测量不少于2次, 测量允许误差为士lmm.降水开始后,水位未达到设计降水深度以前,对观测点应 每天观测一次;达到降水深度以后,可每 25 d观测一次,直至变形影响稳定或降 水结束为止.另外,在基坑内外设观察井 定期进行水位观察,并作好记录;一般抽 水开始后,水位未达到设计降水深度前, 每天观察3次水位,水量;当水位已达到 降水深度,且趋于稳定时,可每天观察1 次,如果在地表水补给影响的地区或雨季 均匀沉降,导致受其影响的邻近建筑物和 市政设施发生不均匀沉降,引起不同程度 的倾斜,裂缝,甚至断裂,倒塌.产生这种危害的原因可归纳为以下几个方面: 排水的主要作用是疏千施工基础一定 深度范围内的地下水,以利于基础施工. 时,观察次数每日23次.观察过程中如 发现建筑物等变形增大或地下水位情况异 常,应及时采取措施. 尽可能地缩短基坑开挖,地基与基础 深层搅拌桩,钢板桩,混凝土灌注桩或地 下连续墙等,并尽可能把降水井点立管埋 设在支护墙的内侧(基坑一侧),井点立 管的深度应浅于支护墙的深度. 合理确定井点立管的深度,控制降水 曲线.当基坑附近没有建筑,管线,道路 时,坑中井点水位应降至基坑底面以下 lm为宜t当邻近有建筑,管线时,井点主 管埋深可适当提高,其深度以保证基坑不出现流砂为宜. 工程施工的时间,加快施工进度,并尽快 地进行回填土作业,以缩短降水的时间. 在可能的条件下,基础施工安排在地下水 位较低或枯永的季节更佳,可以减少降水 的深度和抽水量. 但是,随着孔隙水从土中被吸出而使孔隙 水压力消散或降低,随之土体被压缩,固 结.这一固结过程阶段的快慢,取决于地 基土的性质,如饱和粘性土的压缩,固结 需要较长时间才能完成,而砂土固结需要 的时间则较短.由于人工降水漏斗曲线范 围内的土体压缩,固结,造成地基沉陷,这 一沉陷量随降水深度的增加而增加,沉陷 的范围随降水的范围扩大而扩大. 如果降水采用真空降水方法,不仅使 井管内的地下水抽汲到地面,而且在滤管 附近和土层深处产生较高的真空度,即形 成负压区.在各井管共同的作用下,在基 坑的内外形成一个范围较大的负压地带, 使土体内的细颗粒向负压区移动,而使士 体的孔隙增大.当地基土的孔隙被压缩, 变形后,也产生了地基土的沉陷.真空度 愈大,负压值和负压区范围也愈大,产生 沉陷范围和沉降量也愈大. 地基采用人工降水措施后,在基坑外侧形成一人工降水漏斗曲线,即产生了水 4.结论 大量的工程实践证明,为了保证高屡 建筑深基础的正常施工,减少对周围邻近 建筑,管线,路面的不利影响,通过采取 止水帷幕及回灌等有效措施,使工程取得了成功,说明在降水过程中傲到先保护措 适当控制抽水鼍或离心泵的真空度. 在开挖基坑时,井点降水用最大的抽水量 或真空度运行;在垫层,桩承台,地下室 底板完成后,可适当调减抽水量或调小真 空度,使基坑外的降水曲面尽可能控制在 较小的范围内,但要在坑内,外设置水位 观测井,及时控制水位. 在降水井管与建筑物,管线,路面间 设置回灌井点,持续用水回灌,补充该处的地下水,使降水井点的影响半径不超过 施到位,然后再进行施工降水,并加强沉 降监测,保持周边地下水位相对稳定的上述保护措施是可行的. 参考文献 n】建筑基坑支护技术规程(JG儿20一 99).中国建筑工业出版社 【2】建筑与市政降水工程技术规范(J G J 回灌井点的范围,防止回灌井点外侧建筑 物地下水的流失,使地下水保持基本不变.回灌水宜采用清水,以免阻塞井点, 回灌水量和压力大小,均须通过计算,并 通过对观测井的观测加以调整,既要保持 /T11198).中国建筑工业出版社 【3】陈幼雄.井点降水设计与施工.上海 科学普及出版社.2004 万 方数据 科技创新导报Sc;ence and Technology Innovatjon Herald 65 井点降水对周围环境的危害及预防措施作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 引用次数: 邓晓翔 湖南省地质矿产勘查开发局416队,湖南株洲,412007 科技创新导报 SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD 2008,(11) 0次 参考文献(3条) 1.JGJ 120-1999.建筑基坑支护技术规程 2.JGJ/T 111-1998.建筑与市政降水工程技术规范 3.陈幼雄 井点降水设计与施工 2004 相似文献(10条) 1.会议论文 陈宁.左勇.朱晓治 井点降水应关注回灌问题 2002 井点降水是目前较为普遍采用的一种降低地下水位的方法,回灌井点与井点降水相反,井点降水辅以回灌可收到良好的技术经济效果. 2.期刊论文 吴柏林 采用回灌法井点降水进行深基坑开挖的经验 -黑龙江粮油科技2001,11(1) 采用回灌法井点降水进行深基坑施工,加快了工程进度,降低了工程造价,保证了工程质量,是一种较先进的施工技术,可供我省粮食工程建设参考. 3.学位论文 姬永红 深基坑工程中井点降水的优化设计 2004 该文根据沉降变形控制的降水最优化设计概念,以总的抽水量最少建立目标函数,研究基坑降水方案的优化实现问题.预测是优化设计的核心,不仅要 预测地下水的动态水位,还要预测因水位下降引起的地层沉降.通过准确的预测,最终确定一个既能满足工程施工和工程安全的需要,又能使降水对周围环 境引起的沉降最小的降水方案.从而改变仅从工程安全和施工条件的角度进行降水设计的传统观点.地下水的渗流场采用非稳定渗流方程来表述,根据数值 法求解此方程得到的结果,能够方便的掌握地下水位随时间的变化,并预测基坑可以开挖的时间,确定施工进度.进行地层沉降的计算时,采用总应力不变的 观点计算有效应力的增量,并根据传统的分层总和法进行沉降计算.认为在对回灌措施控制地层沉降分析的基础上,采用回灌井防止地层沉降是更为有效的 措施.计算模型的求解通过Fortran编写的渗流程序来实现. 4.期刊论文 李强.孟闻远.李占良.路佳杰.LI Qiang.MENG Wen-yuan.LI Zhan-liang.LU Jia-jie 无砂混凝土管深 井井点降水的设计与施工 -工程建设与设计2006,(12) 利用枯水期这一黄金季节,经现场探测水位,并通过科学计算,论证,确定的无砂混凝土管深井井点降水方案,巧妙地将部分井点设置在后浇带上,从而 极大地提高了降水效果,同时避免因设置在抗渗筏板内所带来的一系列技术难题.其在确保基础施工顺利进行以及周边建筑物,围墙等安全的基础上,比周 围同期施工的高层建筑降水费用降低40.45万元,取得了较好的经济和社会效益. 5.学位论文 姚懿伦 非稳定渗流的数值模拟在基坑降水和回灌中的研究和应用 2005 采用轻型井点降水是目前在粉土和粉砂质土地区进行基坑施工时较为常用的降水方法之一,然而井点系统在降低地下水位的同时也会引起周围地基变 形等副作用,进而影响周围建筑物的安全与市政设施正常功能的发挥.在众多降低由于降水而带来不良影响的措施中,回灌法具有其不可取代的优点.但目 前对回灌法研究较少,且多基于稳定流理论,未能较真实地反映地下水浸润面随时间变化的特征,造成设计施工均缺少足够的理论指导,大大限制了回灌法 的推广使用.本文针对粉土与粉砂质土地基渗透性好,含水层厚的特点,从等效完整井二维非稳定渗流理论出发,应用里兹法(Ritz),自主编制了基于 FORTRAN语言的有限元计算程序-SEEP2,对潜水降水非稳定阶段进行数值模拟.为使数值模拟更为精确,本文对影响半径的确定,厚含水层非完整井特性, 多层土的等效渗透系数等亦进行了较为深入的探讨.通过实例验证,该有限元程序成功的实现了对多层非均质潜水含水层的抽-注井群非稳定渗流场的模拟 ,精度达到实用要求,可为基坑回灌工程的设计,施工和管理提供参考意见.通过实例分析,本文针对现阶段回灌法采用的抽-注井点同时启动的施工方法 ,提出了先抽后灌的优化理念,给出了具体的优化设计步骤.并通过数值模拟,验证了此种优化措施的可行性与经济性,为基坑工程中回灌法的进一步优化 提供了科学依据.本文在基坑回灌法施工监测上进行了深入细致的分析,指出以往施工监测中对回灌井点影响程度的认识不足,从而导致监测井点的布置不 合理,提出监测井点布置应遵循先模拟后选址的步骤,具有一定的理论意义和实用价值. 6.会议论文 李强.孟闻远.李占良.路佳杰 无砂混凝土管深井井点降水的设计与施工 2006 利用枯水期这一黄金季节,经现场探测水位,并通过科学计算,论证,确定的无砂混凝土管深井井点降水方案,巧妙地将部分井点设置在后浇带上,从而 极大地提高了降水效果,同时避免因设置在抗渗筏板内所带来的一系列技术难题.其在确保基础施工顺利进行以及周边建筑物,围墙等安全的基础上,比周 围同期施工的高层建筑降水费用降低40.45万元,取得了较好的经济和社会效益. 7.期刊论文 石岩 8万m3煤气柜基础施工降水回灌技术 -江苏冶金2007,35(4) 采用回灌技术和相应的控制措施来解决相距很近的建构物在降水时产生的不均匀沉降,是可行的,有效的,比较节约的措施.在夹有局部粘性土的砂 层中进行井点降水,只要保证井点沉管质量,井管周围粗砂滤层的质量,并采用相应的设备,降水也可达到预期效果. 8.期刊论文 战阴哲 深基坑的降水与回灌施工技术研究 -城市建设2010,(9) 深基坑的特点:基坑超深,地降水量很大,基坑平面面积大,基坑内外水位高差大,基坑底板内水压较大.开挖过程中,局部开挖较深的位置容易产生 地下水突涌现象.根据本工程降水难点,选用深井降水井点降水与回灌的施工技术措施. 9.期刊论文 李登华 深基坑施工中的深井井点降水 -铁道建筑2002,(11) 珠海明星大厦深基坑开挖施工