人工降低地下水位方法探讨.doc

人工降低地下水位方法探讨广西质量监督导报人工降低地下水位方法探讨摘要随着我国城市化建设的发展,高层建筑越来越多,高层建筑基础埋深越来越大.随着基础埋深的增大,常会在深基础中出现一层甚至多层地下含水层,在高层建筑中,由于土的含水层被切断,使地下水不断渗入基坑内,给施工带来很大的困难,这时进行人工降低地下水位就尤为重要.本文就人工降低地下水位的方法进行探讨.关键词深基础;地下水位;方法刖吾随着城市化发展的加快,城市用地紧张化,越来越多高层建筑采用深基础,而大型深基础的开挖,由于土方量大,有时会遇到地下水及流砂层,在开挖土方时,土壤的含水层常被切断,地下水将会不断地渗入坑内,为了保证施工的正常进行,防止边坡塌方和地基承载能力的下降,必须降低地下水位,才能开挖.人工降低地下水位,就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备,在基坑开挖前和开挖过程中不断地抽出地下水,使地下水位降低到坑底以下,直至基础工程施工完毕为止.人工降低地下水位不仅是一种旋工措施,也是一种加固地基的方法.它能疏干基土中的水分,促使土体固结,提高地基强度,还可以减少土方量,缩短工期,提高工程质量和保证施工安全.目前,常用的降水方法可分为集水井降水和井点降水.一,集水井降水集水井降水是在基坑或沟槽开挖时,在坑底设置集水井,并沿坑底的周围或中央开挖排水沟,使水流入集水井内,然后用水泵抽出坑外.四周的排水沟及集水井应设置在基础范围以外,地下水流的上游.根据地下水量,基坑平面形状及水泵能力,集水井每隔204Om设置一个.集水井的直径或宽度,一阮家权般为0.6O.8m.其深度随着挖土的加深而加深,要经常低于挖土面O.71.Om.井壁可用竹,木等简易加固.当基坑挖至设计标高后,井底应低于坑底12m,并铺设碎石滤水层,以免在抽水时将泥砂抽出,并防止井底的土被扰动.从基坑中直接抽出地下水的方法比较简单,应用也较广,但当土为细砂或粉砂时,地下水渗出时会产生流砂现象,使边坡塌方,坑底冒砂,工作条件恶化并会引起附近建筑物下沉的危险.二,井点降水法井点降水法根据设备可分为轻型井点,喷射井点,电渗井点,管井井点和深井井点等.具体选用时,可根据工程的特点,要求的降水深度,含水层土的类别及其渗透系数,施工设备的条件和施工期限等因素,进行技术经济比较以后作出选择.在基坑开挖深度较大,地下水位较高,而土质又不好的情况下,用集水井降水法施工往往容易出现坑内涌水,斜坡失稳,坑底上冒等现象,而用井点降水法的方法,则可以解决这些问题.井点降水就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),在基坑开挖前和开挖过程中,利用真空原理,不断抽出地下水,使地下水位降低到坑底以下.(一)轻型井点2os质量监督?消费指导53广西质量监督导报轻型井点降低地下水位,是沿基坑周围以一定间距埋入井点管(下端为滤管)至蓄水层内,井点管上端通过弯连管与地面上水平铺设的集水总管相连接,利用真空原理,通过抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,使原有地下水位降至坑底以下.轻型井点系统的布置,应根据基坑或沟槽的平面形状和尺寸,深度,土质,地下水位高低与流向,降水深度要求等因素综合确定.1.平面布置当基坑或沟槽宽度小于6m,且降水深度不大于5m时,可用单排线状井点,布置在地下水流的上游一侧,两端延伸长一般以不小于坑(槽)宽度为宜.如宽度大于6m,或土质不良,渗透系数较大时,则宜采用双排线状井点.面积较大的基坑宜用环状井点,有时也可布置为U形,以利于挖土机械和运输车辆出入基坑.2.程布置轻型井点的降水深度在考虑设备水头损失后,不超过6m.井点管的埋设深度H(不包括滤管长)按下式计算.HH1+h+iL式中:H1一井管埋设面至基坑底的距离(m):h一基坑中心处基坑底面(单排井点时,为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离,一般为O.51.0m:1一地下水降落坡度,环状井点1/1O,单排线状井点为1/4:L-井点管至基坑中心的水平距离(m)(在单排井点中,为井点管至基坑另一侧的水平距离).若计算出的H值大于井点管长度,则应降低井点管的埋置面(但以不低于地下水位为准),以适应降水深度的要求.当一级井点系统达不到降水深度要求,可根据具体情况采用其他方法降水(如上层土的土质较好时,先用集水井排水法挖去一层土再布置井点系统)或采用二级井点(即先挖去第一级井点所疏干的土,然后再在其底部装设第二级井点),使降水深度增加.(二)喷射井点54质量监督?消费指导喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水(喷水井点)或压缩空气(喷气井点)形成水气射流,将地下水经井点外管与内管之间的间隙抽出排走.主要设备包括装有扬水器的井点管,进水总管,回水总管,高压水泵和循环水池(或水箱).地下水依靠高压水泵加压的工作水作用于扬水器而提升到地面.如果并点施工质量差,扬水器失效,循环工作水路不通畅,工作水大量漏失和压力下降,井点滤管或砂滤层淤塞,井点就会失效.因此,施工前应严格检查设备状况,进行试抽,保证工程的顺利进行.此法设备较简单,排水深度大,可达820m,比多层轻型井点降水设备少,基坑土方开挖量少,施工快,费用低.适于基坑开挖较深,降水深度大于6m,土渗透系数为0.12O.0m/d的填土,粉土,黏性土,砂土中使用.(三)管井井点管井井点由滤水井管,吸水管和抽水机械等组成.管井井点设备较为简单,排水量大,降水较深,较轻型井点具有更大的降水效果,可代替多组轻型井点作用,水泵设在地面,易于维护.适于渗透系数较大,地下水丰富的土层,砂层或用明沟排水法易造成土粒大量流失,引起边坡塌方及用轻型井点难以满足要求的情况下使用.但管井属于重力排水范畴,吸程高度受到一定限制,要求渗透系数较大(1.0200.Om/d).(四)深井井点当降水超过15m时,在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求,可加大管井深度,改采用深井泵即深井井点来解决.深井井点一般可降低水位3O4Om,有的甚至可以达到1O0m以上.主要设备包括深井,深井泵和排水管路等.地下水依靠深井泵叶轮的机械力量直接从深井内扬升到地面排出.深井泵的电动机安装在地面上,它通过长轴传动使深井内的水泵叶轮旋转.而电动机和水泵均设在深井内工作的则称为深井潜水泵.深井井点具有井距大,易于布置,排水量大,降水深(1550m),降水设备和操作工艺简单等特点.不受土质限制(下转第61页J广西质量监督导报息,遇到问题及时调整,消除安全隐患.当出现险情预兆时,可作出预警,及时采取措施,保证施工和环境的安全;当安全储备过大时,及时修改设计,削减围护措施.还可根据定期监测得到的信息,反演计算参数,根据反演计算参数重新分析计算进行正分析变形预测,必要时适当修改设计或施工步骤,再继续施工和监测.四,结语深基坑支护的优化是一个贯彻工程始终的过程,不是某一个阶段才应该优化,要从设计选型到施工完成的整个进程当中进行.优化过程具有全局性,连续性.所以在优化过程当中必须要注重各个设计,施工环节之间的关系,要做到前一步的优化能为后一步做好铺垫,不能将各个环节独立对待.这样才能做成安全,合理,经济的”最优”深基坑支护.参考文献1刘建航,侯学渊.基坑工程手册M.北京:中国建筑工业出版社,1997.2岩土工程手册编写委员会.岩土工程手册M.北京:中国建筑工业出版社,1994.3董建国,沈锡英,钟才根.土力学与地基基aiM.上海:同济大学出版社,2005.4林宗元.国内外岩土工程实例和选编M.辽宁:辽宁科学技术出版社,1992.5王翠英,王家阳.论深基坑支护优化设计的重要性J.武汉工业学院学报,2005,24(2):5659.6邰恩利,张博红,于清春,彦丙仁.优化施工组织设计合理确定工程造价门.水利水电技术,2000,5(31):5455.7王作成.浅论施工组织设计编制方法的改进I黑龙江科技信息,2008,(33):273.【作者简介1胡超(1986一),男,安徽,2007年7月毕业于西南交通大学本科学历.现从事施工现场管理工作至今.2钟珍瑜,男,湖南,2007年毕业于广州大学硕士研究生.3蔡晓苏,女,浙江,现于华南理工大学硕士研究生在读.(上接第54页)等特点,适用于渗透系数大(2O250m_j/d),土质为砂类土,地下水丰富,降水深,面积大,时间长,基坑占地面积大的工程地下降水的降水工程,流砂地g,n重复挖方地区使用这种方法,效果更佳.施工中要想使水位降低至操作面下,可以有两种途径,一种是加大井的直径和井的深度,即增大单井的落差,从而达到使最高水位降至操作面下O5m,另一种通过均匀布井,控制单井的落差,使水位均匀降至设计要求.前一种布井少,对地层扰动大,如建筑物对地基要求高时,该方法不可采用(除非施工后注浆),且该方法对原有建筑物也会带来较大的不利影响;后一种方法可能布井较多,但对地层扰动小,对原有建筑的危害也较小,因此条件允许时应优先选用后一种方法.另外井深还要考虑单井的出水量与自己现有的水泵配套.井深主要是根据水位降深,所需要的单井出水能力,水泵的进水口的位置,含水层的厚度,及泥浆淤积深度等因素进行选择.井径的选择要综合考虑以下几种因素:单井要求的出水量,水泵的直径,当