坑的開挖施工,無論是采用支護(hù)體系的垂直開挖還是放坡開挖,如果施工地區(qū)的地下水位較高,都將涉及到地下水對基坑施工的影響這一問題。當(dāng)開挖施工的開挖面低于地下水位時,土體的含水層被切斷,地下水便會從坑外或坑底不斷地滲入基坑內(nèi),另外在基坑開挖期間由于下雨或其它原因,可能會在基坑內(nèi)造成滯留水,這樣會使坑底地基土強(qiáng)度降低,壓縮性增大。這樣一來,從基坑開挖施工的角度出發(fā),對于采用支護(hù)體系的垂直開挖,坑內(nèi)被動區(qū)土體由于含水量增加導(dǎo)致強(qiáng)度、剛度降低,對控制支護(hù)體系的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和變形都是十分不利的;對于放坡開挖來講,也增加了邊坡失穩(wěn)和產(chǎn)生流砂的可能性。從施工角度出發(fā),在地下水位以下進(jìn)行開挖,坑內(nèi)滯留水一方面增加了土方開挖施工的難度,另一方面也使地下主體結(jié)構(gòu)的施工難以順利進(jìn)行。而且在水的浸泡下,地基土的強(qiáng)度大大降低,也影響了其承載力。因此,為保證深基基坑工程開挖施工的順利進(jìn)行,同時保證地下主體結(jié)構(gòu)施工的正常進(jìn)行以及地基的強(qiáng)度不遭受損失,一方面在地下水位較高的地區(qū),當(dāng)開挖面低于地下水位時,需采取降低地下水位的措施;另一方面基坑開挖期間坑內(nèi)需采取排水措施以排出坑內(nèi)滯留水,使基坑處于干燥的狀態(tài),有利于施工。
一、輕型井點降水
(一)輕型井點降水系統(tǒng)裝置
輕型井點主要由井點管(包括過濾器)、集水總管、抽水泵、真空泵等組成。輕型井點降低地下水位,是按設(shè)計沿基坑周圍埋設(shè)井點管,一般距基坑邊0.8m~1.0m,在地面上鋪設(shè)集水總管(并有一定坡度),將各井點管與總管用軟管(或鋼管)連接,在總管中段適當(dāng)位置安裝抽水水泵或抽水裝置。
(二)輕型井點抽水原理
井點系統(tǒng)裝置組裝完成之后,經(jīng)檢查合格后即可啟動抽水裝置。這時,井點管、總管及儲水箱內(nèi)空氣被吸走,形成一定的真空度(即負(fù)壓)。由于管路系統(tǒng)外部地下水承受大氣壓力的作用,為了保持平衡狀態(tài),由高壓區(qū)向低壓區(qū)方向流動。所以,地下水被壓入至井點管內(nèi),經(jīng)總管至儲水箱,然后用水泵抽走(或自流)。這現(xiàn)象稱為抽水(即吸水)。
(三)輕型井點抽水設(shè)備
輕型井點抽水的主要設(shè)備為:
井點管:直徑為38~50mm的鋼管,長5~7m,整根或分節(jié)組成。
濾水管:內(nèi)徑同井點管的鋼管,長度1m左右。
集水總管:內(nèi)徑為100~127的鋼管,長為50~80m,分節(jié)組成,每節(jié)長4~6m,每一個集水總管與40~60個
井點管用軟管聯(lián)結(jié)。
抽水設(shè)備:主要有真空泵(或射流泵)、離心泵和集水箱組成。
二、管井井點
對于滲透系數(shù)為20~200m/d且地下水豐富的土層、砂層,用明排水造成土顆粒大量流失,引起邊坡塌方,用輕型井點難以滿足排降水的要求。這時候可采用管井井點。管井井點就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個管井,或在坑內(nèi)降水時每一定距離設(shè)置一個管井,每個管井單獨用一臺水泵不斷抽取管井內(nèi)的水來降低地下水位。管井井點具有排水量大、排水效果好、設(shè)備簡單、易于維護(hù)等特點,降水深度3~5m,可代替多組輕型井點作用。
吉祥井點降水 20:53:54
深井工地施工說明
對于滲透系數(shù)大、涌水量大、降水較深的不砂類土,及用其它井點降水不易解決的深層降水,可采用深井井點系統(tǒng)。
深井井點降水是在深基坑的周圍埋設(shè)深于基坑的井管,使地下水通過設(shè)置在井管內(nèi)的潛水電泵將地下水抽出,使地下水位底于坑底。 本法具有排水量大,降水深(可達(dá)50m),不受吸程限制,排水效果好;井距大,對平面布置的干擾?。豢捎糜诟鞣N情況,不受土層限制;成孔(打井)用人工或機(jī)械均可,較易于解決;井點制作、降水設(shè)備及操作工藝、維護(hù)均較簡單,施工速度快;如果井點管采用鋼管、塑料管,可以整根拔出重復(fù)使用等優(yōu)點;但一次性投資大,成孔質(zhì)量要求嚴(yán)格;降水完畢,井管拔出較困難。適用于滲透系數(shù)較大(10~250m/d),土質(zhì)為砂類土,地下水豐富,降水深,面積大,時間長的情況,對在有流砂和重復(fù)挖填土方區(qū)使用,效果尤佳。
一、真空深井
疏干深井主要用于降低潛水和淺部的承壓水—潛水類型的地下水。在放坡開挖中為降低基坑內(nèi)和兩側(cè)邊坡的地下水位,有利邊坡穩(wěn)定。在有隔水帷幕的基坑中用于疏干坑內(nèi)的地下水,有利于開挖施工,其井深不超過隔水帷幕的深度。井的過濾器全部安裝在需要疏干的含水層部位。在粘性土中疏干井應(yīng)加真空,以增加井內(nèi)外的水頭差,加速水從粘性土中釋放的速度,達(dá)到快速疏干的目的。
真空深井由于降水速度快且相對于噴射井點成本較低,是現(xiàn)在廣泛采用的深基坑降水方法。
二、噴射井點
當(dāng)基坑開挖所需降水深度超過6m時,一級的輕型井點就難以收到預(yù)期的降水效果,這時如果場地許可,可以采用二級甚至多級輕型井點以增加降水深度,達(dá)到設(shè)計要求。但是這樣一來會增加基坑土方施工工程量、增加降水設(shè)備用量并延長工期,二來也擴(kuò)大了井點降水的影響范圍而對環(huán)境不利。為此,可考慮采用噴射井點。
根據(jù)工作流體的不同,以負(fù)壓力水作為工作流體的為噴水井點;以壓縮空氣作為工作流體的是噴氣井點,兩者的工作原理是相同的。
噴射井點系統(tǒng)主要是由噴射井點、高壓水泵(或空氣壓縮機(jī))和管路系統(tǒng)組成。噴射井管由內(nèi)管和外管組成,在內(nèi)管的下端裝有噴射揚(yáng)水器與濾管相連。當(dāng)噴射井點工作時,由地面高壓離心泵供應(yīng)的高壓工作水經(jīng)過內(nèi)外管之間的環(huán)行空間直達(dá)底端,在此處工作流體由特制內(nèi)置的,兩側(cè)進(jìn)水孔至噴嘴噴出,在噴嘴處由于斷面突然收縮變小,使工作流體具有的流速,(30~60m/s)在噴口附近造成負(fù)壓(形成真空),將地下水經(jīng)過濾管吸入,吸入的地下水在混合室與工作水混合,然后進(jìn)入擴(kuò)散室,水流在強(qiáng)大壓力的作用下把地下水同工作水一同揚(yáng)升出地面,經(jīng)排水管道系統(tǒng)排至集水池或水箱,一部分用低壓泵排走,另一部分供高壓水泵壓入井管外管內(nèi)作為工作水流。如此循環(huán)作業(yè),將地下水不斷從井點管中抽走,使地下水漸漸下降,達(dá)到設(shè)計要求的降水深度。
噴射井點用作深層降水,應(yīng)用在粉土、極細(xì)砂和粉砂中較為適用。在較粗的砂粒中,由于出水量較大,循環(huán)水流就顯得不經(jīng)濟(jì),這時宜采用真空深井