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基坑降水技术在建筑工程施工的应用

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摘要:在高层建筑的地下室施工、地下工程等建筑工程中,常常会因为流砂、管涌、坑底失稳、坑壁坍塌等问题引发严重的工程事故,这会造成地下管网、地基的损坏,甚至有可能影响到建筑物地上部分的质量。所以在基坑建设过程中一定要线降低地下水位,以此确保工程质量。本文通过介绍基本的建筑工程基坑排水方法,进行技术分析和相应地实例分析,希望广大施工单位掌握更加经济合理的基坑降水技术,保障建筑物的安全,同时提高企业的盈利能力。

关键词:基坑降水技术;建筑工程;方法分析;实例分析

1引言

经济在快速发展,土地资源也越来越稀缺,人们对于地下资源的利用越来越多。比如城市中正在兴建的地铁工程,摩天大厦的地基越挖越深等。有效的基坑降水技术可以显著降低施工工地区域范围内的地下水位,避免因为地下水过多带来的流砂、管涌、坑底失稳、坑壁坍塌等问题出现,以此保障工程的质量和安全性。

2基坑降水理论综述

基坑降水就是把工程施工地区的地下水通过井点的方法引流至他处。一共需要做到两点:①处理地下水,使得基坑能够一直保持干燥的状态,创造有利的施工环境。其中,处理地下水在基坑降水工作中十分关键。如果地下水处理妥当,整个工程就不会出现流砂现象导致的工程塌方问题,可以处理好土质和积水,工人也可以更加高效率地施工,而不用担心土体移位等状况发生,安全系数也因此得到保障。②稳定边坡,防止坡面上有水渗漏。基坑降水工作处置妥当,可以有效防治基坑基地和坡面上有水渗漏,这样就可以稳定边坡,防治沙土的流失,还能够改善土质,让土壤承载力和支撑能力得到有效提升。

3建筑工程基坑降水方法

3.1明沟排水法在基坑内部安置排水沟和排水井,然后使用抽水机械进行抽水。抽水井中抽出了地下水,就可以保证基坑内部保持相对干燥。

3.2轻型井点法轻型井点法基坑降水技术的主要原理是利用真空,让土壤中的水分成为水气混合物,经过管道系统进入到水气分离器。之后再做出进一步的分离,空气进入真空分离,水分进入离心泵水管中。这个方法使用的范围比较大,同时由于施工流程简单、相对经济适用,使用关于地下水水位不深、基坑面积不大地施工场所。所以在我国的建筑行业中,广泛使用的就是轻型井点法施工技术,不过需要注意的是在土壤渗透系数很小的情况下,要采用适当的气密性措施,才能保障轻型井点法有效实施。

3.3管井井点法管井井点法一般是以钻孔成井,然后每个井中都分别使用离心泵抽取地下水,这种办法适用于其他方法不容易解决的,渗透系数超过0.1的沙土、碎石块等环境中。该方法能够产生很好排水效果,同时设备简易、方便更换维修。在实际施工中往往采用管井井点法。

3.4喷射井点法喷射井点法是采用高压力水泵把水压送到井点一侧,产生独立的空间,之后通过侧孔流至喷嘴。由于喷嘴地姐面积很小,就会使得水流充分加速,达到30m/s以上的速度。水流在喷射之后,水煮附近会产生压力,把地下水和水中的空气一并送入到混合室当中。这种办法的优点是能够处理地下较深处地地下水,可是因为井点管地布局和架设复杂,也需要很多监督和管理人员进行控制,工作速度提升不上去。

3.5深井井点法这种方法适用于井深深度大于15m的,井内用抽水泵难以满足需求的情况。深井井点法一般用于水量很大的基坑环境,特别是渗透系数较高,透水厚度较大的环境。此外深井井点法的实施可以把设备放置于基坑之外,这点对于施工来说是个优势。

3.6综合井点类基坑降水技术综合井点类基坑降水技术的综合性很强,适合在基坑环境较为复杂的情况下使用,利用该技术可以显著地降低排水成本,同时能够使得效率得到提高。在施工中要考虑工地的实际情况,选择恰当的排水技术方法。比如:某工程的地基使用的是砂性土,而且地下水情况比较复杂,很容易会出现流砂的情况,甚至可能发生严重的基坑坍塌事故。因此,一定要采用有效的基坑降水技术来降低该工程的水位,避免发生工程质量问题,同时这也是基坑降水技术的最终目标。根据现场实际的施工过程来看,基坑的面积很大,需要降低的地下水水位也不深,这种情况下十分适合采用轻型井点法来进行基坑降水处理。在实际施工中,成孔工具选用型号为3B的功导杆式水冲枪,采用粗砂作为粒料,采用型号特定的真空泵机作为抽水设备,该泵机的功率保持在7.5kWh等等。事前一定要做好相关的准备工作,确保基坑降水工程得到精确实施。

4工程实例分析

4.1工程基本资料

某综合办公大楼是该地区的重点工程之一,本工程的二期办公大楼,长为125m,宽为85m,基坑的开挖深度大约是8m。在该工程的地下水主要是浅水,水面处于地下1.5m左右的深度。基坑采用轻型井点沿着工程施工工地的周边布置,场地中间布置少量的管井进行排水。

4.2基坑降水方案

降水工程的目标是完成基坑内最大坑深的降水,在施工过程中可能要加大地基的开挖深度,这样降低深度在江水设计中能够给后续工程留有一定的余地。此外,基坑开挖的工期十分紧张,要在尽可能短的时间内完成基坑降水工程,同时把地下水位降到基坑深度以下。基坑工程降水会改变基坑周围土壤的受力状态,一方面水位下降加强了土壤的自重应力;应一方面地下水从静止转向流动,必然引发渗流作用。力学计算难度很大,本工程简便起见,只考虑坑外土体在重力方向发生单方向的渗流。针对工程地质的主要结构问题,本工程采取的技术是:轻型井点法和管井井点法,这样能够有效解决滞留水渗出等问题。观景的深度一定要够,同时能够按具体需求,留有可以加深深度的泵头和能够及时调节抽水速率和功率的泵头。基坑内一定要不知若干个疏干井点,加速开挖土体内的地下水疏干。住宅楼等其他项目工程统一划片,布置轻型井点和管井,在一次施工中统一进行基坑降水工作。

4.3基坑降水主要施工流程

4.3.1施工前期准备根据井点系统的设计进行计算,轻型井点法使用的降水设备为4台2BL-6型的JSJ60射流泵。排水量为每小时25m3,井点立管设置为直径38的钢管,长度为8.0m,井点管的底端1.2m位置是滤管,二者之间采用橡皮管相互连接。

4.3.2井点管安装施工因为工程的上方大约用2m厚的杂土,不方便冲孔工作开展,为了保障冲孔的安全性,根据基坑开挖坡顶线位置在坡顶线外50cm左右的位置开挖沟槽,深度约1.0m。井点管铺设采用水冲法,利用高压水冲刷土体,用冲管拢动土体助冲,把土层冲成圆孔之后埋设井点管。注意在冲击过程中一定要不断摇动冲水管,使得圆孔的直径达到300mm左右,方便沙石的填充。为了达到井点管抽水切断外围水进入基坑的内部,井点管应该埋在粉质黏土或是淤泥粘土的上部,同时要结合相关的地质报告、现场施工实际冲击的难易程度,来确定井点管掩埋的深度合理准确。总管应当处于井点管外侧50cm处,在铺设前同样要开挖沟槽,把槽底填平,将配好的管子一根根放入沟槽内部,在端头处穿上螺栓,垫上橡胶的密封圈,然后拧紧螺栓。井点管铺设完毕之后,应当把抽水设备、总管和井点管进行相互连接,并且进行抽水预试验,检查是否有漏水、漏气、堵塞等异常情况出现。此外现场要存放少量的粗砂,防止产生死井,以便于再次冲孔安装井点管。

4.3.3管路安装在所有井点管完成铺设之后,用吸水胶管把井点管和总管相连,同时用铁丝捆牢,然后再与抽水设备连通。此后接通电源就可以进行抽水试验。在这期间监察出水是否正常;主管路的流水坡度是不是坡向射流真空泵;集水管和井点管连接的胶管在进行抽水试验中是否有漏水漏气的现象等等。凡是出现了异常情况,应当及时进行检修和维护工作,之后再次试验,直到没有问题产生方可投入实际工程的基坑降水工作中。

4.3.4井点降水施工一套轻型井点管安装完毕之后进行抽水试验,在井点使用过程中应当保证抽水的连贯性。在抽水试验一切正常之后可以开始实际抽水作业。抽水开始之后没天要观测3次水位和水量。当水位达到了预先设定好的水位目标并且保持稳定之后,可以每天观测量减少到1次。在监测过程中要及时整理检测的记录,绘制相关的曲线图,分析水位下降的趋势,然后进行合理的时间预测,保障基坑降水工作的质量和精度。

5结语

在建筑工程的基坑降水工作中,一般采用的是井点降水方法。沿着基坑四周或者两侧埋入深于基坑的井点滤水管或是管井,然后连接总管进行抽水工作。使得地下水位降低到坑底之下。但是在实际工程中,要对工程地块内的土壤进行分析,同时计算基坑涌水量,以此确定井点管的布置数量,精心组织施工,高质量地完成施工,同时确保施工中的安全。

参考文献

[1]黄鹏飞.基坑降水技术在建筑工程施工中的应用探讨[J].工程技术,2016(21):9~13.

[2]吴军.浅谈基坑降水技术在建筑工程施工中的应用[J].工程科技,2014(2):228~231.

[3]黄瑞.基坑降水技术在建筑工程施工中的应用分析[J].新材料新装饰,2014(5):287~290.

作者:陈隆文 单位:福建省延隆建设有限公司

基坑降水技术在建筑工程施工的应用责任编辑:张雨    阅读:人次