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地下水的人工处理方法介绍!

344 2021-08-26 09:54:18

现将具有我国特色的地下水处理的基本方法作一简述。

一、止水法——将地下水止于基坑之外 

1.沉井、沉箱法

在深基础施工中,为了减少大开挖的大量土方工程,并保证陡坡开挖边坡的稳定性,常采用沉井基础。这是一种垂直的筒形结构物,多数用混凝土和钢筋混凝土制成。

沉井下沉过程中如遇到地下水,对于渗透性较弱的粘性土层,由于沉并起着止水作用,不致产生基底涌砂现象。

沉箱法是一种在地下水位下施工时,将压缩空气送入形似有顶盖的沉井的沉箱内部,排开地下水 (即沉箱内部压力大于地下水的压力), 在 沉箱内于土上进行挖土施工,并通过特殊的装置井运土的方法。在沉箱自重或加荷重作用下,沉箱逐步下沉,至设计标高后,用混凝土填实工作室,即为沉箱基础。

该方法适用于下沉深度达地下水位以下35~40米的场合,它不受土层条件的限制。缺点是工人在高压空气中工作会影响他们的健康,而且这种方法管理复杂,效率低,成本高。

2.冻结法

冻结法的实质是用人工方法降低温度使岩土中水冻结以达到提高岩土的强度和减少其透水性的目的。

利用冻结止水的特性,在施工范围内,布置若干钻孔(垂直或水平),孔中加入冷却溶液,借助冷却 溶 液 (通常用 CaCI,溶液),在钻孔中不断的循环,使钻孔周围温度降低,因水冻 结 而成为冻土柱。冻土墙由于水冻结后强度很高,不透水,可以阻止冻土墙播外围地下水。 人就可以在冻土墙以内的基坑正常地进行工作。

冻结法适用于地下铁道工程、因施工复杂,成本高,很少有入采用。

3.灌浆法

灌浆法是用压力通过钻孔将胶结浆液灌入岩土的 孔 隙 和 裂缝,并在其中凝固,从而充填了孔隙和裂缝;此外,还能把岩土颗粒胶结好,起到提高岩土强度和降低地下水渗透性的作用。

灌浆法有以下几种∶

(1)水泥灌浆法:通过钻孔向岩土内压入水泥溶液,当袁泥溶液进入空隙时,水泥中化学成分发生水化作用,形成新的化合物充填了岩土之空隙,并把岩土腔结成一个坚固的整体。

(2)粘土漕浆法:粘土灌浆法借压力将粘土浆斥入岩土的孔隙和裂隙中,然后提高乐力 (约2.02兆帕),把粘土浆中 之 水挤出, 而粘土颗粒则留在孔隙和裂缝中紧密地充满空隙,大大降低岩土的渗透性。粘土灌浆法对据把高岩土强度不显著, 不适用于粗粒无粘性岩石,地下水的流速过大的土层。

(3)沥青灌浆法:沥青灌浆法是通过钻孔将沥青溶液沿裂缝压入岩石,用它来填塞岩石的裂隙和孔穴,大大降低岩石的透水性。

(4)矽化法:矽化法是通过金属用高压将某些溶液压入软弱土中来充填土的孔隙。利用这些溶液发生化学反应 生 成 的 数胶,把松软的土胶结成整块,而使软弱土具较高的力学强度、不透水性和抗水性。

灌浆法用于基坑开挖处理地下水时, 可沿着基坑周围布置钻孔,灌浆后形成防水帷幕,在某种地质条件下,具有一定效果。

4.地下连续墙

近年来,在深基础施工中,常采用地下连续墙施工法。连续墙为钢筋混凝土结构物,有一定的人土深度,它一方面起承受较大的土的侧压力,另外起防止地下水入浸作用。对于软弱土层渗透性小的土层,地下连续墙的止水效果很好。

5.板桩法

沿基坑(撬)四周打入板桩,成为连续而联销的板桩墙。为了提高支撑坑壁和防止地下水渗入坑内的效果,施工时要注意板桩闽联销严密,如有可能打入深度至不透水层,以减少流入坑内的水量。该方法用于渗透性小的土层,效果较好。

二、排水法--—篝坑范围内地表水与地下水排除 1.明沟排水

在基坑(槽)内 (或外)设置排水沟。集水井和抽永设备把地下水从集水井中不断抽走,保持基坑干燥。此法因设备简单施工简便、成本低,而得到广泛采用,但基坑不宜太深,不能完全防止土的流失和流砂现象,它适用于碎石上、粗粒砂和渗水量不大的粘性土。

2.人工降低地下水位

人工降水即井点降水法,它是在拟建工程的基坑周围埋设能渗水的井点管,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。井点法降水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。由于基坑内土方干燥,有利机械化施工,缩短工期,保证工程质量与安全,是一种行之有效的现代化施工方法,已获广泛应用。

目前国内常用的井点降水法有轻型井点、喷射井点。电渗井点,管井井点及深井泵井点, 可依据土层的渗透性。要求降低水位的深度及工程特点而选用 (见表2.4.1)。

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在我国,井点降水法是新中国成立后才逐步发展起来的,冶金部本1052年系北重工工业基地建设中曾某用率型井点降水。1057年鞍山钢铁公司半连轧工程。1959年包头钢铁公司的建设。1064年太原钢铁公司扩建.工程等先后来用喷射井点降水。均获得良好的降水效果。

我国沿海一带如上海,天津、广州等地,先后广泛地应用井点法降水。1956年杭州某工程采用电渗井点降 水 成 功。 近些年莱。对井点抽水设备进行了改进。 目前 上海已生产轻型井点降水的成套设备,天津、上海试制射流泵新设备,均获得较好的技术经济效果。

值得一提的是,在上海宝山钢铁厂建设过程中,依据地下水位高、降水面积大、降水深度深、施工时间长的特点,曾采用不同类型的井点降水。并对井点降水的设计,施工及设 备 进 行 改进,取得了令人满意的效果。