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基坑地下水的控制方法有哪些?

873 2021-11-29 10:43:09

地下水的控制方法主要有降水、截水和回灌等几种形式,这几种形式可以单独使用,也可以组合使用。

(1)降水

降水的方法有集水明排和井点降水两类。

集水明排属重力降水,它是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟,并每隔一定距离设置集水井,使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井,然后用水泵将水排出坑外。这种方法的缺点是,地下水沿边坡面或坡脚或坑底渗出,使坑底软化或泥泞;当基坑开挖深度较大时,如果土的颗粒较细,在地下水动水压力的作用下,还可能引起流砂、管涌、坑底隆起和边坡失稳。因此,集水明排这种地下水控制方法虽然设备简单、施工方便,但在深基坑工程中单独使用有一定的条件。

图7所示为分层明沟排水,属于集水明排的一种形式,主要适用于基坑深度较大、地下水位较高、且上部有透水性强的土层的建筑物基坑排水。它在基坑边坡上设置 2~3层明沟及相应的集水井,分层阻截并排除上部土层中的地下水,以避免上层地下水冲刷基坑下部边坡,造成塌方。井点降水是应用最广泛的降水方法,是高地下水位基坑工程施工的重要措施之一。井点降水主要是将带有滤管的降水工具沉设到基坑四周的土中,利用各种抽水工具,在不扰动土的结构的情况下,将地下水抽出,使地下水位降低到坑底以下,保证基坑开挖能在较干燥的施工环境中进行。井点降水的作用是;

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1)通过降低地下水位消除基坑坡面及坑底的渗水,改善施工作业条件;

2)增加边坡稳定性,防止坡面和基底的土粒流失,以避免流砂现象;

3)降低承压水位,防止坑底隆起与破坏;4)改善基坑的砂土特性,加速土的固结。

井点降水法主要有轻型井点法、喷射井点法、电渗井点法、管井井点和深井井点法等。我们将在后面的问题中再详细讨论它们的施工工艺。

(2)截水

在城市中心区建筑密集的地区开挖深基坑,降水时还要考虑对周围环境的影响。当因降水造成的土体固结下沉,会危及地上建筑物和地下管线的安全与使用时,宜采用截水的方法来控制地下水。

深基坑工程的截水常采用的是设截水帷幕,它是在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁<亦称隔水帷幕)。截水帷幕的类型有水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、地下连续墙挡墙等,它们的作用往往不只是为了挡水,常常同时作为基坑的支护结构用来挡土。

为了阻止基坑内外的地下水相互渗流,截水帷幕的底部

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宜插入到不透水层,如图 8所示。其插入深度可按下式计算∶

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截水后,基坑内的水量或水压较大时,可在基坑内用井点降水。这样既有效地保护了周边环境,同时又使坑内一定深度的土层疏干并排水固结,改善了施工作业条件,也有利于支护结构及基底的稳定。

当地下含水量渗透性较强、厚度较大时,可采用侧向截水与坑内井点降水相结合或采用侧向截水与水平封底相结合的方案。水平封底可采用化学注浆或旋喷注浆法,如图9所示。

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截水帷幕施工方法、工艺和机具的选择,应根据水文地质及施工条件等因素综合确定。

(3)回灌

井点降水对周围建(构)筑物等的影响是由于周围地下水流失造成的,因此当基坑周围有建筑物或地下管线需要保护或坑外水位降低过多时,宜采用回灌措施控制地下水位的变化。回灌措施包括回灌井点、回灌砂井、回灌砂沟等。

回灌井点就是在降水井点与要保护的已有建<构)筑物之间打一排井点,在井点降水的同时,向土层中灌入一定数量的水,形成一道隔水帷幕。使井点降水的影响半径不超过回灌井点的范围,从而阻止回灌井点外侧的建<构)筑物下的地下水的流失,如图10所示。回灌井点的布置与施工要点参见第25 问。

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地下水控制的设计是基坑工程设计的重要组成部分。其设计应满足支护结构的设计要求,控制方法的选用要根据场地及周边水文地质条件、环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析后确定。地下水控制方法适用条件参见表10。

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