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基坑工程的地下水控制(基坑降水和基坑止水)介绍

423 2021-03-26 09:49:52


在地下水位高的地区,在基坑开挖过程中,必须防止管涌、流砂及与降水有关的坑外地面变形,必须对地下水进行有效的控制,以保证土方开挖的顺利实施。基坑工程的地下水控制通常采用两种方法∶在坑内外设置降水井,降低地下水位;或在基坑四周设置止水帷幕,隔离浅部地下水,在基坑内降水。


集水明排是在基坑内设置排水沟和集水井,用抽水设备将基坑中水从集水井排出,达到疏干基坑内积水的目的。井点降水是对基坑内的地下水或基坑底板以下的承压水进行疏干或减压。

隔水是用地下连续墙、喷射注浆(旋喷)、深层搅拌或注浆形成具有一定强度和抗渗性能的截水墙或底板,阻止地下水流入基坑的方法,包括竖向隔水及水平封底隔水。无论采用哪种方法,在基坑施工过程中,长时间大量持续降水,都可能造成基坑周围的地面沉降,应注意其对环境带来的影响。


基坑降水

降低地下水位方法有集水明排及降水井。降水井包括电渗井点、轻型井点、喷射井点、-管井、渗井。隔离地下水包括地下连续墙、隔水帷幕、坑底水平封底隔水等。


常用的各种井点降水方法的适用条件见表3-6。

对于弱透水地层(渗透系数不大于10-'m/s)中的浅基坑,当基坑环境简单、含水层较薄、降水深度较小时,可考虑采用集水明排;在其他情况下宜采用降水井降水、隔水措施或隔水、降水综合措施。


基坑止水

设置竖向止水帷幕,防止地下水通过渗水层向坑内渗流。当坑内积水时,由于止水帷幕的隔水作用,使坑外的地下水位在短时间内不致受过大的影响,从而防止因降水而引起的基坑周围地面的沉降。


竖向止水帷幕的设置应穿过透水层进入不渗水层或弱透水层,真正起到隔水封闭作用。


当坑底下土体中存在承压水时,竖向止水帷幕应切断承压水层,也可在坑底设置水平向的止水帷幕,既可阻止地下水绕墙底向坑内渗流,又防止承压水向上作用的水压力使基坑底面以下的土层发生突涌破坏。但一般可在承压水层中设置减压井以降低承压水头。当承压水水头高、水量大时,也可以既设置水平向止水帷幕,并配合设置一定量的减压井,这样比较经济。


常用的止水帷幕的形成方法有深层水泥搅拌法和高压喷射注浆法。

(1)深层搅拌法

在支护桩、墙外侧,用深层搅拌法形成连续的水泥搅拌桩墙的止水帷幕体,是目前最常用的一种施工法。其平面排列方式有单排或双排两种。采用湿法搅拌时,水泥渗量为12%~15%,有效施工深度在15m左右。深层搅拌桩墙止水帷幕适用于软土地区,在硬土层中成桩困难,一般不使用。

(2)高压喷射注浆法

高压喷射注浆法的水泥浆液在10~20MPa的压力下,切割破碎和搅拌土体形成高压喷射注浆水泥土止水帷幕,喷注方式按帷幕墙形式的需要,可采用旋喷、定喷、摆喷等方式。高压喷射注浆止水帷幕适用于砂类土、粉土及黏性土等土层,对含较多大粒径的块石、卵砾石地基,效果较差。高喷射注浆法水泥用量大,可达600~700kg/m²,造价较高。