建筑施工中基坑降水施工工艺分析 王帅亮

发表时间:2020/6/11   来源:《基层建设》2019年第36期   作者:王帅亮
[导读] 摘要:在深基坑施工中,如果地下水位超过深基坑开挖底面,地下水就会渗入深基坑内部,为保证深基坑施工能够在干燥条件下完成,同时防止边坡失稳、基础流沙、坑底管涌等问题发生,需要切实做好降水工作。
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        摘要:在深基坑施工中,如果地下水位超过深基坑开挖底面,地下水就会渗入深基坑内部,为保证深基坑施工能够在干燥条件下完成,同时防止边坡失稳、基础流沙、坑底管涌等问题发生,需要切实做好降水工作。因此,降水施工是深基坑施工的核心环节。多数深基坑事故都与降水施工不合理、不规范有关。做好降水施工是保证深基坑施工质量的关键。常用的降水施工方法包括:明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、点渗井点降水等。
        关键词:建筑;基坑降水;施工工艺
        引言
        我国建筑工程施工规模不断扩大,行业持续发展之下,尽管基坑降水技术已经趋于成熟,但依然会受到场地水文、自然环境等多方面因素的影响,因降水不到位而引发的基坑失稳现象尤为普遍。对此,若要有效完成基坑降水作业,采取一套科学的降水方案尤为关键。
        1建筑基坑降水施工设计的目标和基础方案
        建筑基坑施工设计作业分析中,以准确的施工作业模式,注重基坑地面以下空间的设计分配,结合建筑地面施工作业面的实际情况,选择合理的坑井位置,加强建筑基坑作业面的施工,确定作业设计的空间和设计标准。依据建筑施工的整体过程和作用水平进行分析,确定排水法、堵水法等模式。按照必要的降水操作方法,加强对地下水面的整体效果处理,加强建筑基坑施工作业的整体操作模式应用。建筑基坑降水设计的目标是满足作业施工开挖范围内的必要含水和排水,避免出现流砂或渗漏现象,尽可能的满足基坑开挖整体作业的操作需求。基坑降水测试方法主要有以下几种:①使用电渗透确定井点位置,但费用较高。一般不适合普通基坑的设置,适用于淤泥、黏土材质的测定。②轻型的井点测定,可以有效的降低水位。按照其深度,调整深挖的比例关系,确定基坑的位置和外侧标准。根据有效的加固土体模式操作,加强测定效果,但不适用与黏土层。③喷射井点的测定,一般适用于加高的土层,特别是砂土层,但出水量一般,适用于辅助性的降水效果操作。
        2工程概况
        某能源站工程项目位于天津滨海新区,基础结构形式为桩筏基础,基坑面积约2240m2,基坑总延长米约为188m,基坑开挖深度为8m,属二级基坑。该项目基坑支护施工前,完成了现场地质详细勘察,基坑支护设计和专项施工方案均组织通过了专家论证。该基坑工程采用整体顺作法的设计方案,基坑采用浅层卸土放坡2m,并设置6m宽度放坡平台后,设置灌注桩排桩结合双排双轴水泥土搅拌桩隔水帷幕作为围护结构,坑内竖向普遍设置一道钢筋混凝土水平支撑体系。基坑内部设降水井共8口,基坑开挖至坑底时周圈设等粒径碎石盲沟,基坑上口设一圈截水沟,即“外截内降排”的方式。
        3建筑施工中基坑降水施工工艺
        基坑降水目的主要是疏干开挖范围内土体中的上部潜水,保证基坑开挖干作业施工;降低坑内土体含水量,提高坑内土体强度;降低基坑抗突涌区域的承压水头;同时控制地下水位上浮对基坑施工完的底板产生不利影响。基坑降水的主要难点和风险是如何按需降水,抽水量过大会导致基坑外潜水位下降而引起周边设施和地面沉降,抽水量过小则难以保证满足基坑安全施工的要求。为此,该基坑采取了以下措施:
        (1)基坑普遍开挖深度8m,局部集水坑挖深9m。首先对基坑开挖过程中上部潜水疏干进行设计计算,其次对基坑有影响的承压水含水层进行基坑抗突涌稳定性验算,根据计算成果有针对性地制定承压水减压方案。
        (2)降水井待相邻区域围护体、加固体和工程桩施工完毕后再施工,疏干井及降压井在基坑开挖前4周施工完成,基坑开挖前预留3周的潜水预降水时间,基坑开挖中的降水工作随挖土进度分梯次进行降水,基坑开挖到基底标高后只使用一部分降水井,在保证基坑安全施工和满足结构抗浮的前提下,减小降水井抽水量,缩短抽水时间,控制好基坑周边设施和地面的沉降。


        该基坑外围设有一道水泥搅拌桩封闭止水帷幕,因此坑内主要采取管井降排水方式。基坑内设大口径降水井,降水井采用φ600mm无砂透水混凝土管,管壁、管底包多层土工布及等粒径碎石,其透水直径达到800mm,降水井深度不小于12m;基坑开挖至坑底标高,沿基坑边及纵横向间隔30-40m做碎石滤层盲沟(盲沟距基坑边大于500mm),盲沟要求随挖随填,断面尺寸为350mm×400mm(宽×深),与降水井组成排水系统。该基坑外围设观测井,观测井井深9m,井口高出地面0.5m,并加活盖以防堵塞。同时基坑外围上口(地表面)周围作截水沟,防止地面水流入基坑。由于计算该基坑开挖至底时的基底抗承压水稳定性不满足规范要求,因此需对地下部分土层的承压水进行降压。对此,基坑内外共设置4口减压井,井深17m;通过实际观测水头确定开启时间,按需降压。该基坑降水过程加强了监测工作,采用“深井浅抽”的方式将降水深度控制在预设值范围内。降水井封堵安排在基础底板施工时进行,少量降水井根据现场降水情况安排在地下室封顶以后封堵。
        4基坑降水施工质量控制措施
        建筑深基坑施工状况的影响因素较多,若降水井使用效果欠佳,必然会对正式施工造成影响,只有科学设置降水井后,才可以将水分有效排出,为后续施工创造良好条件,以免因地下水过多而引发工程事故,既是对施工人员的安全保障,也是提升施工效率的重要前提。
        (1)降水井要有足够的深度,必须深入地下。结束孔洞开凿作业后,应安排专业人员分析,检测孔洞的实际深度,要求该值与设计要求相符。
        (2)对滤水管采取加固措施。由于降水井施工作业时易产生大范围的扰动现象,为确保滤管可正常使用,必须对其采取加固措施,否则将会出现滤管贴近地面的情况,难以有效过滤。
        (3)所设置的降水井必须足够洁净。定期清理尤为关键,操作中选择的是清水,持续清理时间不可短于1d,检验排出水的状态,若为清水即可停止。若经过多次洗井依然达不到施工要求,则必须重新设置降水井。
        (4)灵活调整挖土速度。坑壁处导流,提升排水设施的应用效果,避免降水井内出现水流淤积现象。此外,排水作业时应检测水的流速,若偏快则容易出现基坑沙土大量流失的情况,致使基坑沙土含量大幅下降,长时间作用下还将对基坑的形态带来不良影响。为避免该问题,可填上适量砾石,以免沙土大量外流。
        (5)维持干燥状态。在开挖三眼浅井或是在施工现场修建管井时,此类施工中必须维持基面的干燥状态,从而给施工作业创造良好的条件,提升工程施工效率。底板垫层浇筑作业时,施工人员采取了封堵措施,最终的施工效果良好,与设计要求相符。
        结语
        综上所述,建筑工程施工中基坑降水技术可以有效的保证建筑施工空间的模式,调整建筑地上、地下基坑降水设计效果。调整建筑工程设计标准,确定工艺设计模式,施工过程和降水效果,不断完善降水方案的合理调配,提升混凝土预制下的地基处理。通过有效的水压力作用,合理的调整施工现场的地质水平,确定地下水的实际情况,做好合理科学的配置,确保施工模式的可靠性应用。
        参考文献:
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        [2]张忠阳.建筑工程施工中基坑降水技术的应用[J].住宅与房地产,2017(17).
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        [4]罗柱.建筑工程深基坑开挖与支护施工技术总结[J].城市建设理论研究,2013,(26).
        [5]赵晓刚.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术[J].江西建材,2017,(1).
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