摘要:在深厚强透水地层基坑降水施工过程中,施工人员需要结合基坑现场水文地质条件,制定科学合理的降水方案,明确施工工序,选择科学的降水方法,满足基坑降水的安全和质量要求。但是深厚强透水地层基坑降水会受到多方面因素的影响,存在一定的安全风险,一旦出现处理不到位的问题,就会影响到整个工程施工的顺利进行。本文结合具体的案例,针对深厚强透水地层基坑降水技术进行分析和论述。
关键词:深厚强透水地层;基坑;降水技术
对地下水位比较高的深厚强透水地层基坑,施工单位需要结合实际情况,采取行之有效的降水措施,满足施工的技术要求。在通常情况下,施工单位采用管井降水的方法,不仅便于施工,而且具有良好的降水效果,保证边坡的稳定性,有效防止出现流沙或者管涌等问题,尤其在大开挖的深基坑具有多方面的优势。因此,本文主要针对深厚强透水地层基坑降水技术展开论述,并且提出合理化的建议与对策。
一、某工程概况
某工程基坑总长度为270米,标准段宽为20米,基坑深17米,主要采用地下连续墙形式作为围护结构,属于深基坑工程。场地土层主要包括以下几种类型:第一,杂植土,呈现出褐黄色,平均层厚为3.5米。从土壤状态来看,土质比较松散,固结性比较差,主要以黏土为主,夹杂着碎石、建筑垃圾以及生活垃圾等。第二,黏土,呈现出褐黄色或者灰黄色,保持在硬塑料状态,湿润,具有一定的压缩性,掺杂沙量的砾石颗粒。第三,淤泥质黏土,呈现出褐灰和深灰色,主要以软塑状态为主,具有很强的压缩性,顶层埋深大约为1.5-3.2米,平均层厚为1.75米。第四,圆砾,主要包括褐灰、黄灰等,饱和,具有中低压缩性。粒径大于2毫米的砾石占60%以上,具体包括玄武岩和石英砂岩等,具有较高的磨圆度,利用粉土、粉砂进行填充。通过分析,本次深基坑工程降水具有以下几方面的特征:圆砾石层为含水层,渗透性很强,具有很大的涌水量;围护结构没有把透水层隔断;虽然进行了地址水文勘察工作,但是仍然存在不明确的问题,尤其地表水与地下水结构非常复杂。并且施工现场周维护建筑比较密集,对地面沉降要求很高。
二、深厚强透水地层基坑降水技术方案
对深厚强透水地层基坑而言,降水方案的合理性对整个工程会产生非常明显的影响,尤其影响到基坑开挖和边坡的稳定性。在本次深基坑施工中,需要把设计水位降深降到基坑开挖底线以下1米,可的有效避免降水对地层产生不利的影响,提升地基的承载力。
第一,建立水文地质模型。通过对本次工程地质进行分析,需要建立建立相应的水文地质模型。在本次工程施施工中,水位降深超过了15米,整个挖深范围很大,通过分析基坑边缘到延伸5倍的影响半径,没有发现明显阻隔等边界条件的变化,可以视为无限边界条件,施工人员可以才赢管井法,来降低地下水位。在水文地质模型建立中,需要选择综合性的渗透系数,然后按照面状基坑和均质含水层等计算不同条件下单个降水井的出水量。
第二,确定有效带深度。为了满足实际施工的要求,施工单位要结合实际情况,按照工程降水的要求,选择计算参数。虽然潜水完整井法算法逐渐成熟,但是由于算法比较复杂,计算人员需要结合实际情况,需要引入含水层抽水有效带的概念。有效带就是指在非完整井抽水时,深度不能到达含水层的底部,会直接影响到深度,这个深度是抽水的有效带。为了满足实际生产施工的基本要求,有效带深度可以进行假定,就是与非完整井流量和水位相同的条件下等效完整井含水层的厚度。根据施工现场的基本情况,由于现场地质条件存在很大的差别,如果采用近似的计算方法,可能出现比较大的误差,需要选择有效带深度验证公式。
第三,明确基坑降水设计思路。由于本次设计水位降深超过了15米,含水层渗透系数比较高,计算的厚度为50米左右。因此,在主体围护结构中,主要采用地下连续墙结构,在不采用任何帷幕措施的条件下,在基坑开挖过程中,采用直接降水的方式,由于连续墙形成的绕流长度比较短,水力降低的坡度很难保证,不能满足基坑涌水量的要求,而且会直接影响基坑外形形成漏斗,从而出现建筑物不均匀的问题。
第四,水平封底式防渗帷幕。在本次工程项目施工中,主要采用旋喷桩加注浆形成水平防渗帷幕,旋喷的厚度约为2米,采用旋喷桩搭建而成,中间可以允许渗透进一定的水量。对水平帷幕埋深和厚度,施工人员可以采用压重平衡的方法,平衡水压力。由于本次基坑开挖深度为16.4米,并且天然潜水为埋深为2米,根据底板的厚度,充分考虑各种不良因素以后,设置了旋喷桩顶标高。具体实施水平帷幕以后,基坑内部含水层渗透系数就会出现大幅度的减少,为了满足实际需要,计算人员可以利用达西定律计算实际的涌水量。在实施水平帷幕高压旋喷桩以后,需要结合水平防渗帷幕与维护结构,建立完善的封闭帷幕体系,在很大程度上切断了基坑内外的水力关系。在进行基坑开挖过程中进行降水,对围护结构、周围建筑和道路影响比较小。为了实现既定的降水效果,施工人员需要结合实际情况,制定完善的降水方案,控制好实际的涌水量,降低工程造价,采取针对性的降水措施,满足实际施工的要求。
结语
综上所述,在进行深厚强透水地层基坑降水过程中,施工单位要根据工程安全施工标准,分析现场地质情况,引入有效带理论,采用科学合理的隔水措施,为具体基坑降水施工提供专业的指导和帮助,避免对周围建筑和道路产生不良的影响,降低开挖土层的含水量,避免出现流砂和管涌问题。
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