地下水對深基坑的影響及合理控制

1、 地下水對深基坑的影響及合理控制 2.武漢市勘察設(shè)計(jì)有限公司 湖北 武漢 430000摘要：在我國快速發(fā)展的過程中，我國的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會在不斷的進(jìn)步，很多工程項(xiàng)目都存在地下水的現(xiàn)象，如果地下水得不到有效的處理與控制，不僅會直接影響到深基坑工程的展開，還會讓整個(gè)項(xiàng)目受到影響。因此，深基坑作業(yè)時(shí)很有必要對于地下水做有效處理，要結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場的實(shí)際情況和地下水的存在狀況，有針對性的采取相應(yīng)措施，給深基坑作業(yè)提供良好的實(shí)施環(huán)境。本文對此進(jìn)行了分析研究。關(guān)鍵詞：地下水；深基坑；影響；合理；控制引言近年來,隨著高層建筑和地下空間利用的發(fā)展,我國深基坑工程日益增多。因設(shè)計(jì)或施工不當(dāng),深基坑工程事故時(shí)有

2、發(fā)生,其中相當(dāng)一部分事故是因?yàn)榈叵滤刂撇划?dāng)而造成的。目前,基坑工程通常處于建筑物和城市生命線工程的密集區(qū),基坑開挖過程中如果水的問題處理不當(dāng),將會對周圍環(huán)境產(chǎn)生重大影響,因此地下水控制問題已成為深基坑工程的難題之一。深基坑地下水的控制方法可分為三種,第一種是人工降低地下水位,將基坑區(qū)域內(nèi)的地下水位降低到開挖線以下,在其影響范圍內(nèi)形成降水漏斗;第二種是設(shè)置封閉式防滲帷幕,切斷基坑內(nèi)外水力聯(lián)系,使基坑內(nèi)的水形成無源之水;介于上述兩種方法之間的是防滲帷幕與降水相結(jié)合的辦法。1概述地下水對基坑支護(hù)的穩(wěn)定性有顯著的影響,大多數(shù)的深基坑支護(hù)事故是由地下水直接和間接引起的,地下水的影響是多方面的,包括軟化

3、作用,沖刷作用,靜水壓力和動水壓力的作用,還有水浮力作用等,同時(shí)換季氣溫變化以及同一天的溫差變化對地下水狀態(tài)的改變都會對基坑支護(hù)的穩(wěn)定性造成很大的影響。以北京某科技大樓為實(shí)例,就其中由于地下水影響,致使基坑支護(hù)出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析,并提出了合理的解決方案。2地下水位控制的有效方法2.1采取降水的處理模式地下水控制的方法有很多，結(jié)合不同的項(xiàng)目情況可以有針對性的進(jìn)行方法的選擇。最常使用的就是降水處理，通常采取的降水措施有兩種，即井點(diǎn)降水和集水明排。井點(diǎn)降水的使用最為普遍，是透過利用帶慮管的工具放置到基坑周圍的土層中，利用抽水的方式在不影響土粒結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將地下水抽出，以達(dá)到降水的效果。這種方法具備

4、一定的穩(wěn)定性，則實(shí)施的條件和設(shè)備都相對簡單，在實(shí)際工程中使用非常普遍。集水明排則是一種重力降水的方法，這種排水模式通常是在基坑周圍開挖明溝，在特定間距內(nèi)設(shè)置集水井，能夠借助重力的作用讓地下水逐漸排出。這種方法在施工上相對簡單，但是容易產(chǎn)生坑底軟化的問題。2.2水平止水帷幕水平止水帷幕就是在基坑某一深度范圍內(nèi)利用旋噴體套接的形式形成水平止水底板(也稱為水平封底),它和豎向帷幕一起組成一個(gè)封閉的“箱形”止水結(jié)構(gòu)以阻止地下水的滲入。該形式又稱五面止水結(jié)構(gòu)形式。一般情況下水平封底的作用主要有四條:其一是防止承壓水突涌;其二是旋噴體有較高的強(qiáng)度,相當(dāng)于給支護(hù)結(jié)構(gòu)在下部設(shè)置了一道剛度很大的內(nèi)支撐,改變了支

5、護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),大大提高了被動土壓力區(qū)土層的力學(xué)參數(shù),增大了被動土壓力,從而減少了樁長,降低了支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,其三是工程樁與旋噴樁結(jié)合在一起,增大了坑底的穩(wěn)定性和抗浮能力,其四是水平封底改善了土的力學(xué)指標(biāo),增大了樁的承載力。水平封底常用的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種,一種是等厚度結(jié)構(gòu)形式,即整個(gè)水平封底的厚度相同。另一種是考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),將帷幕做成“凹”字形即沿基坑邊緣一定范圍內(nèi)做的較厚一些,這樣可以增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是相鄰兩排的噴射效果可以相互彌補(bǔ),其封水效果更為可靠。2.3管井降水方案設(shè)計(jì)(1)降水井點(diǎn)布置:在北、東兩側(cè)距基坑邊沿23m和南側(cè)引水渠底布置降水井,井間

6、距68m;西側(cè)在攪拌樁帷幕墻之內(nèi)布置降水井,井間距1012m,基槽開挖時(shí)回填級配砂石后隨土方一起挖掉;設(shè)計(jì)降水井20個(gè)。在基坑中部有集水坑的部位布置臨時(shí)抽水井,以解決殘留滯水問題。在基坑北側(cè)距化學(xué)南樓23m布置地下水回灌井,井間距810m,共布置降水回灌井4在基坑西南角出土坡道位置(長度約10m)設(shè)置短護(hù)坡樁,護(hù)坡樁之上放坡或砌磚墻35個(gè)。在場地內(nèi)布置水位觀測孔23個(gè),觀測孔深度為810m,孔徑為300mm,下入直徑3845mm的塑料管,管外填入直徑24mm的礫石或石硝濾料。(2)殘留滯水的處理:由于在降水深度范圍內(nèi)的含水層中含有粉質(zhì)粘土層,其滲透系數(shù)小于0.01m/d,為相對隔水層,位于基坑

7、深度范圍內(nèi),這對降水非常不利,當(dāng)基坑開挖時(shí),該部位易產(chǎn)生殘留滯水,給基坑開挖及邊坡穩(wěn)定帶來一定難度;因此,需要對殘留滯水進(jìn)行處理。在基坑四周邊坡的含水層底部,設(shè)置排水溝(管),將隔水層所托之殘留滯水引入集水井之中抽走。如局部砂層發(fā)生流砂或邊坡少量坍塌時(shí),采用設(shè)置水平引流管或砌磚插管法處理。2.4設(shè)置回灌井點(diǎn)在進(jìn)行地下水的處理時(shí)，很容易使得周圍地面發(fā)生明顯沉降，這會產(chǎn)生一些負(fù)面印象，因此，對于這種狀況要做靈活處理。首先，可以在項(xiàng)目基坑和需要保護(hù)的建筑體之間設(shè)置相應(yīng)的回灌井點(diǎn)，這是讓需要保護(hù)的建筑體能夠保持合理的地下水位的方法。這能夠很大程度避免周圍建筑體地下水的流失，能夠讓地下水位在整體上維持在

8、合適的范圍內(nèi)，這樣才能夠讓土層壓力保持平衡，不至于由于地基重力快速增大而產(chǎn)生沉降效應(yīng)。2.5降灌工藝原理井點(diǎn)回灌是在井點(diǎn)降水的同時(shí)，將抽出的地下水通過回灌井點(diǎn)再灌入地基土層內(nèi)，水從井點(diǎn)周圍土層滲透，在土層中形成一個(gè)和降水井點(diǎn)相反的倒轉(zhuǎn)降落漏斗，使降水井點(diǎn)的影響半徑不超過回灌井點(diǎn)的范圍。這樣，可以阻止回灌井點(diǎn)外側(cè)的建筑物下的地下水流失，使地下水位基本保持不變，土層壓力仍處于原始平衡狀態(tài)，從而有效地防止降水井點(diǎn)對周圍建筑物的影響。2.6防止土粒帶出在深基坑地下水排出的過程中，使用最為普遍的工具為井管慮管，尤其是其中的濾層，是人工降水操作中非常重要的媒介。高質(zhì)量的慮管及配備的濾層可以很好的組織土粒被

9、帶出，這是深基坑排水時(shí)一定要保障的要點(diǎn)。反之，在一些真空操作環(huán)境下，在排水時(shí)周圍的土粒會不斷被抽出，這使得排出的水量中含有大量泥沙，這不僅會直接導(dǎo)致水土流失，也會隨之帶來地基沉降等一系列問題。因此，在深基坑排水時(shí)一定要在排水工具上有良好選擇，避免土粒被帶出這類問題的發(fā)生。結(jié)語地下水是影響基坑穩(wěn)定性的重要因素,應(yīng)該充分考慮到地下水對邊坡穩(wěn)定性的影響,不僅要對各層地下水的各種參數(shù)測量準(zhǔn)確,有深刻的認(rèn)識,因地制宜的選擇優(yōu)秀的降水設(shè)計(jì)方案,同時(shí)還應(yīng)充分考慮周圍的環(huán)境因素及各種設(shè)施可能帶來的影響,而且還要考慮不同季節(jié)地下水的變化對邊坡穩(wěn)定性的影響。要想取得全面的成功應(yīng)選擇具有相應(yīng)資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工單位,同時(shí)要求施工管理人員具有一定的理論基礎(chǔ)和豐富的施工經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)施工過程中各環(huán)節(jié)的管理,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)工程情況和既定方案組織施工,不得忽視基坑的安全和穩(wěn)定性而一味的壓縮工程,降低成本,隨意的修改設(shè)計(jì)工程情況。基坑開挖前應(yīng)準(zhǔn)備好足夠的設(shè)備,并充分考慮可能出現(xiàn)的對邊坡的穩(wěn)定性造成影響因素(如民用設(shè)施破壞后水的下滲)。同時(shí)要加強(qiáng)基坑的監(jiān)