地下水的處理方法與工程實(shí)踐

1、地下水的處理方法與工程實(shí)踐核心提示：當(dāng)基礎(chǔ)深度在天然地下水位以下時(shí)，在基礎(chǔ)施工中常常會(huì)遇到地下水的處理問(wèn)題。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)輕型井點(diǎn)降水、深井井點(diǎn)降水、電滲井點(diǎn)降水的施工方法與注意事項(xiàng)進(jìn)行了全面總結(jié)與探論。一般認(rèn)為，工業(yè)與民用建筑工程基坑開(kāi)挖過(guò)程必須要具備以下的必要條件：首先要保持基坑在開(kāi)挖過(guò)程中保持干燥狀態(tài)，創(chuàng)造有利于施工順利開(kāi)展的良好環(huán)境；其次是確保基坑的邊坡時(shí)刻處于穩(wěn)定狀態(tài)，做到安全施工；如果忽視這兩方面的必要條件，其后果將是十分嚴(yán)重的。但是在實(shí)際的施工過(guò)程中有的基坑發(fā)生積水或基坑土質(zhì)稀軟，工人或施工機(jī)械難以立足，無(wú)法正常展開(kāi)施工；有的出現(xiàn)“流砂現(xiàn)象”導(dǎo)致邊坡塌方，地質(zhì)遭到破壞；有的內(nèi)

2、部基坑土體發(fā)生較大的位移，影響鄰近建筑物的安全使用，嚴(yán)重的甚至造成災(zāi)難性后果；之所以會(huì)出現(xiàn)這些異常情況，都是由于施工過(guò)程中對(duì)地下水的處理不當(dāng)引起的。所以，在基坑施工中應(yīng)對(duì)地下水的處理給予應(yīng)有的重視。1地下水的處理方法地下水的處理有多種可行的方法，從降水方式來(lái)說(shuō)可分為止水法和排水法兩大類。止水法，即通過(guò)有效手段，在基坑周圍形成止水帷幕，將地下水止于基坑之外，如沉井法、灌漿法、地下連續(xù)墻等；排水法是將基坑范圍內(nèi)地表水與地下水引流排除，如明溝排水、井點(diǎn)降水等。止水法相對(duì)來(lái)說(shuō)成本較高，施工難度較大；井點(diǎn)降水法較之多數(shù)止水法施工簡(jiǎn)便、操作技術(shù)易于掌握，是一種行之有效的施工方法，而且多年來(lái)已在工業(yè)與民用建

3、筑工程施工被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)井點(diǎn)降水法作一探論與總結(jié)。井點(diǎn)降水法，它是在擬建建筑物的基坑周圍布設(shè)能滲水的井點(diǎn)管，并配置相應(yīng)的抽水設(shè)備，在基坑施工期間不問(wèn)斷地將地下水抽走，以使基坑范圍內(nèi)的地下水降低至設(shè)計(jì)深度。井點(diǎn)法降水適用于具有不同幾何形狀的基坑，它具有能夠有效克服流砂造成的不良影響、穩(wěn)定基坑邊坡等方面的作用。通過(guò)有效的井點(diǎn)降水，能夠使基坑內(nèi)的土方保持干燥狀態(tài)，這樣有利機(jī)械化施工的開(kāi)展，同時(shí)也會(huì)對(duì)縮短施工工期、保證工程質(zhì)量、確保施工安全產(chǎn)生較大的正面影響。井點(diǎn)降水法是指在工程的基坑（梢）附近埋設(shè)大量的滲水井點(diǎn)管，與此同時(shí)在地面組裝配套抽水管路系統(tǒng)，通過(guò)井群連續(xù)抽吸地下水，使基坑范圍

4、內(nèi)的地下水位降低到基坑以下一定深度，以達(dá)到預(yù)期的降水效果。目前我國(guó)常用的井點(diǎn)降水法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)等。在近年來(lái)的工程實(shí)踐中，井點(diǎn)降水法因其施工造價(jià)合理、降水效果好、井點(diǎn)布設(shè)靈活等方面的優(yōu)點(diǎn)而得到了迅速的發(fā)展與廣泛的采用。相比較而言，井點(diǎn)降水法具有下列優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)便，操作技術(shù)易于掌握；適應(yīng)性強(qiáng)，可用于不同幾何圖形的基坑；降水后土壤干燥，便于機(jī)械化施工和后續(xù)工作工序的操作；井點(diǎn)作用下土層固結(jié)，土層強(qiáng)度增加，邊坡穩(wěn)定性得到提高；地下水通過(guò)濾水管抽走，防止了流砂現(xiàn)象造成的的危害；節(jié)省支撐材料，減少土方工程量等。由此，井點(diǎn)降水法已成為目前在含水透水位土層實(shí)施的一種行之有效的方法。1.1輕型

5、井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水系真空作用抽水。降水效果除管路系統(tǒng)有影響外很大程度上取決于真空抽水設(shè)備的選用。輕型井點(diǎn)降水法適用于滲透系數(shù)為0.120m/d的土及土層中含有大量細(xì)砂和粉砂的土，或明溝排水易引起流砂、坍方現(xiàn)象的情況。目前常用的有真空泵型、射流泵型、隔膜泵型井點(diǎn)三種。輕型井點(diǎn)由井點(diǎn)管、過(guò)濾管、連接管、集水總管、主管、抽水設(shè)備等組成管路系統(tǒng)，并由抽水設(shè)備啟動(dòng)，在井點(diǎn)系統(tǒng)中形成真空，并在井點(diǎn)周圍一定范圍形成一個(gè)真空區(qū)，真空區(qū)通過(guò)矽井?dāng)U展到一定范圍。在真空力的作用下，井點(diǎn)附近的地下水通過(guò)砂井，經(jīng)過(guò)濾器被強(qiáng)制性吸入井點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)而使井點(diǎn)附近的地下水位得到降低。在作業(yè)過(guò)程中，井點(diǎn)附近的地下水位與真空區(qū)外的

6、地下水位之間，存在一個(gè)水頭差，在該水頭差作用下，真空區(qū)外的地下水是以重力方式流動(dòng)的。所以常把輕型井點(diǎn)降水稱真空強(qiáng)制抽水法，更確切地說(shuō)應(yīng)是真空一重力抽水法。只有在這兩個(gè)力作用下，基坑地下水才會(huì)降低，并形成一定范圍的降水的漏斗拋物線。1.1.1 輕型井點(diǎn)施工工藝程序放線定位一鋪設(shè)總管一沖孔一安裝井點(diǎn)管、填砂礫濾料、上部填粘土密封一用彎連管將井點(diǎn)管接通一安裝抽水設(shè)備與總管連通一安裝集水箱和排水管一開(kāi)動(dòng)真空泵排氣，在開(kāi)動(dòng)離心泵抽水一測(cè)量觀測(cè)井中地下水位變化。1、1.2輕型井點(diǎn)施工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題經(jīng)過(guò)降低地下水位后，土壤會(huì)產(chǎn)生固結(jié)，也就會(huì)在抽水影響半徑的范圍內(nèi)引起地面沉降，有時(shí)會(huì)給周圍已有的建筑物帶來(lái)一定

7、程度的危害。在進(jìn)行降低地下水位施工時(shí)，為避免引起周圍建筑物產(chǎn)生過(guò)大的沉降，采用回灌井點(diǎn)是一種有力的措施。這種方法就是在抽水影響半徑范圍內(nèi)建筑物的附近預(yù)先鉆一排探孔，在進(jìn)行抽水降低地下水位之前，事先將鉆孔內(nèi)的水位勘查清楚，記錄下來(lái)。當(dāng)進(jìn)行抽水降低地下水位時(shí)，為避免已有建筑物下面的地下水位下降，在降水的同時(shí)向探孔內(nèi)灌水，以保證原地下水位不變化，以此來(lái)防止地面產(chǎn)生沉降給已有的建筑物帶來(lái)危害。1.2 深井井點(diǎn)降水法深井井點(diǎn)降水是在深基坑周圍埋置深于基底的井管，使地下水通過(guò)設(shè)置在井管內(nèi)的潛水電泵將地下水抽出，使地下水位低于坑底。深井井點(diǎn)降水具有排水量大、降水深（15m）、不受吸程限制、排水效果好、井距大

8、、單位降水費(fèi)用低、對(duì)平面布置的干擾小并可用于各種情等優(yōu)點(diǎn)。深井井點(diǎn)降水的井點(diǎn)成孔可用人工或機(jī)械成孔均可，但其一次性投資比較大，井點(diǎn)成孔質(zhì)量要求高。深井井點(diǎn)降水適用于滲透系數(shù)較大（1025rrdd）;土質(zhì)為砂類土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土，地下水豐富、降低水位深（1Omb面積大、時(shí)間長(zhǎng)的情況，最大降水深可達(dá)50m是高層建筑使用最為實(shí)用、有效、廣泛應(yīng)用的降水方法。1.2.1 深井井點(diǎn)施工工藝程序井點(diǎn)測(cè)量定位一挖井口、安護(hù)筒一鉆機(jī)就位一鉆孔一回填井底砂墊層一吊放井管一回填井管也孔壁間的砂礫過(guò)濾層一洗井一井管內(nèi)下設(shè)水泵、安裝抽水控制電路一拭抽水一降水井正常工作一降水完畢拔井管一封井1.2.2深井井點(diǎn)施工時(shí)應(yīng)

9、注意的問(wèn)題(1)基坑內(nèi)井點(diǎn)應(yīng)同時(shí)抽水，使水位差控制在要求范圍內(nèi)。(2)加強(qiáng)水位監(jiān)測(cè)，特別是臨近已有建(構(gòu))筑物)的深井井點(diǎn)，宜在建(構(gòu))筑物附近增設(shè)觀測(cè)井，水位差過(guò)大時(shí)，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施，如設(shè)置回灌井點(diǎn)等。(3)防止排出的地下水回滲而流入基坑。(4)潛水泵在運(yùn)行時(shí)要時(shí)刻注意檢查電纜線是否和井壁相碰，以防磨損后水沿電纜芯滲入電動(dòng)機(jī)內(nèi)。(5)位于基坑內(nèi)的深井井點(diǎn)，由于井管較長(zhǎng)，挖土至一定深度后，井管應(yīng)與附近的支護(hù)結(jié)構(gòu)支撐或立柱等連接，予以固定。(6)當(dāng)基坑底部有不透水層時(shí)，為排除上層地下水，可采用砂井配合深井降水。(7)井管使用完畢后應(yīng)當(dāng)盡快拔出，不能擱置在基坑土體中。1.3 電滲井點(diǎn)降水法電滲

10、井點(diǎn)降水法是利用粘性土中的電滲現(xiàn)象和電泳特性，使粘性土空隙中的水流動(dòng)加快，起到一定的疏干作用，從而使軟土地基排水效率得到提高。電滲井點(diǎn)降水法一般與輕型井點(diǎn)或其他管井點(diǎn)結(jié)合使用效果較好。電滲井點(diǎn)降水法適用于在飽和粘性土中，特別是在淤泥質(zhì)粘土中，由于土的滲透系數(shù)很小(小于0.1m/d),使用重力或真空作用的一般輕型井點(diǎn)降水效果達(dá)不到要求時(shí)，采用電滲井點(diǎn)排水效果較好。2工程實(shí)踐2.1 工程概況天水鐵路住宅小區(qū)10號(hào)高層住宅樓工程，地上15層,地下1層，高度44。8m建筑面積為12868。35m,鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑0.8米，單樁承載力設(shè)計(jì)值1700KN樁端嵌入風(fēng)化巖層深度不小

11、于1.7m,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)13.5m,樁總數(shù)126根。2.2 井點(diǎn)降水的實(shí)施根據(jù)地質(zhì)資料得知，擬建場(chǎng)地水文地質(zhì)條件較為單一，場(chǎng)地地下水屬第四系孔隙潛水，主要補(bǔ)給源為大氣降水，地下水受季節(jié)性影響較大。場(chǎng)內(nèi)地下水位在1.5-1.83m之間，水位很高，且滲透系數(shù)為1217m/d。經(jīng)過(guò)對(duì)本工程地質(zhì)戡察資料全面研究與比選后，擬在本工程的基礎(chǔ)工程施工過(guò)程中采用深井井點(diǎn)降水法，沿?cái)M建10號(hào)樓周圍布設(shè)了17眼深井降水井，采用深井潛水泵進(jìn)行抽水?？紤]到降水深度大，影響半徑范圍廣，若長(zhǎng)時(shí)間抽降水，勢(shì)必會(huì)影響場(chǎng)外附近建筑物，為了增強(qiáng)降水效果，又可縮短抽水時(shí)間。采用間斷性抽水，以減少外圍影響面積，并設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。降水井徑大于600mm孔深15.0m,護(hù)壁套管直徑為600mlTl,套管外面包尼龍網(wǎng)布；套管外四周用粒徑為0.52.0em的碎石料填充，作為濾水層，濾層應(yīng)填至原地下水位線以上30em上部再用粘土回填