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基坑降水基本知識,你能張口就來嗎?

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這些基坑降水知識你必須了解    
 1、地下水基本知識
(1)地下水
埋藏和運動于地面以下各種不同深度含水層中的水。
(2) 含水層
充滿地下水的層狀透水巖層(土層),是地下水的儲存和運動的場所。
(3)  隔水層
不能透過和給出水量,或透水和給水均微不足道的巖層(土層)。
(4) 承壓含水層
位于兩個連續隔水層之間的含水層。
(5)承壓水
充滿于兩個隔水層(弱透水層)之間的含水層中的水。
(6) 潛水
位于包氣帶下第一個具有自由水面的含水層中的水。
(7) 地下水位
飽和帶地下水自由潛水面或承壓含水層水頭的高程水頭。
(8) 水頭
以液柱高度表示的單位質量液體的機械能。
 
2、基坑降水基本知識
 
基坑施工中,為增加邊坡和坑底的穩定性,減少被開挖土體含水量,便于挖土,或防止突涌發生,需要對基坑進行降水,其分為疏干降水和減壓降水。
 
常用降水方法使用條件
(1)常用基坑降水方法
 
集水明排
通過在坑外挖集水井,讓潛水、施工用水、降水等匯入集水井中,采用抽水泵將其一并抽出坑外的排水方法。
 
輕型井點
沿基坑四周或一側將直徑較細的井管沉入深于基底的含水層內,井管上部與總管連接,通過總管利用抽水設備將地下水從井管內不斷抽出,使原有地下水位降低到基底以下。
輕型井點降水
 
噴射井點
噴射井點降水是在井點管內部裝設特制的噴射器,用高壓水泵或空氣壓縮機通過井點管中的內管向噴射器輸入高壓水(噴水井點)或壓縮空氣(噴氣井點)形成水氣射流,將地下水經井點外管與內管之間的縫隙抽出排走。
 
電滲井點
利用井點管(輕型或噴射井點管)本身作陰極,沿基坑外圍布置,以鋼管(φ50-75mm)或鋼筋(φ25mm以上)作陽極,垂直埋設在井點內側,陰陽極分別用電線連接成通路,并對陽極施加強直流電電流。
 
 
管井(深井)
通過成孔將管井埋置要設計深度,通過在管井內放置抽水泵,將地下水排出坑外的降水方法。
 
管井降水
(2)疏干降水
 
疏干降水目的
a、有效降低開挖深度范圍內的地下水位標高;
b、有效降低被開挖土體的含水量,達到提高邊坡穩定性、增加坑內土體的固結強度、便于機械挖土以及提供坑內干作業施工條件。
 
 
疏干降水類型
a、封閉型疏干降水;當基坑周邊設置了止水帷幕,隔斷基坑內外含水層之間的地下水水力聯系時,一般采用坑內疏干降水;
b、敞開型疏干降水:當基坑未設置止水帷幕、采用大放坡開挖時,一般采用坑內與坑外疏干降水;
c、半封閉型疏干降水:當基坑周邊止水帷幕深度不足、僅部分隔斷基坑內外含水層之間的地下水水力聯系時,一般采用坑內疏干降水。
 
疏干降水運行控制
a、在正式開始降水之前,必須準確測定各井口和地面標高,測定靜止水位,安排好抽水設備、電纜及排水管道,進行降水試運行。其目的為檢查排水及電路是否正常以及抽水系統是否完好,保證整個降水系統的正常運轉。
b、抽出的地下水應排入場外市政管道或其他排水設施中,應避免抽出的地下水就地回滲,影響降水效果。
c、降水運行應與基坑開挖施工互相配合。基坑開挖前應提前進行預降水,一般在開挖前須保證有2周左右的預降水時間。在基坑開挖階段,坑內因降雨或其他因素形成的積水應及時排出坑外,盡量減少大氣降水和坑內積水的入滲。
d、對于基坑周邊環境保護要求嚴格、坑內疏干含水層與坑外地下水水力聯系較強的基坑工程,應嚴格執行“按需疏干” 的降水運行原則,避免過量降低地下水位。
e、在基坑內、外,均應進行地下水位監控。條件許可時,宜采用地下水位自動監控手段,對地下水位實行全程跟蹤監測。
f、降水運行階段,應對毀壞的抽水泵及時更換。疏干井管可隨基坑開挖進程逐步割除。
g、當基坑開挖至設計深度后,應根據坑位地下水的補給條件或水位恢復特征,采取合適的封井措施對疏干井進行有效封閉。
 
(3)減壓降水
 
 
減壓降水目的
及時降低下部承壓含水層的承壓水水頭高度,防止基坑底部突涌的發生,確保施工時基坑底板的穩定性。(突涌具有突發性質,造成的工程事故后果嚴重,經濟損失巨大,社會負面影響嚴重)
 
 
減壓降水類型
a、坑內減壓降水:必須保證減壓井過濾器底端的深度不超過止水帷幕底端的深度,才是真正意義上的坑內減壓降水。否則,抽出的大量地下水來自于止水帷幕以下的水平徑向流,引起坑外地面變形增大。當滿足以下條件一下時,采用坑內減壓降水方案:
①當止水帷幕部分插入承壓含水層中,隔水帷幕進入承壓含水層頂板以下的長度L不下于承壓含水層厚度的1/2,或不小于10m;
②當止水帷幕插入承壓含水層頂板以下的半隔水層或弱透水層中,隔水帷幕已完全阻斷了基坑內外承壓含水層間的水力聯系。
 
坑內減壓降水結構示意圖
b、坑外減壓降水:必須保證減壓井過濾器底端的深度不小于止水帷幕底端的深度,才能保證坑外減壓降水效果。否則,抽出的大量地下水來自于坑外的水平徑向流,導致坑外水位下降緩慢或降水失效,同時引起坑外地面變形也增大。當滿足以下條件一下時,采用坑外減壓降水方案:
①當止水帷幕未進入下部降水目的的承壓含水層中;
②止水帷幕進入降水目的承壓含水層頂板以下的長度L遠小于承壓含水層厚度,且不超過5m。
 
坑外減壓降水結構示意圖
c、坑內-坑外聯合減壓降水:當現場客觀條件不能完全滿足關于坑內減壓降水或坑外減壓降水的選用條件時,可綜合考慮現場施工條件、水文地質條件、隔水帷幕特征,以及基坑周圍環境特征與保護要求等,選用合理的坑外-坑外聯合減壓降水方案。
 
 
減壓降水運行控制方法
a、應嚴格遵守“按需減壓降水”的原則,綜合考慮環境因素、安全承壓水位埋深與基坑施工工況之間的關系,確定各施工區段的階段性承壓水位控制標準,制定詳細的減壓降水運行方案。
b、降水運行過程中,應嚴格執行減壓降水運行方案。如基坑施工工況發生變化,應及時調整或修改降水運行方案。
c、所有減壓井抽出的水應排到基坑影響范圍以外或附近的天然水體中。現場排水能力應考慮到所有減壓井(包括備用井)全部啟用時的排水量。每個減壓井的水泵出口應安裝水量計量裝置和單向閥。
d、減壓井全部施工完成、現場排水系統安裝完畢后,應進行一次群井抽水試驗或減壓降水試運行,對電力系統(包括備用電源)、排水系統、井內抽水泵、量測系統、自動監控系統等進行一次全面檢驗。
e、降水運行應實行不間斷的連續監控。對于重大深基坑工程,應考慮采用水位自動監測系統對承壓水位實行全程跟蹤監測,使降水運行過程中基坑內、外承壓水位的變化隨時處于監控之中。
f、降水運行正式開始前1周內應測定環境背景值,監測內容包括基坑內外的初始承壓水位、基坑周邊相鄰地面沉降初值、保護對象的初始變形以及基坑圍護體變形等,與基坑設計要求重復的監測項目可利用基坑監測資料。降水運行過程中,應及時整理監測資料,繪制相關曲線,預測可能發生的問題并及時處理。g、當環境條件復雜、降水引起基坑外地表沉降量大于環境控制標準時,可采取控制降水幅度、人工地下水回灌或其他有效的環境保護措施。
h、停止降水后,應對降水管井采取可靠的封井措施。
 

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