董齊蕾
(遼寧水利職業(yè)學(xué)院 遼寧沈陽 110122)
建(構(gòu))筑物的根本是基礎(chǔ),直接關(guān)系到建筑主體的穩(wěn)定,因此,基礎(chǔ)工程質(zhì)量的好壞至關(guān)重要。土壤中富含水體,在進行開挖基坑這一工序時,如基坑的底面位于地下水位之下的時候,此時被割斷的含水層中的水體持續(xù)地滲到坑內(nèi),由于坑內(nèi)水體的增多,不利于施工的正常進行,更嚴(yán)重的會造成坑壁坍塌,降低地基的承載能力。因此,我們應(yīng)采取必要的措施及時地控制基坑內(nèi)地下水位在安全范圍內(nèi),控制地下水位應(yīng)貫穿于開挖基坑的全過程,這樣才能確保其工程質(zhì)量,保證施工安全。由此可見,基坑的降排水在基礎(chǔ)工程施工中至關(guān)重要。
在實際工程中,我們常采用明排水法以及人工降水法來進行基坑降排水,其中明排水法有兩種主要形式,即普通明溝排水法和分層明溝排水法。
明排水法是目前最為經(jīng)濟以及最為常見的降排水方法,該方法適用于粘性土以及砂土,因為這些土質(zhì)不容易發(fā)生流土、塌陷、管涌等現(xiàn)象[1]。
(1)普通明溝排水法
普通明溝排水法的排水原理即為:在基坑開挖的同時,將排水溝布設(shè)在坑底周圍或基坑中心位置處,然后為了將排水溝內(nèi)的水排出,我們還需要安放集水井于坑底處,再用水泵將地下水排到基坑外面。
集水井的布設(shè)間距可由地下水量、水泵抽水能力的不同來確定,一般為30~40m。集水井的截面尺寸一般為0.6m×0.6m~0.8m×0.8m,它的深度要時刻位于挖土面下方0.8m~1.0m位置處,并逐步增大。集水井壁需要進行簡單的加固處理,可采用竹籠、鋼筋籠或磚圈等。待到基坑挖到設(shè)計標(biāo)高時,井底應(yīng)位于坑底1~2m位置處,同時為確保井底的土體不被長時間的抽水過程所干擾,需鋪設(shè)隨時綠水層,層厚為0.3m。基坑排水溝的深度通常是0.3~0.6m,底寬要大于等于0.3m,排水溝的邊坡為1.1~1.5m,溝底縱坡坡度為0.2~0.5%,深度逐步增大,同時要確保水流的通暢?;又車呐潘疁稀⒓璨荚O(shè)在基礎(chǔ)范圍之外、地下水流之上。
(2)分層明溝排水法
如若基坑內(nèi)的土層是由多種土壤構(gòu)成,并且中間為砂類土壤時,由于其強大的透水性會對下部邊坡進行沖刷甚至坍塌,所以我們應(yīng)采取有效的措施,在基坑邊坡上布設(shè)2~3層明溝及相應(yīng)的集水井,將地下水進行分層隔離。以此逐步加深排水溝、集水井,使得基坑斷面、坑底標(biāo)高滿足設(shè)計的要求,其排水溝與集水井的設(shè)置及基本構(gòu)造基本同于普通明溝排水法。
在軟土地區(qū),當(dāng)基坑開挖深度超過3m時,一般要采用人工降低地下水位,其原理為:將井點管埋設(shè)在基坑的四周,間距一定,集水總管布置在地面上,通過集水總管連接全部的井點管,借助安放在某一位置的離心泵驅(qū)動工作水,當(dāng)水通過噴嘴時形成局部真空,井點管通過吸力把地下水抽進來,匯集到集水總管并排出,致使地下水位降低。
基坑排水施工中,對于排水溝的設(shè)置需要重點考慮排水溝與縱坡間的聯(lián)系。既要保證滲水的穩(wěn)定性,而且要注重排水效果從而確定其排水溝橫斷面,由此可較好地加大基坑范圍。
在實際的基坑排水施工中,集水井范圍的大小通常要結(jié)合水泵的真實出水量來考慮,在實際基坑集水井作業(yè)環(huán)節(jié)中,要使得集水井面高于基坑排水40~50cm,此外,為充分發(fā)揮填充濾料的防滲水效果,在集水井管徑與井徑之間恰當(dāng)?shù)奈恢昧鞒霏h(huán)形縫隙。
布設(shè)管井完畢后,遵照相關(guān)要求,接下來我們應(yīng)對抽水設(shè)備進行確定。實際工程中較為流行的是射流泵井點。射流泵是借助離心泵運轉(zhuǎn)工作水,噴嘴由于水流流過形成局部真空,吸出地下水。
雖然射流泵可以形成的真空度很高,但由于其排氣量較小如有漏氣則會降低真空度,所以它能夠帶動的井點管不多。它的優(yōu)勢在于小巧輕便、節(jié)能耗。
在基坑降排水施工中,土壤會因土中水體的含量驟降以及部分細微土粒被抽走而出現(xiàn)固結(jié)的現(xiàn)象,可能致使附近地面下沉,尤其是在構(gòu)筑物密度較高和軟土地區(qū)較為多發(fā)。我們可以采取下面兩種方法來降低基坑降排水對其周圍的影響。
砂井可作為回灌井被布設(shè)在被保護建筑物和降水井點中間,然后在砂井周圍布設(shè)砂溝,可使地下水被降水井點抽出后排進砂溝再回灌到地下?;毓嗌熬墓嗌傲繎?yīng)取井孔體積的95%。填料宜采用含泥量不大于3%,不均勻系數(shù)為3~5的純凈中粗砂。
由于在砂質(zhì)粉土中降水影響范圍可達80m以上,降水曲線較平緩,由此可見,我們可以采用三種方法來減緩降水的速度:①為防止出現(xiàn)沉降過大,應(yīng)增加井點管長度;②將離心泵閥調(diào)小,使抽水速度減慢;③增加位于被保護建筑物一側(cè)的井點管的間距,必要時可抽水停止。
綜上所述,基坑的降排水在基礎(chǔ)工程中是重要的一個環(huán)節(jié),直接關(guān)系到基礎(chǔ)工程質(zhì)量的好壞,因此應(yīng)高度重視并根據(jù)實際情況合理選擇基坑降排水措施。