呂彥朋
(洮南市宏泰建筑工程有限責任公司 吉林白城 137100)
地質環(huán)境中的地下水,既會因為開挖過深而涌出或是突出,又可能因為人類活動而令地質體內充水并且增加濕度,從而令地下水位快速上升。尤其是地基土內部的水,會隨時減少土的承載能力,引發(fā)地基涌水狀況。到頭來不利于后續(xù)施工,接連引發(fā)滑坡、地面沉降塌陷等災害;再有一些地下水,還會對常用的建筑材料產生腐蝕效應,進而引發(fā)更大規(guī)模的安全事故
由于地質結構存在明顯的差異性,使得地下水呈現出兩層結構,其中上層主要是粘性土中保留的潛水和上層的滯水,下層則是砂性土與砂卵石層內部的承壓水。因為該兩類水層的成分有著區(qū)別,所以引發(fā)的危害結果也不盡相同。經過基坑施工深度持續(xù)增加過后,對應承受的地下水威脅效應也會加劇[1]。所以說,基坑施工期間所承受的地下水危害類型與嚴重程度等,往往和當下基坑開挖的具體深度維持正比例關系。如基層淺一些的基坑,開挖期間涌出的地下水,通常都是上層的潛水亦或是滯水,而包含滯水的砂層有較大概率會帶動周邊地面的沉降,給那些尚未完工的建筑物和周邊的地質結構穩(wěn)定性等,造成危害。又如當基坑開挖將近13m深之后,下層的砂層水就會持續(xù)上涌,此時一旦說不盡快提供妥善的疏導方案,就會令基坑周邊引發(fā)大范圍的坍塌現象。
某工程的基礎結構沿用鉆孔灌注樁,其中樁徑為1m,單樁承載力設計值為1600kN,樁端嵌入中風化巖層的深度大于等于1.7m,再就是設計的樁長為20m,用到樁體總數量是八根。至于現場的地層自上而下依次為:雜填土、粉質粘土、殘積砂質粘性土、強風化花崗巖、中風化花崗巖,還有微風化花崗巖。其中,砂質粘性土的上部結構因為粘性土分布居多,所以會呈現出較強的粘性;而下層由于多是粉砂,一旦說遇水就會快速軟化,當遭受輕振后導致液化,水量極為豐富。而強風化花崗巖則呈現出中粗粒和碎塊的結構樣式,加上裂隙發(fā)育影響,所以會伴生出較強多的涌水量。
結合既有的地質資料觀察分析,擬建場地內的水文地質條件并不是十分豐富,特別是場地地下水屬第四系孔隙的潛水,長期依靠大氣降水作為主要的補劑源,對應的地下水則受季節(jié)變化較大的影響。另外,場內的地下水位維持在1.73m上下,水位相對高一些。當中的含水層主要是第三層的碎石層;弱透水層便是第二和第四層,對應的滲透系數為(0.89~45.53)×10-6cm/s;隔水層是第五層。而該類工程沿用大口徑深井降水,沿擬建橋臺周邊設置了四眼降水井,同時借助深水泵完成抽水任務,更設置了沉降觀測點。其中降水井徑超過1000mm,孔深為15m,護壁套管直徑同樣是1000mm,套管外部則包有兩層的尼龍網布;套管外部周圍主要使用粒徑0.6~1.9cm的礫石料進行填充,至于濾水層的濾層便需要填到原地下水位線,上部位置配合粘土回填并完成搗實。歸結來講,整個工程項目嚴格依照降水井施工的規(guī)范標準進行管井埋設,同時借助泥漿護壁鉆孔法成孔,待鉆孔完畢之后予以清孔,之后再添加并安裝井管。
地質建筑中經常沿用到的地下水處理方式比較多元化,依照降水方式的差異性,可以具體細分出止水法與排水法兩種。此外,這兩種方法的下層又分別包含不同的處理細節(jié),其中止水法強調在坑基周邊搭建止水帷幕來達成止水目標,至于排水法則倡導進行坑基中的地表水和地下水間引流,促成排水結果。
和止水法相互對比,排水法對于坑基地下水的處理成本相對更低些,施工流程也不會太過繁瑣。在開展坑基地下水處理活動時,特別是排水法中的井點降水法,應用頻率最高,而筆者在此主要就是以井點降水法為主,探討地下水處理方式。井點降水法,顧名思義,就是主張在坑基周邊埋設適量的滲水井點管,同時透過地面和之相互匹配的抽水管路系統(tǒng),針對坑基中的地下水展開抽取,持續(xù)到坑基周邊的地下水位維持在坑基之下后,完成整個降水工作。當坑基處于不同的幾何形狀時,經常會沿用井點法來降水,該類方式具備穩(wěn)定坑基邊緣的功效,可以持續(xù)克制流砂對于坑基施工帶來的影響。
另外,在進行坑基挖掘期間,須結合坑基的實際狀況并聯合周邊的土層、水文等各類因素進行綜合分析,力求篩選出更有效的降水方式,確保施工機械能夠在相對干燥的土方內展開施工活動,畢竟只有維持坑基的干燥性,才方便進行后續(xù)的機械化施工,并且保障整個施工流程的安全性和高質量性。由此,井點降水法便成為當前在含水透水位土層實施的一類比較有效的方式。
施工人員須及時深入地把握最高地下水位的標高、水質、流量和流向、滲透系數、壓力、降水量和蒸發(fā)量,還有地層凍結深度等關鍵性的指標[2]。唯獨如此,才可以更加快速而精準地確認工程防水標高、防護標準,從而制定更加科學有效的地下水防水方案。
具體就是沿用妥善的結構形式。其間須依照防護的具體標準、使用功能,以及工程具體的地質和水文條件等加以綜合分析,保證在后續(xù)施工時令結構長短正好、整齊嚴謹,不會重復出現突變現象之余,呈現出更強的整體剛度。
在坑基周邊設置排水溝、集水井,力求借助抽水設備來持續(xù)排除基坑內部的滲水,疏干開挖土方和基礎施工的作業(yè)面,真正做到隨排隨挖的同時,聯合人工降水途徑來強制降低施工面地下水位,經常沿用到的降水方式包含噴射井點、輕型井點、電滲井點等降水方法,至于具體沿用到那種方式,則要結合工程地質的實際狀況、含水層特征等有針對性地篩選匹配。
在主體工程沿用天然地基的情況下,單層地下室亦或是裙房地下室可以沿用加大恒載抗浮。好比是在進行國家體育館建設期間,因為地基位置相對深一些,并且地下水位較高,地下水對于場館會產生較大的浮力。而經過相關專家深入探討論證,最終決定沿用將近10萬t的舊鋼渣進行回填。
綜上所述,關于工業(yè)和民用建筑工程基坑施工中的地下水處理,屬于一項規(guī)模龐大的工程,需要關注諸多因素。如在基坑挖掘期間,要著力保障坑基的干燥狀態(tài);再就是要兼顧防水、降排水系統(tǒng)、抗浮等設計任務,維持土層的穩(wěn)定性和施工人員的安全性。長此以往,將更加有助于提升我國民用和工業(yè)建筑的施工效率、質量。