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所屬分類:減隔震百科
摘 要:由于在深基坑的開挖過程中,基坑開挖的深度比較大,極其容易接觸到地下水位,而引起地下水的噴涌。所以,在深基坑的處理施工當中,如果不能做好降水工作,便會對基坑的開挖支護及工程基礎施工造成很大的難度,為此,研究分析深基坑開挖的降水方案以及施工工藝是有非常大的必要性的。
關鍵詞:減壓井;深基坑; 降水;預防
管井的用處較多,如城市工礦企業(yè)抽取地下水或抽取礦泉水、農村抽取地下水來進行大面積灌溉。由于管井有許多優(yōu)于輕型井點和噴射式井點的特點,所以在國內外,管井也被大量應用于各類工程,例如降低地下水位、減少地下承壓水的壓力等。
一、減壓井構造與特點
減壓井的結構簡單的說就是安放一根管子在地下,為了便于含水層中的地下水能夠順利的流入管內,在設計管子時需抽取地下水的含水層部位有一段是透水的,為便于地下水能夠順利的流入,管子的直徑通常要比鉆孔的內徑小,以便將符合要求的濾料填入管外。如此一來,地下水就會比較通暢的流入管內,而且因為濾料的作用,便能將地層中的泥沙阻隔在管外,在避免影響抽水設備正常工作的同時也可以減少由于抽取地下水引起的地面沉陷。
在地下工程的應用上,減壓降水管井與輕型井點和噴射機井點相比較有適用水溫地質條件廣、降水深度較大、單眼井排水量大、可由淺到深進行動態(tài)降水等特點。
二、減壓井的一般設計
1.我們要根據水文地質資料和工程需要來計算降水地區(qū)的總涌水量。這方面的計算與一般井點計算的內容應該說基本上是相同的。
2.我們可根據工程的減壓降水要求以及水文地質資料來計算管井數量和單井出水量,并且選擇合理的抽水設備。在挑選井管時,要根據抽水設備型號以及最大外徑來確定井管合適的內徑。通常情況下,井管內徑要比標記在抽水設備的銘牌上的井管內徑大50mm以內為宜。首先考慮井管較為適合的過濾器類型和長度,并計算出過濾器有效的孔隙率。由允許入管流速計算過濾器長度的公式得出:
L=Q÷(Ag×Vg)式中: Q一一設計單井出水量;
Ag一一過濾器的進水面積;
Ag二過濾器外表面積只過濾器孔隙率。
Vg=相應含水層的允許入管流速,查表。
由入井滲透流速的計算公式可得:
L=Q÷(Ag×Vg)式中:AJ一一過濾器的進水表面積。計算內容同上。
Vj ,一一允許人井滲透流速(相應含水層)。
另外,也可以按照經驗系數公式來計算得出:L=Q×a÷d式中:a一一經驗系數,查有關表格。與含水層的滲透系數相關。例如當K=15~3Om/d時,a=50。d——過濾藕外徑。填礫井時應將填礫厚度包括在內計算。依照已選用的過濾器的類型及確定的管井并結合工程情況和規(guī)范來確定井徑。在施工之前要檢查鉆井設備的性能,并檢查已定井徑是否能施工。一般來說,管井的出水能力一定要大于管井的設計出水量,設計者必須根據管井的實際出水量對管井的出水能力進行調節(jié)。
3. 較為常見的纏絲過濾器以及包網過濾器(不填礫)這兩種過濾器具有安裝深度比較大、要求井徑比較小、對井斜要求相對比較低、施工速度比較快和成本相對低的優(yōu)點的同時,也具有過濾器的有效孔隙率比較小、進水阻力比較大的缺點,所以纏絲過濾器和包網過濾器這兩種過濾器不適用于細砂含水層。
填礫過濾器是先由井管入井,再在外周人工填礫。人工填礫過濾層與含水層相接觸,孔隙率較大,由于過濾器只是阻擋填入的砂石,所以填礫過濾器的有效孔濾比較大。這樣的過濾器比較適合用于細顆粒和細砂粒鉀泥的含水層。缺點是井深相對不深,井徑較大,對井斜的要求比較高,對填礫的規(guī)格和施工有著較為嚴格的要求等等。
三、減壓井降水技術在深基坑開挖過程中的應用
基坑降水的方法有很多,比如噴射點降水、輕型井點降水、輻射井點降水、電滲井點降水、自滲井點降水、管井井點降水等,但各種方法的適用范圍都是有一定條件限制的,應根據基坑所在地的具體水文地質條件、基坑的尺寸、基坑的深度和基坑周邊的環(huán)境條件來進行選取。由于是基坑開挖比較深,水位降低幅度比較大,基坑比較寬,從土層的可降性來分析基坑的安全和技術經濟的角度來說,采用深井管減壓井降水是深基坑的優(yōu)化治水方案,滿足了在降低水位的同時盡量少抽水的思想。
(一)減壓井降水施工時應考慮的因素
在基坑開挖時,根據水文地質條件在基坑周邊開鑿出不同管井不同深度的降水管,從而迅速降低基坑中的地下水位,有很強的可調性和人為控制性,能有效的組織地下水進入到基坑中,并且提高基坑邊坡土體的穩(wěn)定性,改善力學性質等,但是在施工的過程中應采取有效的保障措施,以免事故的發(fā)生。
(二)管井布置
? ? 根據地下水的分布情況以及地層分布的情況,根據單井出水量的估算來確定管井的深度。根據基坑的實際情況來進行管井的平面布置。根據基槽總涌水量以及其他自然因素等等鋪設排水系統(tǒng)。
(三)降水井施工安全措施
降水井施工過程必須嚴格遵守操作規(guī)程,在崗人員須戴安全帽,起落鉆具下不允許站人,不能將下入井管時使用的管鉗、扳手等工具放在底部,專人負責用電,自動控制箱須接上地線放在距地面至少1.2 m以上處,用防水膠布包扎電纜接頭。
1.對于深基坑是否能夠安全施工的問題,承壓水是至關重要的,需認真去對待,必須進行現(xiàn)場非穩(wěn)定流抽水試驗來確定承壓水的滲透系數。
2.降承壓水的時間須與挖土和結構密切配合,承壓水抽取和停抽數值須通過實際計算來確定。
(四)基坑監(jiān)測
由于工程基坑比較深,降水深度比較大,施工必然會影響到周圍的環(huán)境,因此,應該建立起較為完整的監(jiān)測系統(tǒng),在基坑開挖工作以及降水過程中的監(jiān)測項目包括以下內容:監(jiān)測地下水位的變化,監(jiān)測基坑的漏、滲、冒水、管涌、潛蝕等;注意邊坡土體頂部和基坑的周圍地表的垂直位移、水平位移和開裂等情況;區(qū)域工程降水對地下水造成的影響;開挖后,基坑的周圍不應堆放任何土方、設備或其它材料等。當不可避免時,為避免邊坡失穩(wěn)、坍塌等情況發(fā)生,必須將地面荷載控制在計算允許的范圍內。
(五)次生災害預防
在基坑降水的開挖過程中,我們可以采取一些措施來防止因降水對周圍建筑物帶來的影響或損害,根據實際情況,我們可采取的預防措施有以下幾種:1、減緩降水速度,且勿將土粒帶出??赏ㄟ^加長井點,并且減緩降水速度,土的粒徑對濾網進行改換,加大砂濾層的厚度,從而達到防止抽水過程中將土粒帶出的目的。2、將固體抗?jié)B屏幕又稱止水帷幕,設置在降水區(qū)域和原有建筑物之間的土層中。即為使基坑外的地下水的滲流路徑能夠延長的同時,并且保持水位,將一道封閉止水帷幕設置在基坑的周圍。止水帷幕可單獨設置,也可以結合擋土支護結構。常用的有密排灌注樁法、深層攪拌法、壓密注漿法。3、回灌井法。即為保持原有的地下水的水位,在建筑物靠經基坑一側,用回灌井(溝)向土層內灌入足夠量的水,以求最小程度的影響臨近建筑物的沉降。
(六)其它緊急情況預防
由于在基坑開挖以及降水施工過程中的施工周期比較長,會有很多的非人為因素影響,導致停工,例如暴雨、降水期間停電等等。為防止發(fā)生這些突發(fā)事件,需采用一些保護措施。總 ?結:
建筑基坑降水工作特別是對深基坑的降水工作,會直接影響到工期和工程的安全問題,若合理布置降水井,井管及濾料的選擇均正確,成井工藝也適合當地地質條件,且運行、管理措施均得力,這樣,就可以確保工程施工的安全順利進行。在深基坑開挖中采取減壓井降水措施,既經濟又實用,若相關措施得以保證,那么施工就可以取得較好的效果。
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