淺析水利工程基坑排水施工技術(shù).doc

淺析水利工程基坑排水施工技術(shù)摘要：對(duì)于地下水位較高的地區(qū)進(jìn)行基坑的開(kāi)挖施工過(guò)程中，地下水必然會(huì)不斷地滲流入基坑，開(kāi)挖過(guò)程中如未能妥善處理好基坑降排水的問(wèn)題，定將造成基坑浸水，使現(xiàn)場(chǎng)施工條件變差，地基承載力下降，很可能引起流砂、管涌和邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象。為確?；邮┕ぐ踩仨毑扇∮行У呐潘胧?。文章從地基土質(zhì)分類(lèi)、基坑降水方案設(shè)計(jì)、排水施工、開(kāi)挖排水溝、集水井或井管施工需注意的問(wèn)題等方面對(duì)水利工程基坑排水施工技術(shù)進(jìn)行了分析研究。 關(guān)鍵詞：水利工程；基坑降水；排水施工；地基土質(zhì)水利工程建筑物的地基處理和基礎(chǔ)施工多低于地面或外水位和地下水位，因此經(jīng)常受?chē)邼B水、基坑范圍內(nèi)的降雨和地下水的影響。為了給施工創(chuàng)造一個(gè)良好的條件，基坑排水成為水利工程施工中的重要環(huán)節(jié)，無(wú)論何種地基，都必須妥善解決基坑內(nèi)的排水問(wèn)題，良好的施工排水，將有利于提高土基的承載能力，保護(hù)地基不受破壞，還可以減少開(kāi)挖工程量，提高巖基和建筑物基礎(chǔ)的結(jié)合強(qiáng)度，處理不當(dāng)不僅增加施工困難也降低施工質(zhì)量，還會(huì)給工程的管理運(yùn)行造成隱患，施工排水和地基地質(zhì)、開(kāi)挖程序、開(kāi)挖深度、地下水和外水位高度，以及施工季節(jié)等都有密切關(guān)系。 一、地基土質(zhì)分類(lèi)地基有強(qiáng)透水、弱透水和不適水之分，因此對(duì)排水要求也不同。有條件的工程在動(dòng)工前可采用挖坑或手搖鉆鉆探等辦法，取得土樣，查明地基各部位和不同高程的土質(zhì)和地下水位等有關(guān)資料數(shù)據(jù)，供基坑開(kāi)挖時(shí)確定邊坡和排水準(zhǔn)備工作的依據(jù)。由于江河湖泊沿岸、基坑土質(zhì)多不均一，情況難以全部摸清，為此，在開(kāi)挖過(guò)程中要留有余地，根據(jù)開(kāi)挖后的實(shí)際情況進(jìn)行以便臨時(shí)采取補(bǔ)救措施。 二、基坑降水方案設(shè)計(jì)（一）降深要求由于基坑開(kāi)挖需挖穿填土層進(jìn)入強(qiáng)透水性的砂層，基坑的涌水量較大，為保證基坑開(kāi)挖的安全，坑壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，避免涌水和流砂的發(fā)生，降水設(shè)計(jì)時(shí)，將基坑降水和基坑支護(hù)的施工降水作統(tǒng)一考慮，務(wù)必保證地下水位降到基礎(chǔ)樁承臺(tái)底0.5m以下，且基坑中心線處的降深要求應(yīng)低于開(kāi)挖基底不少于0.5m。（二）降水方案目前，深基坑降水比較常用的有明溝降排水和管井井點(diǎn)降水。其中基坑明溝降排水比較適用于降水深度不大的工程。針對(duì)樟樹(shù)市的地質(zhì)的特點(diǎn)及降深要求，設(shè)計(jì)上采用管井井點(diǎn)降水進(jìn)行基坑降水，并同時(shí)設(shè)計(jì)明溝排水，明溝排水只是收集基坑中和坑壁局部滲出的地下水和施工時(shí)的其它地下水。 三、排水施工（一）明溝排水施工基坑排水包括圍堰形成后積聚的余水，施工期的雨水和周邊及基面滲水或泉水，應(yīng)根據(jù)地形，基坑來(lái)水情況，基坑范圍的大小，開(kāi)挖的深度，以及不同的土質(zhì)、工期長(zhǎng)短采取排水措施。當(dāng)圍堰完成后，要盡快排除基坑積水，首先要充分利用下游水位較低的地形條件自流排水，余水經(jīng)排水溝導(dǎo)引到低洼處或人工開(kāi)挖的排水井集中，用水泵排出，排干積水的工作要提早進(jìn)行，使基坑有一個(gè)固結(jié)干燥的時(shí)間，便于弄清情況，安排施工準(zhǔn)備工作。 經(jīng)常性的排水包括雨水、圍堰和基坑地下滲水。凡是有條件利用地形自流排水的要盡量自排，如沿基坑四周的等高線開(kāi)挖排水溝使截流的雨水和滲水自流排出或用水泵排出。排水溝有以下幾種布置形式： 1在基坑四周自高向低開(kāi)挖排水溝，把滲水引向集水井用水泵排出。 2如基坑開(kāi)挖的范圍和深度較大、地下水水位較高、土質(zhì)差、滲水量大，就要沿等高線分層設(shè)排水溝和排水井，分別用水泵排出。 3基坑范圍較小、滲水量不大，可以順縱向軸線自上而下開(kāi)排水溝，在下游設(shè)集水井，也可以同時(shí)開(kāi)幾條橫溝，把滲水引向縱溝，集中到排水井用水泵排出。 （二）粉土和粉砂基礎(chǔ)降低地下水施工位于地下水位較高處的粉土和粉砂基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)程中，由于滲水作用容易發(fā)生流砂、管涌，給施工帶來(lái)很大困難。造成管涌的外因是地下水位高，滲水的出溢坡降超過(guò)粉砂粉土的允許范圍，使土粒隨滲水移動(dòng)，其內(nèi)因是粉砂粉土顆粒細(xì)而均勻，允許的滲水出溢坡降較小，因此在粉砂粉土地基上施工，為了保證施工順利進(jìn)行，降低地下水位是一項(xiàng)關(guān)鍵措施。如采用放緩邊坡、鋪墊砂礫反濾層或柴梢等防止流砂和管涌的辦法，工程量相應(yīng)增加，既不經(jīng)濟(jì)，又對(duì)施工造成干擾，效果不理想。近年在濱海地區(qū)修建涵閘時(shí)，一方面從施工工藝或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上采取措施，如沉箱或沉井加水力沖填等施工新工藝，盡量減少和避免因排水造成的困難；另一方面就是在降低地下水上下功夫，如在基坑周?chē)O(shè)井管排水系統(tǒng)或射流裝置排水，都能取得很好效果。 （三）井管施工一般多用水沖沉井或鉆井工具如大鍋鍛造孔，當(dāng)井管外徑4050cm時(shí)，大鍋錐造孔直徑為7080cm，為了阻止造孔時(shí)井壁坍塌，可用比重為1.11.2的泥漿固壁，從開(kāi)始到井孔完成都要使孔內(nèi)泥漿面高出地下水水面，并低于管口0.5m左右，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到要求時(shí)，應(yīng)立即下放井管，首先下放普通混凝土底管，再依次沉放無(wú)砂混凝土管，澆筑質(zhì)量高、透水性好的井管放在下部，一般的放在上部，安放井管時(shí)，先在底部的吊環(huán)中穿入細(xì)鋼絲繩，鋼絲繩上做成活扣，在管內(nèi)用插釬固定，插釬上系有拔釬的副繩從管內(nèi)引出地面，然后用絞車(chē)或人力控制，逐節(jié)下管，每節(jié)管子在上口露出地面一定高度時(shí)暫時(shí)固定，在洗凈晾干的管口上，涂溫度在170左右的瀝青、水泥及干砂按4：3：3配合比加熱配制成的膠結(jié)劑，再安放上一節(jié)井管，接縫口涂上熱膠結(jié)劑后，馬上用一條寬20cm的玻璃絲布或麻袋片或粗布在上下管接縫間纏好，四周用34根長(zhǎng)3040cm、寬34cm的竹片或木板貼在管子外壁，用14號(hào)鉛絲綁扎幾道，以保持管子垂直，防止脫節(jié)，井管全部完成后，先在底管內(nèi)填厚0.5m的黃砂，再填厚0.5m的細(xì)礫石、碎石，然后將鉆孔和井管間空隙用平均粒徑為含水土層平均粒徑812倍的細(xì)礫石、粗砂回填，使之在抽水過(guò)程中起到攔砂濾水的作用，回填濾料的厚度不小于10cm。如濾料顆粒較粗，可以在透水管外包塑料窗紗布或玻璃絲布，用14號(hào)鉛絲兒箍緊，也有較好的濾水作用，井管四周填實(shí)固定后，用副繩拔掉插釬、拉出鋼坤繩。 四、開(kāi)挖排水溝、集水井或井管施工需注意的問(wèn)題1排水干溝（又稱(chēng)龍溝）的布置應(yīng)盡量不干擾施工，需有一定縱坡便于滲水集中，龍溝的斷面應(yīng)根據(jù)滲水量和縱坡確定，因此在基坑放樣時(shí)要考慮因排水需要，把基坑開(kāi)挖范圍適當(dāng)擴(kuò)大。2集水井的大小一般相當(dāng)于所用水泵10-15min的出水量，能加大的要盡量放大，集水井深度需保證水泵工作深度，同時(shí)保持排水水面低于基坑工作面30-50cm。合理選擇井徑和管徑，保證井徑和管徑間有一定的環(huán)狀間隙，來(lái)充填有效阻砂透水的濾料（環(huán)狀間隙應(yīng)考慮不同地層情況）保證水清砂凈，在滿足需水量的前提下，不要盲目加大管徑，否則，既增加了施工難度，又增加了成本。3管井建成后，必須根據(jù)抽水實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選擇抽水設(shè)備，不可盲目安裝大泵，否則使井的出水量超過(guò)正常的出水量，因流速過(guò)大而引起大量來(lái)砂。管井正常抽水時(shí)，其水位降深不能超過(guò)第一個(gè)取水含水層的過(guò)濾器，避免過(guò)濾管的纏絲因氧化、損壞而造成涌砂。4井管施工一定要在濾水管部位一定要安裝扶正器，扶正器一般每56m安裝一組，每組由46片構(gòu)成，防止濾水管在孔內(nèi)不居中，偏向一面，從而使該面沒(méi)有礫料或很少，失去過(guò)濾作用，造成涌砂。 5經(jīng)水泵排出基坑的滲水，需引出基坑外的一定距離，防止和減少排出的水重復(fù)回到基坑。為了經(jīng)常保持排水溝暢通，需有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，做好清理和維修工作，洗井方法應(yīng)根據(jù)含水層地層情況、鉆進(jìn)時(shí)間、泥漿使用等情況確定，對(duì)成孔時(shí)間長(zhǎng)、泥漿消耗大的井，采用活塞、空壓機(jī)、提桶、水泵聯(lián)合洗井，活塞洗井破壞泥皮拉實(shí)濾料，空壓機(jī)振蕩洗通水道，排出管內(nèi)沉淀。6如基坑工作面較大，排水任務(wù)重，排水要求高，就必須配備一定數(shù)量的備用水泵和動(dòng)力設(shè)備，便于發(fā)生故障和降雨后能立即投入使用。有條件的工地可采用電力啟動(dòng)的水泵或潛水泵，但供電要有保證，同時(shí)注意用電安全，還要注意出現(xiàn)暴雨或發(fā)生特殊情況時(shí)，機(jī)具設(shè)備能及時(shí)撤離，以免基坑受淹，造成損失。五、結(jié)語(yǔ)基坑降水工程設(shè)計(jì)，根據(jù)土層的滲透系數(shù)，要求降水的深度和工程特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能比較后確定，但由于土層地質(zhì)條件的復(fù)雜性，有關(guān)計(jì)算參數(shù)取值是否正確將影響井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而使目前基坑降水工程設(shè)計(jì)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上不夠合理的情況相當(dāng)