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基坑降水基本知识,你能张口就来吗?

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这些基坑降水知识你必须了解    
 1、地下水基本知识
(1)地下水
埋藏和运动于地面以下各种不同深度含水层中的水。
(2) 含水层
充满地下水的层状透水岩层(土层),是地下水的储存和运动的场所。
(3)  隔水层
不能透过和给出水量,或透水和给水均微不足道的岩层(土层)。
(4) 承压含水层
位于两个连续隔水层之间的含水层。
(5)承压水
充满于两个隔水层(弱透水层)之间的含水层中的水。
(6) 潜水
位于包气带下第一个具有自由水面的含水层中的水。
(7) 地下水位
饱和带地下水自由潜水面或承压含水层水头的高程水头。
(8) 水头
以液柱高度表示的单位质量液体的机械能。
 
2、基坑降水基本知识
 
基坑施工中,为增加边坡和坑底的稳定性,减少被开挖土体含水量,便于挖土,或防止突涌发生,需要对基坑进行降水,其分为疏干降水和减压降水。
 
常用降水方法使用条件
(1)常用基坑降水方法
 
集水明排
通过在坑外挖集水井,让潜水、施工用水、降水等汇入集水井中,采用抽水泵将其一并抽出坑外的排水方法。
 
轻型井点
沿基坑四周或一侧将直径较细的井管沉入深于基底的含水层内,井管上部与总管连接,通过总管利用抽水设备将地下水从井管内不断抽出,使原有地下水位降低到基底以下。
轻型井点降水
 
喷射井点
喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水(喷水井点)或压缩空气(喷气井点)形成水气射流,将地下水经井点外管与内管之间的缝隙抽出排走。
 
电渗井点
利用井点管(轻型或喷射井点管)本身作阴极,沿基坑外围布置,以钢管(φ50-75mm)或钢筋(φ25mm以上)作阳极,垂直埋设在井点内侧,阴阳极分别用电线连接成通路,并对阳极施加强直流电电流。
 
 
管井(深井)
通过成孔将管井埋置要设计深度,通过在管井内放置抽水泵,将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、有效降低开挖深度范围内的地下水位标高;
b、有效降低被开挖土体的含水量,达到提高边坡稳定性、增加坑内土体的固结强度、便于机械挖土以及提供坑内干作业施工条件。
 
 
疏干降水类型
a、封闭型疏干降水;当基坑周边设置了止水帷幕,隔断基坑内外含水层之间的地下水水力联系时,一般采用坑内疏干降水;
b、敞开型疏干降水:当基坑未设置止水帷幕、采用大放坡开挖时,一般采用坑内与坑外疏干降水;
c、半封闭型疏干降水:当基坑周边止水帷幕深度不足、仅部分隔断基坑内外含水层之间的地下水水力联系时,一般采用坑内疏干降水。
 
疏干降水运行控制
a、在正式开始降水之前,必须准确测定各井口和地面标高,测定静止水位,安排好抽水设备、电缆及排水管道,进行降水试运行。其目的为检查排水及电路是否正常以及抽水系统是否完好,保证整个降水系统的正常运转。
b、抽出的地下水应排入场外市政管道或其他排水设施中,应避免抽出的地下水就地回渗,影响降水效果。
c、降水运行应与基坑开挖施工互相配合。基坑开挖前应提前进行预降水,一般在开挖前须保证有2周左右的预降水时间。在基坑开挖阶段,坑内因降雨或其他因素形成的积水应及时排出坑外,尽量减少大气降水和坑内积水的入渗。
d、对于基坑周边环境保护要求严格、坑内疏干含水层与坑外地下水水力联系较强的基坑工程,应严格执行“按需疏干” 的降水运行原则,避免过量降低地下水位。
e、在基坑内、外,均应进行地下水位监控。条件许可时,宜采用地下水位自动监控手段,对地下水位实行全程跟踪监测。
f、降水运行阶段,应对毁坏的抽水泵及时更换。疏干井管可随基坑开挖进程逐步割除。
g、当基坑开挖至设计深度后,应根据坑位地下水的补给条件或水位恢复特征,采取合适的封井措施对疏干井进行有效封闭。
 
(3)减压降水
 
 
减压降水目的
及时降低下部承压含水层的承压水水头高度,防止基坑底部突涌的发生,确保施工时基坑底板的稳定性。(突涌具有突发性质,造成的工程事故后果严重,经济损失巨大,社会负面影响严重)
 
 
减压降水类型
a、坑内减压降水:必须保证减压井过滤器底端的深度不超过止水帷幕底端的深度,才是真正意义上的坑内减压降水。否则,抽出的大量地下水来自于止水帷幕以下的水平径向流,引起坑外地面变形增大。当满足以下条件一下时,采用坑内减压降水方案:
①当止水帷幕部分插入承压含水层中,隔水帷幕进入承压含水层顶板以下的长度L不下于承压含水层厚度的1/2,或不小于10m;
②当止水帷幕插入承压含水层顶板以下的半隔水层或弱透水层中,隔水帷幕已完全阻断了基坑内外承压含水层间的水力联系。
 
坑内减压降水结构示意图
b、坑外减压降水:必须保证减压井过滤器底端的深度不小于止水帷幕底端的深度,才能保证坑外减压降水效果。否则,抽出的大量地下水来自于坑外的水平径向流,导致坑外水位下降缓慢或降水失效,同时引起坑外地面变形也增大。当满足以下条件一下时,采用坑外减压降水方案:
①当止水帷幕未进入下部降水目的的承压含水层中;
②止水帷幕进入降水目的承压含水层顶板以下的长度L远小于承压含水层厚度,且不超过5m。
 
坑外减压降水结构示意图
c、坑内-坑外联合减压降水:当现场客观条件不能完全满足关于坑内减压降水或坑外减压降水的选用条件时,可综合考虑现场施工条件、水文地质条件、隔水帷幕特征,以及基坑周围环境特征与保护要求等,选用合理的坑外-坑外联合减压降水方案。
 
 
减压降水运行控制方法
a、应严格遵守“按需减压降水”的原则,综合考虑环境因素、安全承压水位埋深与基坑施工工况之间的关系,确定各施工区段的阶段性承压水位控制标准,制定详细的减压降水运行方案。
b、降水运行过程中,应严格执行减压降水运行方案。如基坑施工工况发生变化,应及时调整或修改降水运行方案。
c、所有减压井抽出的水应排到基坑影响范围以外或附近的天然水体中。现场排水能力应考虑到所有减压井(包括备用井)全部启用时的排水量。每个减压井的水泵出口应安装水量计量装置和单向阀。
d、减压井全部施工完成、现场排水系统安装完毕后,应进行一次群井抽水试验或减压降水试运行,对电力系统(包括备用电源)、排水系统、井内抽水泵、量测系统、自动监控系统等进行一次全面检验。
e、降水运行应实行不间断的连续监控。对于重大深基坑工程,应考虑采用水位自动监测系统对承压水位实行全程跟踪监测,使降水运行过程中基坑内、外承压水位的变化随时处于监控之中。
f、降水运行正式开始前1周内应测定环境背景值,监测内容包括基坑内外的初始承压水位、基坑周边相邻地面沉降初值、保护对象的初始变形以及基坑围护体变形等,与基坑设计要求重复的监测项目可利用基坑监测资料。降水运行过程中,应及时整理监测资料,绘制相关曲线,预测可能发生的问题并及时处理。g、当环境条件复杂、降水引起基坑外地表沉降量大于环境控制标准时,可采取控制降水幅度、人工地下水回灌或其他有效的环境保护措施。
h、停止降水后,应对降水管井采取可靠的封井措施。
 

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