人工降排地下水的施工技術
開挖深度≥3m(含3m)或雖未≥3m但情況複雜的降水工程,屬危險性較大的分部分項工程。
開挖深度≥5m(含5m)的基坑(槽)的降水或雖未≥5m,但情況複雜,屬超過一定規模的危險性較大的分部分項工程。
一、地下水控制技術方案選擇
(1)地下水控制應根據地質情況、基坑周邊環境、支護結構形式選用截水、降水、集水明排或其組合的技術方案。
(2)在軟土地區開挖深度淺時,可邊開挖邊用排水溝和集水井進行集水明排;當開挖深度≥3m,要用井點降水。當因降水而危及基坑及周邊環境安全時,宜採用截水或回灌方法。
(3)當基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時,應進行坑底突湧驗算。必要時可採取水平封底隔滲或鑽孔減壓措施,保證坑底土層穩定;避免突湧。
二、人工降低地下水位施工技術
開挖前,用真空(輕型)井點、噴射井點或管井深入含水層內,抽水使水位降至坑底以下,使土體固結,以便開挖。
(一)真空(輕型)井點:在基坑四周或一側埋設井點管深入含水層內。
機具簡單、使用靈活、裝拆方便、降水效果好、可防止流砂發生、邊坡穩定、費用低等優點;需配置一套井點設備。適於滲透係數為0.1~20.0m/d的土以及土層中含有大量的細砂和粉砂的土或明溝排水易引起流砂、坍方等情況使用。
真空(輕型)井點系統由井點管、連接管、集水總管及抽水設備等組成。
井點管的佈置應根據基坑平面與大小、地質和水文情況、工程性質、降水深度等確定。
(二)噴射井點
設備簡單,排水深度大,可達8~20m,比多層輕型井點降水設備少,基坑土方開挖量少,施工快,費用低。適於基坑開挖較深、降水深度>6m、土滲透係數為0.1~20.0m/d的填土、粉土、黏性土、砂土中使用。
(三)管井井點
由濾水井管、吸水管和抽水機械組成。設備簡單,排水量大,降水深,較輕型井點具有更大的降水效果,可代替多組輕型井點作用,水泵設在地面,易於維護。適於滲透係數較大,地下水豐富的土層、砂層或用明溝排水法易造成土粒大量流失,引起邊坡塌方及用輕型井點難以滿足要求的情況下使用。管井屬於重力排水範疇,吸程高度受限制,要求滲透係數較大(0.1~200.0m/d)。
(四)截水
利用截水帷幕切斷基坑外的地下水流入基坑內部。截水帷幕的厚度應滿足基坑防滲要求,截水帷幕的滲透係數宜<1.0×10-6cm/s。
落底式豎向截水帷幕,應插入不透水層。當地下含水層滲透性較強、厚度較大時,可採用懸掛式豎向截水與坑內井點降水相結合或採用懸掛式豎向截水與水平封底相結合的方案。
截水帷幕目前常用注漿、旋噴法、深層攪拌水泥土樁擋牆等。
(五)井點回灌技術
由於挖掘部位地下水位的降低,導致其周圍地下水位隨之下降,使土層失水產生壓密,引起鄰近建(構)築物、管線的不均勻沉降或開裂。通常採用設置井點回灌的方法。
井點回灌是在井點降水的同時,將抽出的地下水(或工業水),通過回灌井點持續地再灌入地基土層內,使降水井點的影響半徑不超過回灌井點的範圍。回灌井點就以一道隔水帷幕,阻止回灌井點外側的建築物下的地下水流失,使地下水位基本保持不變,土層壓力仍處於原始平衡狀態,防止降水井點對周圍建(構)築物、地下管線等的影響。