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地下水對深基坑的不良影響及其控制策略
發布時間:2019-11-08

  摘    要: 很多工程項目都存在地下水的現象,如果地下水得不到有效的處理與控制,不僅會直接影響到深基坑工程的展開,還會讓整個項目受到影響。因此,深基坑作業時很有必要對于地下水做有效處理,要結合項目現場的實際情況和地下水的存在狀況,有針對性的采取相應措施,給深基坑作業提供良好的實施環境。本文對此進行了分析研究。

  關鍵詞: 地下水; 深基坑; 影響; 合理; 控制;

  深基坑在開挖的過程中一個非常重要的前提條件就是保障基坑的干燥,這樣才能形成良好的施工條件。但是,很多工程項目都存在地下水的現象,如果地下水得不到有效的處理與控制,不僅會直接影響到深基坑工程的展開,還會讓整個項目受到影響。因此,深基坑作業時很有必要對于地下水做有效處理,要結合項目現場的實際情況和地下水的存在狀況,有針對性的采取相應措施,給深基坑作業提供良好的實施環境。

  1、 地下水對深基坑的不良影響

  (1)在粉細砂層或粉土場地,地基土在地下水動水壓力作用下,基底往往會發生翻泡、冒水、土體顆粒上浮等現象,稱為“砂沸”,由于“砂沸”發生的面積一般較大,影響深度也較深,故一但發生整個地基就會受到擾動,原始結構遭到破壞,影響地基強度。

  (2)當滲流水在基坑坡面溢出時,土體顆粒在動水壓力和自重下滑力的雙重作用下,先將坡腳附近土粒浮起,使其失去支撐,然后迅速發展到土體流動或坑壁塌滑,稱之為“流土”,這種現象往往是突發性的,對地基的破壞十分嚴重。如某建筑物建在河流沖擊的粉砂、細砂層上,基坑開挖中采用深溝降水,當挖深到設計標高時,由于局部排水段失效,地下水從坡面逸流,使該段坑壁發生流砂,繼而塌滑。使工期延誤,損失慘重。

  (3)如果基坑下部積累了承壓水,開挖基坑機會很大程度減少含水層上透明水層的水量,這種狀況下,當透明水層繼續減少時,承壓水水頭的壓力會進一步增加,增加到一定程度后會頂裂甚至擊穿基坑底板,突涌現象隨之產生。底板產生的裂縫會造成地基整體性破壞,隨著土體逐漸被帶出,下層會逐漸被掏空,直接影響到臥層的整體強度。

  (4)當滲透水流具備一定水力梯度后隨之產生的動水壓力會增大,在這種壓力的沖刷下可以將很多細小顆粒及巖土帶走,孔隙進一步增大,嚴重情況下甚至會產生洞穴,這會直接造成土體的松動,讓地表裂縫逐漸形成,甚至會造成地表的塌陷,極大程度影響了工程質量。
 

地下水對深基坑的不良影響及其控制策略
 

  2、 地下水位控制的有效方法

  2.1 、采取降水的處理模式

  地下水控制的方法有很多,結合不同的項目情況可以有針對性的進行方法的選擇。最常使用的就是降水處理,通常采取的降水措施有兩種,即井點降水和集水明排。井點降水的使用最為普遍,是透過利用帶慮管的工具放置到基坑周圍的土層中,利用抽水的方式在不影響土粒結構的基礎上將地下水抽出,以達到降水的效果。這種方法具備一定的穩定性,則實施的條件和設備都相對簡單,在實際工程中使用非常普遍。集水明排則是一種重力降水的方法,這種排水模式通常是在基坑周圍開挖明溝,在特定間距內設置集水井,能夠借助重力的作用讓地下水逐漸排出。這種方法在施工上相對簡單,但是容易產生坑底軟化的問題。

  2.2、 采取截水的處理模式

  深基坑作業時還會設置截水帷幕,這也是一種排水的常用方法。在開挖基坑前可以相應在基坑周圍設置水圍護壁,達到排出地下水的效果。截水帷幕有多種形態,不同的工程類型可以有針對性進行選擇。當截水一段時間后,基坑內部水壓會逐漸增大,這時可以考慮在基坑內設置井點來降水。這不僅有助于保護施工環境,能夠讓施工作業條件得到維護,也可以起到很好的穩固基底的效果。

  2.3、 采取回灌的處理模式

  在進行地下水的處理時并不是一味的進行水量排出。水量不斷降低會對于周圍建筑物產生影響,最直接的效果就是使得周圍建筑體地下水快速流失。當出現這種情況時應當采取相應的回灌措施,不能讓坑外水位的降低過多過快,要進行靈活處理。一旦水位降低過多時需及時進行回灌處理,讓地下水位的變化在合理的范圍內。

  3、 基礎工程施工常見問題與控制策略

  3.1 、設置回灌井點

  在進行地下水的處理時,很容易使得周圍地面發生明顯沉降,這會產生一些負面印象,因此,對于這種狀況要做靈活處理。首先,可以在項目基坑和需要保護的建筑體之間設置相應的回灌井點,這是讓需要保護的建筑體能夠保持合理的地下水位的方法。這能夠很大程度避免周圍建筑體地下水的流失,能夠讓地下水位在整體上維持在合適的范圍內,這樣才能夠讓土層壓力保持平衡,不至于由于地基重力快速增大而產生沉降效應。

  3.2、 降低水流速度

  在進行深基坑排水操作時如果水流降低速度過快,這并不是合理的操作方式。因此,對于這種狀況也要做相應處理。讓降水速度減緩有一些不同的操作方法,首先可以就設備做調整,比如將離心泵閥調低,讓抽水速度放緩,這時最直接的操作。如果是一些較為復雜的工程現場,還可以在需要保護的建筑物的一側增大排水井的距離,需要的時候甚至可以停止排水操作,這可以立刻減緩水流速度,待其回到正常范圍內再繼續操作。

  3.3、 防止土粒帶出

  在深基坑地下水排出的過程中,使用最為普遍的工具為井管慮管,尤其是其中的濾層,是人工降水操作中非常重要的媒介。高質量的慮管及配備的濾層可以很好的組織土粒被帶出,這是深基坑排水時一定要保障的要點。反之,在一些真空操作環境下,在排水時周圍的土粒會不斷被抽出,這使得排出的水量中含有大量泥沙,這不僅會直接導致水土流失,也會隨之帶來地基沉降等一系列問題。因此,在深基坑排水時一定要在排水工具上有良好選擇,避免土粒被帶出這類問題的發生。

  參考文獻

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