地下水控制应根据工程地质水文条件、基坑周边环境要求及基坑支护结构型式选用截水、降水、集水明排方法或其组合。
当降水对基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利影响时,应采用截水方法控制地下水。
当地下水位高于基坑开挖面时,需要采用降低地下水方法疏干坑内土层中的地下水。疏干地下水有增加坑内土体强度的作用,有利于控制基坑围护结构的变形。
当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时,应进行坑底突涌验算,必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施,保证坑底土层稳定。当坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水水头时,应布置降压井降低承压水水头压力,防止承压水突涌,确保基坑施工安全。
截水
施工要点
采用隔(止)水帷幕的目的是阻止基坑外地下水流入基坑内部,或减小地下水沿帷幕的水力梯度。基坑隔水方法应根据工程地质条件、水文地质条件及施工条件等,选用水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩等。支护结构采用排桩时,可采用水泥土搅拌桩或高压喷射注浆帷幕,采用高压喷射注浆帷幕时应保证桩体有一定搭接宽度。
当基坑底存在连续分布、埋深较浅的隔水层时,应采用底端进入下卧隔水层的落底式帷幕﹔落底式帷幕进入下卧隔水层的深度应满足下式要求,且不宜小于1.5m。
当坑底以下含水层厚度大而需采用悬挂式帷幕时,帷幕进入透水层的深度应满足地下水沿帷幕底端绕流的渗透稳定性要求,并应对帷幕外地下水位下降引起的基坑周边建筑物、地下管线、地下构筑物沉降进行分析。当不满足渗透稳定性要求时,应采取增加帷幕深度、设置减压井等防止渗透破坏的措施。
隔(止)水帷幕宜采用沿基坑周边闭合的平面布置形式。
降水
常用降水方法
工程降水有多种技术方法,可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类等进行选择。地下水控制水位应满足基础施工要求,基坑范围内地下水位应降至基础垫层以下不小于0.5m。
管井降水
管井井点降水就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井,或在坑内每隔一定范围设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽取管井内的地下水来降低水位。管井井点具有排水量大、降水效果好、设备简单、易于维护等特点。适用于轻型井点不易解决的含水层颗粒较粗的粗砂、卵石土层,渗透系数较大、土层含水量丰富且降水较深(一般大于6m)的潜水或承压水。
管井一般由井口、井管、过滤器及沉淀管四个部分组成。井管可用金属材料(如钢管、铸铁管、钢筋笼管等)或非金属材料(如塑料管、水泥管等)。
管井降水施工工艺流程
井管滤料
井管进场后,应检查过滤水管是否符合规范要求。
井管管常用无砂混凝土管。
滤料宜选用磨圆度较好硬质岩石成分的圆砾,不宜采用棱角形石渣料、风化料或其他黏质岩石成分的砾石。要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及砾料在孔内架桥现象,洗井及抽排水过程滤料下沉时应及时补填砾料。
一般为3~8mm细砾石,从井底填至井口下方1m后用黏性土封口。
下井管
包扎滤网∶应在滤管表面包扎滤网,滤网的选择应与水层相适应,一般为10孔每平米厘米和4孔每平方厘米的两层镀锌铁丝网或尼龙网,滤网外用镀锌铁丝绑扎。
井管间连接︰应设置密封滤砂措施,一般可采用在井管之间压设麻绳密封,或者采用土工布专门进行包裹。
抽水系统
现场必须设置沉砂池进行沉淀处理后,检测合格后方可排入市政管网。
需设置排水干管(一般采用钢管或PVC管)用于收集各管井支管(一般采用PE管)水流导排入沉淀池。
降水系统安装完毕后应进行试运行,检验水位降深、抽水量、管路连接质量、井点出水和泵组工作水压力及运转情况。
水泵采用自动水位控制系统,以提升设备运行效率和安全性。
管井降水要点
降水的设备(主要是潜水泵)在施工前及时做好调试工作,确保降水设备在降水运行阶段运转正常。
工地现场要备足抽水泵,数量多于井数的1.2倍。使用的潜水泵要做好日常保养工作,应经常检查泵的工作状态,一旦发现不正常应及时换泵,坏泵应立即修复,无法修复的应及时更换。
降水井在降水运行阶段,电源必须保证,如遇电网停电,有关单位须提前两个小时通知降水施工人员,以便及时启动备用发电机。
做好井口的保护工作,严禁将井管碰坏以及杂物掉入井内。经常检查排水管、沟是否畅通。沟槽四周设有总排水沟,成井施工过程中的污水经三级沉淀池沉淀过滤后排入市政下水道。降水运行期间,现场实行24小时值班制,值班人员应认真做好各项记录,做到准确齐全。降水过程中应严密监测周围建构筑物及环境状况,做好应急预案。