当开挖基坑比地下水位低时,由于含水层被切断,在压差作用下,地下水必然会不断地渗入基坑,给基坑施工造成极大的安全隐患,故需采取有效的基坑降水方法确保基坑施工安全。
基坑降水方法主要分为以下五种:明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、管井井点降水。
明沟加集水井降水
通过在施工区域周边或内部挖掘明沟,收集地表水和少量渗入水,再通过集水井集中抽取,达到降水目的。
明沟加集水井降水主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水,具有施工方便,用具简单,费用低廉的特点,在施工现场应用最为普遍。
可单独应用于低水位地区或土层渗透系数很小及允许放坡的工程,而在高水位地区基坑边坡支护中往往作为阻挡法或其他降水方法的辅助排降水措施。
轻型井点降水
通过在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备不断抽水,使地下水位降低到坑底以下。
轻型井点降水是国内应用很广的降水方法,它比其他井点系统施工简单、安全、经济,特别适用于基坑面积不大,降低水位不深的场合。
该方法降水深度一般不超过6m。对于更深的降水需求,理论上可以采用多级井点系统,但对场地空间要求较大。
轻型井点降水效果受多种因素影响,主要包括土层渗透系数、降水设备的效率、井点布置的合理性等。
喷射井点降水
通过在井点管中利用高压水流的喷射作用,将地下水抽出,从而在施工区域形成局部的水位下降。
适用于土层渗透系数较高且需快速降低水位的情况,降水效率高。
但其抽水系统和喷射井管很复杂,运行故障率较高,且能量损耗很大,所需费用比其他井点法要高,容易对周边土体造成冲刷。
电渗井点降水
利用电场作用,通过在井点系统中施加直流电,使得地下水中的带电粒子(如带负电的黏土粒子)向正极移动,从而降低地下水位。
电渗井点需要与轻型井点或喷射井点结合应用,适用于渗透系数很小且土层中存在一定量的可迁移离子的土体,如粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等,可以有效地把细粒土中的水抽吸排出。
在降水过程中,应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整,并做好记录,对施工精度和设备性能要求较高。
管井井点降水
通过在目标区域周围钻探深管井,利用水泵从井中抽取地下水,从而降低地下水位。
管井井点适用于地下水位较深、土层渗透性较好的情况,尤其是在其他井点降水方法效果有限时,一般用于潜水层降水。
该方法对周边环境影响较大,需防止地面不均匀沉降、周边建筑物和基础设施下陷等情况。
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