基坑降水是指当地下水位高于开挖底时,为保证基坑能在干燥条件下施工,**边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而进行的降水工作。
对于房地产开发项目来说,地下工程(土方、支撑、桩基、降水)因其隐蔽性不被客户感知,但成本极高,也是必不可少的工作,就像“吞金猛兽”的存在,无法解释清楚,成本高,无法产生直接溢价。
正是因为这部分项目的不确定性,大家都倾向于避而不谈。做好地下工程,不仅可以达到施工目的,还可以缩短工期,大大**成本,有效提高工程利润。今天我们就来谈谈基坑降水的管理。
本文从四个方面进行介绍:
基坑降水的基本知识
基坑降水的常用方法
基坑降水中的注意事项
基坑降水成本控制
01基坑降水的基本知识
要搞清楚基坑降水,首先要搞清楚为什么要降,降哪些水。
1.为什么要沉淀?
基坑降水是指当地下水位高于开挖底时,为保证基坑能在干燥条件下施工,**边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而进行的降水工作。
2.掉的是什么水?
基坑降水主要是降水和地下水。地下水有三种:一种是埋藏在与地表水显著不同的地下水中的全部水,特别是含水层饱和带中的那部分水;二是向下流动或渗透,使土壤、岩石饱和,泉水、水井供水;第三,是储存在地下岩石空洞中,以及构成地壳的空缝隙中的水。
地下水潜水和承压水。潜水储存在地表和**非渗透层之间。它是无压重力水,可以向四周渗透。
潜水大部分来自大气降水和地下给排水管道的裂缝和漏水,主要堆积在地表下的杂填土和被冲刷的老建筑地基空。
承压水储存在两个不透水层之间的含水层中。如果含水层充满了水,水就会有压力。
02基坑降水的常用方法
基坑降水的方式很多,常见的有五种。
1、明沟和集水井降水
明沟集水井降水是一种人工排水方法。它具有施工方便、设备简单、成本低廉的特点,在建筑工地应用*为广泛。在高水位地区的基坑边坡支护工程中,常采用这种方法作为封堵法或其他降水方法的**降水措施。主要排除地下潜水、施工用水和天上雨水。
在地下水丰富的地区,如果只采用这种方法降水,由于基坑边坡渗水较多,锚喷网支护(不喷)时会**喷混凝土的难度。有时很难加排水管,泥泞的工作面会阻碍施工作业。因此,这种降水方法一般不单独用于高水位地区的基坑边坡支护,而可单独用于低水位地区或土壤渗透系数较小、允许放坡的工程。
2.轻型井点降水
轻型井点降水(一级轻型井点)是我国广泛采用的一种降水方法。与其他井点系统相比,施工更简单、更**、更经济,特别适用于基坑面积小、水位低的场合。
这种方法一般将水位深度**到3-6m之间。如果要求降水深度大于6m,理论上可以采用多级井点系统,但要求基坑周围要有足够的空,便于放坡或挖沟。场地有限的基坑支护工程一般不允许这样,所以一般采用一级轻型井点系统。
轻型井点适用的土壤渗透系数为0.1-50m/d,当土壤渗透系数较小时,应采取用粘土封闭井点管顶部、保证井点系统各连接部位气密性等措施,提高整个井点系统的真空,以达到良好的**。
3、注入井点降水
喷射井点系统可在井点底部产生250毫米汞柱的真空度,其**水位的深度较大,一般在8-20m范围内。其适用的土壤渗透系数与轻型井点相同,一般为0.1-50m/d,但其抽水系统和回灌井管**复杂,故障率高,能耗大,成本高于其他井点法。
4、电渗井点降水
电渗流点适用于渗透系数较小的细粒土,如粘土、亚粘土、淤泥、淤泥质粘土等。这些土壤的渗透系数小于0.1m/d,用普通井点很难达到降水的目的。利用电渗现象可以有效地将细粒土中的水抽出。
需要结合轻型井点或喷射井点,其**水位深度取决于轻型井点或喷射井点。电渗井点降水过程中,要对电压、电流密度、耗电量进行测量、调整和记录,比较复杂。
5.管井井点降水
井位适用于渗透系数高的砾石地层、地下水丰富的地层以及轻型井位难以解决的场合。每口管井的出水流量可达50-100m3/h,土壤的渗透系数在20-200m/d范围内,地下水位埋深**约3-5m。这种方法一般用于潜水层降水。
03基坑降水中的注意事项
1、基坑降水方案确定的条件
(1)场地条件
场地条件制约降水方案的制定,主要包括场地周围现有建筑物的高度、分布、结构以及与拟建工程的距离;基础周围的地下设施(包括给排水管道、光缆、供气管道等。);向外抽水和排水通道及电源等。
设计和施工资料,包括基坑开挖尺寸和分布;地下建筑施工的相关要求等。这些条件决定了采用的降水方法和具体的设计施工方案,也决定了确保周边建筑物和地下设施**的具体实施措施。
(2)地质条件
土层的地质柱状图和地质剖面图,各层岩土的物理力学性质,地下水类型和埋藏条件,水文地质条件,水质分析结果,特别是土层的渗透性。
土壤的渗透系数取决于土壤形成条件、颗粒级配、胶体颗粒含量和土壤结构等因素。因此,不同深度和方向的土层渗透系数是不同的。渗透系数计算结果的真实性势必直接影响降水方案的选择。由于影响渗透系数的因素复杂,一般勘察报告提供的数值多为室内试验数据,误差往往较大,只能作为降水设计的参考。对于重要的工程,应进行现场抽水试验来确定。
(3)地下水情况
根据地质和水文资料,需要查明透水层和不透水层沿场地向下深度的分布厚度和变化情况;掌握承压静水位埋深、混合静水位埋深及其年变化范围和水位标高;查明地下水补给源的位置、距离和透水层的接触情况;查明地下水层是否与江河湖海等无限水源相连;无论是潜水还是承压水与无限水源相连,都会造成降水困难甚*无效。
2.设置数量:
井点可以均匀布置在基坑周围,由于进出基坑的道路设置,少一个井点对降水**不会有太大影响。但对于大型基坑,有时为了保证降水**,需要在基坑内设置一些降水井点。井位与基坑外围的*小距离一般不小于2m,以保证基坑边坡的稳定。
(1)当基坑宽度小于6m时,可沿基坑长边布置单侧线性井点;宽度大于6m时,应布置两个井点或环形布置。单侧井点应布置在地下水流的上游方向。
(2)降水井运行一段时间后,地下水将形成稳定的降水漏斗。漏斗的坡度约为1: 10,也就是说,当井点地下水位下降1m并长期保持稳定时,距井点10m以内的地下水位会受到影响,离井点越远,降水幅度越小。
(3)地下水位一般要求在基坑底标高以下0.5 ~ 1m,以保持开挖过程中基坑的干燥状态,保证开挖过程中基坑边坡的稳定。
(4)井距一般可为0.8m、1.2m或1.6m,视地下水位和基坑深度而定。特殊地方可以适当加密井点,保证降水**。
(5)打孔深度应比滤管低0.5m左右。回填井管时,用粗砂填充*过滤管以上*少1米,并在离地面*少0.5米的深度内用粘土密封。
3.地下水位的监测:
在降水过程中,应监测地下水位,确保地下水位在长时间降水后保持在相对稳定的高程,避免地下水位过度**造成资源浪费和构筑物不均匀沉降。同时,当地下水位出现异常上升或下降时,应迅速查明原因,**隐患。
4.**不均匀沉降:
基坑周边建筑物不均匀沉降主要是由于地下水位**,建筑物下地基脱水后承载力**,在重力作用下压缩固结。为了**这种不均匀沉降,必须控制地下水位的过快下降。通常采取减缓降水速率、切断渗流帷幕、打井回灌地下水等措施。其中,回灌地下水的方案相对简单有效。只需要在建筑物和降水井之间的建筑物附近打一口井,回灌地下水,就可以在很大程度上**建筑物的沉降。
04基坑降水成本控制
控制基坑降水的成本有两个难点。一是如何选择合理的基坑降水方案。第二个也是*困难的一个是如何在施工过程中控制降水的成本。
1、科学合理的选择基坑降水方案
(1)基坑降水方案的选择应根据工程地质、水文地质、周边环境条件、基坑支护设计、降水设计等文件,结合类似工程经验,编制降水施工方案。
根据场地的水文地质、基础规模、开挖深度、土壤渗透性等条件,选择包括集水明排、截水、降水和地下水回灌等地下水控制方法。施工中地下水位应保持在基坑底以下0.5 - 1.5m。
(2)软土地区开挖深度较浅时,开挖时可利用排水沟、集水井进行集水和明沟排水;当基坑开挖深度超过3m时,一般需要进行井点降水。当降水危及基坑及周围环境**时,应采用停水或回注的方法。
2.基坑降水施工过程的成本管理
由于基坑降水周期的高度不确定性和过程监控的难度,基坑降水施工过程的成本管理一直是成本管理的软肋。如何做好过程成本控制?
(1)沉淀工作时间的确定
基坑降水是一个贯穿整个主体结构施工的动态过程。如何24小时动态监控各降水井的运行状态,**部分降水井停止降水后带走降水机组,成为一个难点控制点。
传统的计量方式是抽查和记录降水井的运行情况,属于静态和被动控制,控制效率低,可靠性差。通过监测用电量,可以实现动态、主动的监测。
(1)设置降水线。
②确定水泵的综合功率。
(3)定期检查,避免无序架设专用线和其他用途。
④根据耗电量计算泵的工作时间。
(2)控制过量降水
虽然提高了动态降水时间测量的精度,但如何控制不必要的过量降水?
(2.1)沉淀开始时间的确定
降水开始时间不能按实际开始抽水计算。降水测量的开始时间原则上不应早于首层(地下0-5m)的完成时间节点。
这是因为,在实际*作过程中,由于施工需要,施工单位往往会提前降水以满足现场施工的用水需求,并不是实际的基坑降水需求。
(2.2)沉淀结束时间的确定
何时停止降水应由地勘单位和设计单位根据抗浮计算确定。并不**对应建筑形象的进步。
(3)确定*有效的降水井数量。
脱水设备不能满负荷运行,要根据水位动态调整。基坑内的降水井可以作为水位观测井,每天都可以测量基坑内的水位。
通过对降水后地下水位的日常动态监测,以1m为控制红线,基坑底部水位低于1m时,增设降水井;大于1m时,减少降水井数量。通过观测和动态控制基坑内的地下水位,使降水井的数量达到**效率,有效避免过度降水。
(4)合理布置降水井的位置。
基坑内的降水井尽量布置在后浇带处,可以减少后期因更换封堵材料而增加的费用,也有利于准确定位。
05基坑降水是土方、地基和基础工程施工中的一项重要技术措施。它技术**,难以控制,不能产生直接的经济效益,但对建筑发展和**影响**。在工程实践中,应合理选择降水方案,加强过程监控,以方便施工组织,**成本,缩短工期。
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