土方工程施工排水技術(shù)的探討:土方工程降水設(shè)計(jì)和排水方案

　　在開挖基坑、地槽或其他土方工程施工時(shí)，土的含水層常被切斷，地下水和地面水會(huì)不斷地滲入坑內(nèi)，如不及時(shí)排除，不但會(huì)使施工條件惡化，造成邊坡失穩(wěn)、基坑流砂、坑底隆起、坑底管涌，還會(huì)影響地基的承載力。因此，在土方工程施工中，做好施工排水工作，保持土體干燥是十分重要的。因此，本文主要探討土方工程施工排水技術(shù)及方法。
　　施工排水可分為重力降水（如集水井、明渠等）和強(qiáng)制降水（如輕型井點(diǎn)、深井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)等）。在土方工程中采用較多的是集水井降水和輕型井點(diǎn)降水。
　　1.集水井降水施工方法
　　四周的排水溝及集水井應(yīng)設(shè)置在地下水流的上游，并距基礎(chǔ)邊線0.4m以外。根據(jù)地下水量、基坑平面形狀及水泵能力，集水井每隔20～40m設(shè)置一個(gè)。集水井的直徑或?qū)挾纫话銥?.7～0.8m。井壁可用竹、木等簡(jiǎn)易加固。排水溝底寬一般不小于300mm，溝底縱向坡度一般不小于3％，排水溝至少比基坑底低0.3～0.4rn，集水井底應(yīng)比排水溝底低0.5m以上。隨著基坑開挖逐步加深，溝底和井底均保持這一高度差。當(dāng)基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，井底應(yīng)低于坑底1～2m，并鋪設(shè)0.3m碎石濾水層，以免在抽水時(shí)將泥砂抽出，并防止井底的土體被攪動(dòng)。
　　2.井點(diǎn)降水施工方法
　　井點(diǎn)降水是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑周圍埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井），利用真空原理，通過(guò)抽水泵不斷抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。井點(diǎn)降水可防止邊坡由于受地下水流的沖刷而引起塌方；可使坑底的土層消除地下水位差引起的壓力，防止了坑底土的上冒；由于沒(méi)有水壓，減少了支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平荷載；由于沒(méi)有地下水的滲流，也可消除流砂現(xiàn)象；降低地下水位后，由于土體固結(jié)，還能使土層密實(shí)，增加地基土的承載能力。
　　2.1一般輕型井點(diǎn)設(shè)備
　　輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成，管路系統(tǒng)包括濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管。濾管為進(jìn)水設(shè)備，通常采用長(zhǎng)度1.0～1.5m，直徑38mm或51mm的無(wú)縫鋼管，管壁鉆有直徑為12～19mm且成梅花形排列的濾孔，濾孔面積為濾管表面積的20％～25％。管壁外包兩層孔徑不同的銅絲布或纖維布濾網(wǎng)。為避免濾孔淤塞，在管壁與濾網(wǎng)間用塑料管或梯形鉛絲繞成螺旋狀隔開，濾網(wǎng)外面再繞一層粗鐵絲保護(hù)網(wǎng)。濾管下端為一錐形鑄鐵頭，濾管上端與井點(diǎn)管連接。井點(diǎn)管為直徑38mm或51mm、長(zhǎng)5～7m的鋼管。井點(diǎn)管上端用彎聯(lián)管與總管相連。集水總管為直徑100～127mm的無(wú)縫鋼管，每段長(zhǎng)4m，其上裝有與井點(diǎn)管連接的短接頭，間距為0.8m或1.2m。
　　2.2輕型井點(diǎn)的布置
　　平面布置：當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，且降水深度不超過(guò)5m時(shí)，可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)度以不小于槽寬為宜。反之，則應(yīng)采用雙排井點(diǎn)，位于地下水流上游的一排井點(diǎn)管的間距應(yīng)小些，下游的一排井點(diǎn)管的間距可大些。當(dāng)基坑面積較大時(shí)，則應(yīng)采用環(huán)形井點(diǎn)。井點(diǎn)管距離基坑壁不應(yīng)小于1.0～1.5m，間距一般為0.8～1.6m。
　　高程布置：井點(diǎn)降水深度，從理論上講可達(dá)到10.3m，但考慮抽水設(shè)備的水頭損失以后，其實(shí)際降水深度一般不超過(guò)6m。如井點(diǎn)管埋設(shè)深度小于降水深度6m時(shí)，則可用一級(jí)井點(diǎn)；埋設(shè)深度稍大于6m時(shí)，如降低井點(diǎn)管的埋置面后，可滿足降水深度要求時(shí)，仍可采用一級(jí)井點(diǎn)；當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)達(dá)不到降水深度的要求時(shí)，則可采用二級(jí)井點(diǎn)，即先挖去第一級(jí)井點(diǎn)所疏干的土，然后再在其底部裝設(shè)第二級(jí)井點(diǎn)。此外，在確定井點(diǎn)管埋置深度時(shí)，還要考慮井點(diǎn)管露出地面0.2～0.3m，濾管必須埋在透水層內(nèi)。
　　2.3井點(diǎn)管的埋設(shè)
　　井點(diǎn)管的埋設(shè)可以利用沖水管沖孔，或鉆孔后將井點(diǎn)管沉入，也可用帶套管的水沖法及振動(dòng)水沖法下沉埋設(shè)。認(rèn)真做好井點(diǎn)管的埋設(shè)和孔壁與井點(diǎn)管之間砂濾層的填灌，是保證井點(diǎn)系統(tǒng)順利抽水、降低地下水位的關(guān)鍵，因此應(yīng)注意：沖孔過(guò)程中，孔洞必須保持垂直，孔徑一般為300mm，孔徑上下要一致，沖孔深度要比濾管深0.5m左右，以保證井點(diǎn)管周圍及濾管底部有足夠的濾層。砂濾層宜選用粗砂，以免堵塞管的網(wǎng)眼。砂濾層灌好后，距地面下0.5～1m的深度內(nèi)，應(yīng)用粘土封口搗實(shí)，防止漏氣。井點(diǎn)管埋設(shè)完畢后，即可將其與總管連接并開啟抽水設(shè)備進(jìn)行試抽水，檢查有無(wú)漏水、漏氣現(xiàn)象，出水是否正常。
　　2.4流砂的防治
　　2.4.1 產(chǎn)生流砂的原因 產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因有內(nèi)因和外因。內(nèi)因取決于土壤的性質(zhì)，當(dāng)土的孔隙率大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。因此，流砂現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在細(xì)砂、粉砂和亞砂土中，但是否會(huì)發(fā)生流砂現(xiàn)象，還要看外因條件，即地下水及其產(chǎn)生動(dòng)水壓力的大小。
　　2.4.2 防治流砂的方法 其具體措施有：1）枯水期施工。因地下水位低，坑內(nèi)外水位差小，動(dòng)水壓力減小，從而可預(yù)防和減輕流砂現(xiàn)象；2）打板樁。將板樁沿基坑周圍打入不透水層，便可起到截住水流的作用；或者打入坑底面一定深度，這樣將地下水引至坑底以下流入基坑，不僅增加了滲流長(zhǎng)度，而且改變了動(dòng)水壓力的方向，從而達(dá)到減小動(dòng)水壓力的目的；3）水中挖土。水中挖土即不排水施工，使坑內(nèi)外的水壓相平衡，不致形成動(dòng)水壓力。如沉井施工，不排水下沉，進(jìn)行水中挖土，水下澆筑混凝土等；4）人工降低地下水位。人工降低地下水位即截住水流，不讓地下水流入基坑，從而不僅可防治流砂和土壁塌方，還可改善施工條件；5）地下連續(xù)墻法。此法是沿基坑周圍先澆筑一道地下連續(xù)墻，從而起到承重、截水和防流砂的作用，它又是深基礎(chǔ)施工的可靠支護(hù)結(jié)構(gòu)；6）拋大石塊，搶速度施工。如在施工過(guò)程中發(fā)生局部的或輕微的流砂現(xiàn)象，可組織人力分段搶挖，挖至標(biāo)高后，立即鋪設(shè)蘆席并拋大石塊，增加土的壓重，以平衡動(dòng)水壓力，在未產(chǎn)生流砂現(xiàn)象前，將基礎(chǔ)分段施工完畢。
　　3.結(jié)語(yǔ)
　　為了做好土方工程的安全施工工作，在施工過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況做好施工排水，保持土壤干濕度滿足施工要求。
　　參考文獻(xiàn)
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