浅谈基坑工程特点与基坑降水

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浅谈基坑工程特点与基坑降水基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。

它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。

基坑工程特点
1、基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。

基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。

在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。

2、基坑工程具有很强的区域性。

如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。

同一城市不同区域也有差异。

基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。

3、基坑工程具有很强的个性。

基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。

有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。

这就决定了基坑工程具有很强的个性。

因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。

4、基坑工程综合性强。

基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。

5、基坑工程具有较强的时空效应。

基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。

在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。

土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。

蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。

所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。

6、基坑工程是系统工程。

基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。

土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。

不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。

同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。

7、基坑工程具有环境效应。

基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对周围建(构)筑物和地下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全。

大量土方外运也将对交通和弃土点会对环境产生影响。

基坑降水
基坑是建筑工程施工中,为方便地基的施工而在地表开挖的施工场所。

按开挖深度分为两类:开挖深度大于或等于五米,或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程为深基坑,反之为浅基坑。

按开挖方式可分为放坡开挖基坑和支护开挖基坑两大类。

按功能用途分为:楼宇基坑、地铁站深基坑、市政工程地下设施深基坑、工业深基坑。

当基坑开挖至地下水位以下时,为了防止因地下水作用而引起的渗流、流砂、管涌、坑底隆起、边坡滑塌以及坑外地层过度变形等,保证施工过程中处于疏干和稳态的工作条件下进行开挖,必须做好对地下水的控制工作。

基坑工程控制地下水的方法有降低地下水位与隔离地下水两类。

对于弱透水地层中的浅基坑,当基坑环境简单、含水层较薄、降水深度较小时,可考虑采用集水明排的方法进行降水;在其他情况下宜采用降水井降水、隔水措施或隔水、降水综合措施。

基坑降水常用的方法是明沟排水和井点降水。

明沟排水就是在基坑内或基坑外设置排水沟、集水井(坑),用抽水设备将地下水从集水井(坑)中排出。

井点降水是将带有滤管的降水工具沉没到基坑四周的土中,利用各种抽水工具,在不扰动土结构情况下,将地下水位下降至基坑底部以下,以利基坑的开挖。

井点降水在深基坑中应用较广,实际中应根据基坑规模、槽深、环境条件、各土层渗透性和降低水位的深度等合理选择降水井类型。

基坑降水首先应进行基坑降水内容的设计,设计内容主要有:①确定降水井类型;②降水井系统的布设,包括井数、井深、井距、井径、过滤管、工人滤层、单井出水量、水位与地面沉降的监测等;③预测降水效果,包括基坑内外典型部位的最终稳定水位及水位降深随时间的变化,降水引起的沉降及对邻近建筑物、地下管线等的影响;④设置回灌井时,应进行回灌系统的设计。

井点的平面布置尽可能使井点能包围基坑,并考虑地下水流向、降水深度
和土质等因素,布置成环形、U型或线形,目的是使基坑中心水位降到最低。

当基坑宽度小于6m,降深不超过5m时,可采用单层轻型井点;若要求降水深度大于5m、基坑宽度大于6m时,可采用多层轻型井点;井点距坑边约0.5~1.0m。

基坑降水的井数、井深、井距及单井出水量等可通过计算确定。

在房屋建筑与构筑物的基坑降水中,多采用轻型井点或多层轻型井点类型
基坑工程事故的原因分析
1、基坑及周围土体物理力学性质、埋藏条件、水文地质条件十分复杂,勘察所得到的数据离散性大,很难比较准确地反映土层的总体情况;
2、基坑周围复杂的施工环境。

诸如:邻近的建(构)筑物、道路和地下管线等设施都会对基坑围护结构产生不良影响;
3、基坑周围侧向土压力计算和围护结构受力简化计算的假定都与工程实际状况有着一定差别,因此对基坑稳定性和变形问题的预测很难做到比较精确;
4、围护结构施工质量的优劣,直接影响到围护结构及被围护土体变形量的大小,稳定性以及邻近建筑物、构筑物及设施的安全。

一个设计合理的围护系统,完全可能是由于施工质量未能满足要求而造成破坏;
5、连续的降雨及暴雨等引起的墙后土体应力增加,冲刷,浸泡、地下水渗透都会引起围护结构失稳;
6、基坑开挖施工过程中的一些人为因素,诸如施工顺序不当、支撑安装不及时,坑周边堆载过多、排水不畅等都会对围护造成不良影响。

王锋
2016年5月。