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深基坑开挖降排水设计

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【摘要】:在基坑挖掘的过程中,由于埋藏比较浅的地下水,在压力差的作用下,势必会源源不断的流入到挖好的基坑内,在地下水含量较少的地方不会有明显的影响,若本区域内地下水含量较多的时候,渗入的地下水会造成塌方事故,影响施工的进度。对于渗入到基坑内的地下水必须及时的排出,若不及时的排出会是地基的承载能力下降,严重的能引发管涌、流砂等现象的发生,为保障地基的挖掘的过程中安全施工,必须采用有效的措施进行降排水作业。本文就在深地基开挖过程中进行的降排水的设计尽心阐述和探讨。

【关键词】:基坑 开挖 事故 设计 措施

中图分类号:TV551.4文献标识码: A 文章编号:

1、前言

基坑的质量对建筑的质量有直接的影响,基坑对建筑有一定的承载力,如果地基在挖掘的过程中出现渗水现象在一定程度上会降低基坑的承载能力,严重的还会影响到周围建筑的安全,对工程的施工进程有着重要的影响,因此,我们在深基坑开挖过程中要对周围的环境和土质进行检查和检测,确保深地基开挖过程中安全施工。

2、地基开挖应具备的条件

在深地基的开挖前首先要对四周的建筑物高度和建筑物要承载的能力进行考察,确保地基的挖掘过程中不影响其他建筑物的安全。其次要保证基坑在施工前的干燥,必要时可以对土质进行抽样检测其水分的含量,水分含量达到标准要求后再进行开挖作业,以确保施工的安全进行。第三、对基坑的边坡进行加固处理,使基坡具有一定的稳定性,降低基坡产生塌方的可能性。第四、要对进行挖掘基坑的地下管线进行梳理,搜集本区域相关的管道和线路的铺设情况,根据相关质量对管道和线路铺设进行实地勘察,摸清管道的走向和位置,在挖掘前关闭相关管道的阀门。挖掘过程中对地面下适合铺设管道厚度内的土层要精心操作,减少由于误操作产生的管道泄漏,从而影响施工的进程。

3、挖掘的基本地质情况

在挖掘前要对所挖掘位置的地质情况进行取样分析,掌握本区域内主要的地质结构和各个分层之间的厚度,以便能准确的根据不同的分层采用不同的挖掘设备,加快工程建设的进度。一般情况下深挖基坑可大致分为四层结构。

第一层为人工堆积层,黄褐 褐灰色,坚硬,硬塑夹少量路基填石及砂砾,厚度一般为1.6-4.5m。第二层为海相沉积层,粘土,灰白、褐黄、深灰色、灰黑,坚硬,一般厚度为1.5-5.1m或粗砂,含粘土,呈灰褐色,很湿,稍密,一般厚度为1.75m;也有砾砂存在,灰白到深灰色,稍密或中密,很湿,一般厚度为3.3m。

第三层为更新统残积层,砾质粘性土,褐黄、灰黄、棕褐、棕黄、夹灰白色、棕红色,可塑到坚硬,一般厚度为4.4—14.5m。第四层为花岗岩层,黄褐色、褐黄,全风化,岩芯呈土夹砂砾状。场地内的地下水埋深3.3-6.8m。

4、基坑降水设计方案

4.1、降深要求

采用全断面开挖法,在挖掘的过程中,基坑内必然会行驶载重较大的车辆,所以必须要保证渗水不在基坑内出现,为保证基坑在开挖时不出现渗水,保证地下水在承台标高半米下。漏斗形的降水范围,容易造成边坡失稳,为保证运输车辆的安全,降水深度s应低于开挖深度0.5m以上。

4.2、降水方案

根据相关的标准要求,不同的地质应采用不同的渗透系数,一般情况下淤泥质和粘土质的土质的渗透系数选择0.207.砂土的渗透系数选择0.373.不同的土质也应选择不同的降水渗透井。淤泥质、粉质、粘土层适合用电渗井点降水,粉砂用轻型井点降水。基坑的出水最主要包括地下水的降雨量与储存量,由于无法估量当时的降雨量,因为在潜层透水性比较弱,点时间内地层渗入的雨水量也比较少。可以只考虑地下水的储存量来确定排水量。

4.3、基坑涌水量计算

基坑降水的涌水量与当地的条件有直接的关系、基坑的形状大小及补给水边界条件等有关。根据工程地质勘察报告所提供的工程水文地质条件,本工程降水按无压完整井计算。

(一)、基坑的最小降深S。S=14.5米

(二)、影响半径R0查《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—991中计算出R=30m。其中渗透系数取降水深度范围内各土层的渗透系数加权平均值,经计算取k=0.25m/d。

(三)、确定井点管的埋置深度 假定井点管间距20m,Ho=28.5m

(四)、基坑涌水量。根据《建筑基坑支护技术规程)(JGJ120—99)附录F基坑涌水量为:Q=565m3/d.

(五)、每根井点最大出水量。q=50m3/d

(六)、确定井点数:n=1.1×系数,取n=16根;

(七)、降深验算:S=14m,满足降深要求。

在计算中,各字母代表的意义,其中基坑涌水量的单位是(m3/d);

K— —含水层渗透系数(m/d);

I一基坑长度(m);

H——潜水含水层水头高度(m);

R— —影响半径(m);

H0 一井点管的埋设深度(m);

H1 — —井点管的埋设面至基坑底的距离(m);

l—— 地下水降落坡度;

B—— 基坑宽度(m);

S——地下水位要求降深(m);

S0 —— 地下水位降深(m);

x。——基坑的假想半径(m);

q——单井出水量(m3/d);

l0——过滤器工作部分长度(m);

r0——井点管半径(m);

r——各井点管至水位降深验算点之间的距离(m)。

5、井点设计、井点布置

5.1、根据基坑涌水量的理论计算和降深验算的结果,结合本工程的特点,沿纵向在基坑内南北两侧各布置一排井点,每排井点距排桩lm,按20m间距布置7根井点管,在基坑两端各设置一根井点,共计16根井点,并在基坑中心布置观察井4个,以观测水位降深情况。基坑布置基坑降水井点布置平、断面图”。

5.2、抽水设备选择。井点系统由井点管、集水总管、过滤器、阀门、支管等组成,并由抽水设备启动,在井点系统中形成真空,并在井点周围一定范围内形成一个真空区,在真空力的作用下,井点附近的地下水通过砂井,经过滤器被强制吸入井点系统内抽走,使井点附近的地下水位降低,因此抽水设备是整个井点系统的关键,本工程选用W4型真空泵。

6、排水方案设计

7、结束语

依据土层渗水系数的大小来确定基坑工程的降水设计,经过各项指标综合比较后加以确定。由于不同的施工现场,土质的条件也不一样。影响井点涌水量的准确度主要和土层的渗透系数和抽水半径进行计算确定。土层的渗透系数和抽出半径的不准确造成在实际的涌水量计算不准确,从而导致基坑的排水量的制定不合理,在施工过程中造成成本的上升。因此我们必须结合现场实际对参数进行确定,杜绝随意性的基坑工程的设计。保证基坑的施工质量。

参考文献

[1]马文贤 高层建筑基础工程[M] 中国建筑工业出版社 2004年

[2]张晓东 基坑的排水工程设计[J] 土木工程 2012年

[3]徐志文 基坑挖掘中注意事项[J] 建筑工程 2011年

[4]王文深基坑开挖的降排水分析[J]中国地理2011

[5]李智勇 浅析深基坑开挖的施工技术[J]大众科学 2011