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二元结构地层基坑深井降水工法
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二元结构地层基坑深井降水工法
随着城市高层建筑的发展,深基坑工程越来越多。由于深基坑设计和施工受到地质、水文、环境、季节、荷载等诸多因素的影响,在二元结构地层条件下,深基坑的主要矛盾是治理地下水的问题,特别是在地下水位高、承压含水层厚度大、水量丰富的水文地质条件下,如果对地下水治理不当,在开挖过程中极易产生流砂和管涌,影响场区周围建筑物和市政公用设施的安全。很明显,一般的降水技术很难达到要求。中建三局建筑技术研究设计院经过几个工程的实践、探索,逐步形成了一整套深井降水新技术。在地质岩性构成具有明显的二元结构沉积韵律,承压水位距地表仅l~2米,层厚达30米的武汉国际贸易大厦采用了此项新技术获得成功。并获中建三局1995年度科技进步一等奖,同时作为武汉国贸主体综合施工技术的一部分获1995年中建总公司科技进步一等奖。
1 工法原理
深井降水是在基坑开挖前,根据基坑面积大小、涌水量等因素,预先在坑内、坑外或坑内外结合,布设一定数量的管井,在管井内安装深井泵,抽取地下水,达到降低基坑内的地下水位,以利于地下室在干燥条件下顺利施工的工艺方法。
2 工法特点
2.l 降水效果显著。
2.2 施工机具简单多样,便于选择。
2.3 耗资少。
3 适用范围
3.l 本工法适用于涌水量较大,渗透系数较大,长江流域一级阶地上二元结构地层的基坑降水。
  3.2 本工法对大面积、深基坑尤为适用。
4 设计要点
  4.l 降水井
  4.1.l 管井结构
  合理的管井结构,要求达到能使地下水畅通地流入井内,同时尽可能阻止粉细砂流入井内。
  井管推荐使用钢管,其内径应较水泵外径大50mm。上部为井壁段,中部为滤水段,下部为沉淀段。深井成孔直径较井管大300mm左右。
  4.l.2 水泵
  根据水泵的放置标高和单井涌水量,确定扬程和流量,选择适宜的泵型。
  4.1.3 井的深度
  若井深过浅则出水量小,难以满足降深要求,因此,井的深度为所需下降水位值的2~3倍或者采用完整井。
  4.1.4 井数
  根据渗透系数、基坑面积、要求降低水位值等参数确定。由于岩土工程的不确定因素较多,深基坑施工的风险性较大,且出事故后往往补救较难,宜在设计时取较大的安全系数。
  4.1.5 管井平面布置
根据基坑面积,形状及周围环境,可在坑内、坑外或坑内外相结合布置管井,原则是使水位下降漏斗与基坑重合,并使基坑内降水后的水位线尽量水平。
  4.2 观测井
  观测井用于观测在降水过程中地下水位的变化,除在基坑内布置观测井外,为了控制基坑外的水位变化,在坑外一定范围内亦应布置一定数量的观测井。
  对观测井的结构可比降水井的要求略低,但应考虑水跃值尽量小,一般成孔φ150mm,井管φ90mm的钢管或塑料管,在管壁上钻孔后包尼龙网即可。
  4.3 水电设计
  深井降水一般出水量较大,应对抽出水的排放系统进行水网设计。
  降水工程要求供电不能中断,且各台泵能独立供电,因此,要自成系统,专线供电,并备随时能启动的备用发电机。
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