关于基坑工程承压水问题的研究
2018-02-15贾清军
贾清军
(河北省第四建筑工程有限公司 河北石家庄 050050)
在进行高层建筑工程施工过程中,施工单位需要施工现场情况,重点做好工程承压水的管理,防止破坏周围图层结构,增加工程安全隐患,保证工程建设顺利进行。作为施工单位,要严格设计单位的要求,针对基坑工程承压水问题,制定完善的施工组织,控制好整个施工过程,从而提升施工质量和效率,为建筑工程施工建造良好的施工环境。
1 承压水对深基坑工程的危害
在进行基坑工程施工过程中,在两个地下隔水层之间出现地下水,这一层的地下水就是承压水。承压水具有封闭性的特点,在承压水上部和下部会形成隔水顶板、隔水底板。受到地质运动的影响,在地下会形成比较均匀的隔水层,在施工过程中,一旦破坏承压水层,就会引发安全事故。承压水对深基坑工程的危害主要表现在以下几种形式:
①顶托破坏,在顶托被破坏以后,会出现坑底突涌问题,这种承压水危害比较常见,增加了工程施工的安全隐患,出现这种问题主要由于基坑坑底比较薄弱,安全系数不足。②开挖面出现突涌问题,具体表现在由于维护结构不稳定,从而导致开挖面出现渗漏问题。与其他渗水不同,承压水受到内部压力的影响,渗流速度就会不断加快,产生十分严重的事故,并且破坏范围极大。③异常管涌,主要在基坑下围护结构中,出现坑底涌水问题,再加上坑内外存在压力差,防护效果不明显,从而出现异常管涌。④丧失有效应力。在建筑基坑施工过程中,基坑坑底出现比较大回弹,围护墙体踢脚出现大范围的位移,一旦没有采取相应的降压措施,就很难降低空隙水压,丧失有效应力,大大增加基坑的回弹量。⑤出现过量沉降问题。根据以往的施工经验,针对承压水导致的沉降问题,有的施工单位认为只需要采用坑内设井和一定降水措施就能保证施工安全,但是承压水下降,不仅导致周围地层沉降超标,而且影响了周围建筑物的安全,甚至损坏周围的建筑物。
2 治理基坑承压水危害的有效措施
在进行基坑承压水危害治理过程中,施工单位需要根据施工现场,坚持水位控制为前提,沉降控制为中心”的原则,对承压水产生的危害进行全面有效的控制,针对不同的承压水危害模式,制定相应的处理措施,最大限度保证基坑工程施工安全。
(1)施工单位要做好水文地质调查工作,要整合施工现场的技术再聊,对微承压水层进行全面合理的分析和调查,防止出现丧失有效应力的问题。同时在进行施工现场实际勘查过程中,勘查人员需要重点分析含水层与覆盖层的水力关系,精确计算沉降层厚度的取值。施工单位还要精确定位地层尖灭点,防止坑内与坑外出现较大的差距,消除周围的安全隐患。
(2)进行围护——降水一体化设计。在进行基坑降水过程中,会导致围护内外出现水头差,因此,在进行围护过程中,需要按照“围护结构与降水一体化设计”的原则,针对出现的地面沉降控制值,对基坑井点深度和围护结构的插入深度进行科学合理的调整,准确计算坑外水头降落数值,然后按照驱动应力场耦合原则,对地层产生的沉降进行分析,保证在设计范围内。
(3)止水帷幕方法。根据当前工程施工情况,止水帷幕方法主要包括以下几种形式:①灌浆止水帷幕,这就要求施工单位在基坑周围围护墙的透水层,对断面进行渗透灌浆,进一步提升图粒的胶结程度,有效改善土层性质,提升土壤的稳定性,对承压水层活动进行限制,防止土体出现不规则的位移,从根本上解决承压水的问题。为了保证工程施工的效果,进行灌浆止水帷幕施工过程中,施工人员需要先打孔,然后安装好注浆管以后,才能进行施工。②进行深层旋喷桩止水帷幕,在实际施工过程中,施工人员要沿着基坑地下连续墙内侧,进行高压旋喷状止水帷幕施工,控制好实际的施工工序,有效降低实际的施工风险。
(4)采用“降水最小化”措施。在进行基坑承压水降水施工过程中,为了防止地层出现大范围的沉降,施工单位要采取“降水最小化”的措施。施工单位可以采用分层降压和按需降水的方法,在保证施工安全的情况下,进行少量或者短时的抽水。分层降压就是需要分析水力联系的多含水层组,然后计算地层渗透性差异,分析其中的影响因素,有效控制好实际的沉降,设置覆盖层,保证工程施工质量。按需降水就是根据井点实际运行情况,制定完善的施工组织加护,对出现的沉降深度进行严格的控制,进一步优化施工技术方案,采用动态化的安全系数,保证施工安全。
(5)减压降水处理方法。根据基坑降水井的位置,施工单位可以采用坑外降压和坑内降压的方法,为了保证施工质量,施工单位需要针对实际降压对地表的影响,制定科学合理的降压方案。比如在止水帷幕在插入承水层比较浅时,并且周围没有高大建筑物时,可以采用坑外降压的方式。在止水帷幕插入承水层比较深时,需要控制好地表沉降时,可以选择坑内降压。在承压水水位不断下降的情况下,在下降到一定程度以后,就会形成降落漏斗,导致地面沉降。因此,在进行基坑施工过程过程中,施工单位要重视承压水问题的处理,然后采取相应的隔断措施和阻挡措施,提升围护结构的稳定性,保证工程施工顺利进行。
综上所述,在进行基坑承压水问题处理过程中,施工单位需要针对施工现场情况,做好地质水文勘查工作,重点分析承压水的特点,针对潜在的安全隐患,采取针对性的解决措施,保证基坑施工安全。
[1]刘明亮,马乐民,徐小乐.关于基坑工程承压水问题的研究[J].山西建筑,2018,44(06):86~87.
[2]周红波,蔡来炳.软土地区深基坑工程承压水风险与控制[J].同济大学学报(自然科学版),2015,43(01):27~32.
[3]李进军,王卫东.受承压水影响的深基坑工程中的群井抽水试验[J].地下空间与工程学报,2010,6(03):460~466.
[4]戴斌,王卫东.受承压水影响深基坑工程的若干技术措施探讨[J].岩土工程学报,2006(S1):1659~1663.