地下水控制是指在基坑工程中,為了確保基坑工程順利實施,減少施工對周邊環境的影響而采取的排水、降水、隔水和回灌等措施。

降水的作用是防止基坑邊坡和基底的滲水,保持坑底干燥,便于基礎施工,同時減少土體含水量便于土方開挖與運輸,提高土體強度,增加邊坡的穩定性。在地下水豐富的地區,應依據場地的水文地質條件、基礎規模、開挖深度、各土層的滲透性能等選擇合適的控制措施。

1、集水明排

集水明排(也稱集水坑降水法)是在基坑開挖過程中,當坑底挖至地下水位以下時,在坑底四周或中央開挖一定坡度的排水溝,設置集水井,使地下水沿溝流入集水坑內,然后用水泵抽走,對坑底滲出的地下水,也可采用盲溝排水。

集水明排法一般適用于降水深度較小且土層為粗粒土層或滲水量小的粘性土層,也可作為井點降水的輔助措施。

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施工時,在基坑外側設置由集水井和排水溝組成的地表排水系統,集水井、排水溝與坑邊的距離不宜小于0.5m。基坑四周每隔30m~40m宜設一個集水井,排水溝縱坡坡度宜控制在1‰~2‰,流向集水井。

排水溝、集水井尺寸應根據排水量確定,抽水設備應根據排水量大小及基坑深度確定,可設置多級抽水系統。排水溝底面應比挖土面低0.3m~0.4m,集水井底面應比溝底面低0.5m以上。集水井宜設置在基坑陰角附近。

2、降水

降水主要指井點降水,是在基坑開挖前,預先在基坑周圍或基坑內設置一定數量的井點,利用抽水設備連續不斷地從中抽水,使地下水位降至坑底以下并穩定后才開挖基坑,并在開挖過程中仍不斷抽水,使所挖的土始終保持干燥,提供了良好的基坑挖土和地下結構施工條件。

井點降水法有輕型井點、電滲井點、噴射井點、管井等。施工時應根據土的滲透系數、降低水位的深度、工程特點、設備條件、周邊環境制定合理的降水方案。

降水井類型

降水深度

(地面以下)(m)

降水布置要求

輕型井點

≤6

井點管排距不宜大于20m,濾管頂端宜位于坑底以下1m~2m。井管內真空度應不小于65kPa。

電滲井點

6~10

利用噴射井點或輕型井點設置,配合采用電滲法降水。較適用于黏性土,采用前。應進行降水試驗確定參數

多級

輕型井點

6~10

井點管排距不宜大于20m,濾管頂端宜位于坡底和坑底以下1m~2m。井管內真空度應不小于65kPa

噴射井點

8~20

井點管排距不宜大于40m,井點深度與井點管排距有關,應比基坑設計開挖深度大3m~5m

降水管井

>6

井管軸心間距不宜大于25m,成孔直徑不宜小于600mm,坑底以下的濾管長度不宜小于5m,井底沉淀管長度不宜小于1m

真空

降水管井

利用降水管井采用真空降水,井管內真空度應不小于65kPa

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輕型井點法降水示意圖

1—井點管;2—濾管;3—集水總管;4—彎聯管;5—泵房;

6—原地下水位線;7—降水后的地下水位線

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管井井點

3、截水

截水帷幕(止水帷幕)是用于阻隔或減少地下水通過基坑側壁與坑底流入基坑和控制基坑外地下水位下降的幕墻狀豎向截水體。

截水帷幕應連續,截水樁的垂直度、樁與樁之間的搭接尺寸應保證深層截水帷幕的連續、截水可靠。截水帷幕自身應具有一定的強度,滿足設計要求的圍護結構變形的要求。

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截水帷幕插入深度設計首先應滿足基坑開挖后地基土抗滲流(或抗管涌)穩定性的要求,還應滿足不同降水施工工藝的要求,如輕型井點降水、管井降水等。基坑開挖面標高變化時,截水帷幕插入深度應滿足不同開挖深度區域疏干降水的設計要求。若基坑不同區域高差相差較大,宜分別形成封閉截水帷幕。

4、回灌

當基坑外地下水位降幅較大、基坑周圍存在需要保護的建(構)筑物或地下管線時,宜采用地下水人工回灌措施。回灌措施包括回灌井、回灌砂井、回灌砂溝和水位觀測井等。回灌砂井、回灌砂溝一般用于淺層潛水回灌,回灌井用于承壓水回灌。

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回灌可以消除或減輕由于水位降低后形成的降水漏斗而引起周圍建筑物及地下管線的不均勻沉降等不利影響。潛水位、承壓水位降低的區域都可采用地下水回灌技術,在砂性土、粉性土層中效果相對明顯。

坑外回灌井的深度不宜大于承壓含水層中基坑截水帷幕的深度,回灌井與減壓井的間距應通過設計計算確定。回灌井施工結束至開始回灌,應至少有2周~3周的時間間隔,以保證井管周圍止水封閉層充分密實,防止或避免回灌水沿井管周圍向上反滲、地面泥漿水噴溢等。井管外側止水封閉層頂至地面之間,宜用素混凝土充填密實。

回灌水源應采用潔凈的水或利用同一含水層中的地下水,不得污染地下水資源。在回灌影響范圍內,應設置水位觀測井,并應根據水位動態變化調節回灌水量。