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【摘 要】主要阐述了流砂的形成及流砂的处理,采用轻型井点排水防止流砂的方法及优点。
【关键词】流砂;井点排水
The reservoir construction flow sand foundation a processing
Zhang Zhong-gang
(Qieshi county xikeer town xikeer Reservoir Administrative office Qieshi Xinjiang 844312)
【Abstract】Main elaborated to flow sand of formation and flow sand of processing, adoption light well point drain prevent°from flowing the method and advantage of sand.
【Key words】Flow sand;The well point drain
1. 流砂形成的原因
流砂的形成原因是多种多样的,主要原因是由于河水的冲积经过地质的变化而形成的砂层,在遇到水流的情况下,整个砂层发生流动,从而形成了流砂层。流砂,顾名思义,就是流动的砂子,这主要是砂子在地下遇到水,在水压力发生变化的情况下,水发生了流动,这样砂子跟水一起发生了流动,但是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小和方向,在一定条件,土转化为流砂,而在另一条件下,如在基坑开挖中,防沉流砂的原则是“沉流砂必积水”主要途径是消除减少或平衡动水压力。在基础施工过程中,如果没有解决好流砂问题,基础就会跟着砂层一起流动,发生位移,这样地基的持力层就会发生变化,这对建筑物来说是十分有害的,也是绝对不容许发生的。
2. 流砂处理的方法
如何处理好流砂,将流砂转变为稳定土。要根据地质条件和工程特点来实施。具体的措施有:
2.1 打板桩法:将板桩打入坑底下面一定深度,增加地下水从坑处流入坑内有渗流长度,以减小水力坡度,从而减小动水压力,防止流砂产生,此方法一般可解决基础较浅的工程。
2.2 地下建筑墙法:此法是在基坑周围先灌一道基础较混凝土连续墙以支撑土臂、截水并防止流砂产生,这种方法投入大成本无法收回,一般不常采用。
2.3 群井降水法:根据土质的渗透系数与地下水位高低计算出水量,依据水量在建筑物的周围打井抽水降低地下水位,来防止流砂产生。
2.4 目前最常用的方法是井点排水,特别是轻型井点排水:轻型井点降低地下水位,是沿基坑周围,以一定的间距埋入,在地面上用集水管将各井点管连接起来,并在一定的位置设置抽水设备,利用真空泵和离心泵的真空吸力作用使地下水经滤管进入井点,然后汇入总管排出,从而降低地下水位。地下水降低后,可使所挖的土始终可持干燥状态,改善施工条件,同时还使动水压力方向向下,从根本上防止流砂发生并增加土中有效应力,提高土的强度或密实度,因此,井点排水降低地下水位不仅是一种施工措施,也是一种地基加固方法,采用此方法降低地下水位,可适应改陡坡以减少挖土数量,但在降水过程中,基坑附近的地基土壤会有一定的沉降,因此,在施工时应加以注意。
轻型井点布置,一般根据基坑的大小、土质、水位、降水深度要求而定。当基坑或沟槽宽度<6m,水位降低值≤5m时,可用单排线状井点,布置在地下水流的上游一侧,两端延长一般不小于沟槽宽度,如沟槽宽度>6m或土质不良,宜用双排井点,面积较大的基础宜用环状井点。有时也布置为U型。以利挖土机械和运输车辆的出入。环状井点四角部分应适当加密。井点管距离基坑一般为0.7~1m,以防漏气。井点管间距一般用0.8~1.6m或根据经验确定。
如基坑较大,单套抽水设备不能满足基坑开挖要求,可采用多套抽水设备,这时,井点系统要分段,各段长度应大致相等,分段地点宜选择在基坑拐弯处,以减少总管接头数量,提高水泵抽吸能力。水泵应设置在各段总管中部,使泵两边水流平衡。分段处应设阀门或将总管断开,以免管内水流紊乱,影响抽水效果。
如果基坑开挖深度大于井点管长度,则应降低井点管的埋置面,以适应降水深度的要求。在任何情况下,滤管必须埋在透水层内。为了充分利用抽吸能力,总管的布置标高宜接近地下水位,水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管,总管应具有0.25%~0.5%坡度(坡向泵房)。各段总管与滤管最好分别设在同一水平面,不宜高低悬殊。
当一级井点达不到降水深度的要求时,可采用二级井点,在布置二级井点前,必须先挖出一级井点所疏干的土,然后再布置二级井点。二级井点由于低于一级井点、地下水压必然大于一级井点,由于动水压力增大,流沙也必然较严重,因此在布置井点时,井点间距应比一级井点小。
但井点管距也不能过小,否则彼此干扰大,出水量会显著减少,一般可取滤管周长的5~10倍,在基坑周围四角和靠近地下水流方向一边的井点管应适当加密。当二级井点降水量达不到施工要求,可用三级井点降水,但要注意下一级井点管距应较上一级井点管距小,同时要留足每一级井点工作面积平稳,确保土方开挖时,挖土机械或井点的安全和正常使用。
轻型井点使用时,应连续抽水(特别是开始阶段),时抽时停,滤网易于堵塞,出水混浊度引起附近建筑物由于土壤颗粒流失而沉降、开裂。同时由于中途停抽,地下水回升,也可能引起边坡塌方,抽水过程中,应调节离心泵的出水阀以控制水量,使抽吸排水保持均匀,达到细水长流。正常的出水规律是“先大后小,先混后清”真空泵的真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺寸,必须经常观察检查,造成真空不足的原因很多,但多是井点系统有漏气现象,应及时检查并采取措施。
当井点降水成功后,应立即组织机械,投入开挖,在土方开挖前,应根据工程特点,开挖面积,运土距离降水情况等因素选择挖土机械。
一般开挖面积小,基础浅,运土距离较近时,可选用推土机,推土机操作灵活,运转方便,易于转移,选用推土机较经济;但对于运土距离较远时,可选用铲运机,铲运机能综合完成挖土、运土、平土等全部施工工序,选用铲运机较为合理;对于开挖基础深、面积大、运距较远时,可选用运输车数辆,应根据挖掘机的大小、工作效率、工作条件等因素合理计算安排。
在开挖过程中,特别是要注意开挖边线与各井点的距离以免造成边线于井点距离较小引起井点漏气或损坏井点造成不必要的损失,同时还要注意井点现挖土机械的相互配合以创造最佳的工作条件和最高的工作效率。
采用井点排水的优点是:排水效果好,使基坑土壤始终保持干燥,便于开挖和施工,缩小开挖面积、提高效率、缩短工期;避免了地下水的涌动和地基层中的细砂颗粒吸出,防止了流砂,保护了地基土壤不受扰动和破坏,确保基坑安全;为各项施工作业提供了良好的工作条件,保证了工程质量。
由于现场施工情况是复杂多变的,因此在施工过程中,我们一定要根据现场实际条件,灵活采用合理恰当的施工方法,做到既经济合理,又能加快工程施工进度。只有在实践中不断的积累,善于总结经验,才能不断取得新的成绩,为工程建设服务,为我国的现代化建筑不断的提供宝贵的经验。
[文章编号]1006-7619(2010)07-10-645
【关键词】流砂;井点排水
The reservoir construction flow sand foundation a processing
Zhang Zhong-gang
(Qieshi county xikeer town xikeer Reservoir Administrative office Qieshi Xinjiang 844312)
【Abstract】Main elaborated to flow sand of formation and flow sand of processing, adoption light well point drain prevent°from flowing the method and advantage of sand.
【Key words】Flow sand;The well point drain
1. 流砂形成的原因
流砂的形成原因是多种多样的,主要原因是由于河水的冲积经过地质的变化而形成的砂层,在遇到水流的情况下,整个砂层发生流动,从而形成了流砂层。流砂,顾名思义,就是流动的砂子,这主要是砂子在地下遇到水,在水压力发生变化的情况下,水发生了流动,这样砂子跟水一起发生了流动,但是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小和方向,在一定条件,土转化为流砂,而在另一条件下,如在基坑开挖中,防沉流砂的原则是“沉流砂必积水”主要途径是消除减少或平衡动水压力。在基础施工过程中,如果没有解决好流砂问题,基础就会跟着砂层一起流动,发生位移,这样地基的持力层就会发生变化,这对建筑物来说是十分有害的,也是绝对不容许发生的。
2. 流砂处理的方法
如何处理好流砂,将流砂转变为稳定土。要根据地质条件和工程特点来实施。具体的措施有:
2.1 打板桩法:将板桩打入坑底下面一定深度,增加地下水从坑处流入坑内有渗流长度,以减小水力坡度,从而减小动水压力,防止流砂产生,此方法一般可解决基础较浅的工程。
2.2 地下建筑墙法:此法是在基坑周围先灌一道基础较混凝土连续墙以支撑土臂、截水并防止流砂产生,这种方法投入大成本无法收回,一般不常采用。
2.3 群井降水法:根据土质的渗透系数与地下水位高低计算出水量,依据水量在建筑物的周围打井抽水降低地下水位,来防止流砂产生。
2.4 目前最常用的方法是井点排水,特别是轻型井点排水:轻型井点降低地下水位,是沿基坑周围,以一定的间距埋入,在地面上用集水管将各井点管连接起来,并在一定的位置设置抽水设备,利用真空泵和离心泵的真空吸力作用使地下水经滤管进入井点,然后汇入总管排出,从而降低地下水位。地下水降低后,可使所挖的土始终可持干燥状态,改善施工条件,同时还使动水压力方向向下,从根本上防止流砂发生并增加土中有效应力,提高土的强度或密实度,因此,井点排水降低地下水位不仅是一种施工措施,也是一种地基加固方法,采用此方法降低地下水位,可适应改陡坡以减少挖土数量,但在降水过程中,基坑附近的地基土壤会有一定的沉降,因此,在施工时应加以注意。
轻型井点布置,一般根据基坑的大小、土质、水位、降水深度要求而定。当基坑或沟槽宽度<6m,水位降低值≤5m时,可用单排线状井点,布置在地下水流的上游一侧,两端延长一般不小于沟槽宽度,如沟槽宽度>6m或土质不良,宜用双排井点,面积较大的基础宜用环状井点。有时也布置为U型。以利挖土机械和运输车辆的出入。环状井点四角部分应适当加密。井点管距离基坑一般为0.7~1m,以防漏气。井点管间距一般用0.8~1.6m或根据经验确定。
如基坑较大,单套抽水设备不能满足基坑开挖要求,可采用多套抽水设备,这时,井点系统要分段,各段长度应大致相等,分段地点宜选择在基坑拐弯处,以减少总管接头数量,提高水泵抽吸能力。水泵应设置在各段总管中部,使泵两边水流平衡。分段处应设阀门或将总管断开,以免管内水流紊乱,影响抽水效果。
如果基坑开挖深度大于井点管长度,则应降低井点管的埋置面,以适应降水深度的要求。在任何情况下,滤管必须埋在透水层内。为了充分利用抽吸能力,总管的布置标高宜接近地下水位,水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管,总管应具有0.25%~0.5%坡度(坡向泵房)。各段总管与滤管最好分别设在同一水平面,不宜高低悬殊。
当一级井点达不到降水深度的要求时,可采用二级井点,在布置二级井点前,必须先挖出一级井点所疏干的土,然后再布置二级井点。二级井点由于低于一级井点、地下水压必然大于一级井点,由于动水压力增大,流沙也必然较严重,因此在布置井点时,井点间距应比一级井点小。
但井点管距也不能过小,否则彼此干扰大,出水量会显著减少,一般可取滤管周长的5~10倍,在基坑周围四角和靠近地下水流方向一边的井点管应适当加密。当二级井点降水量达不到施工要求,可用三级井点降水,但要注意下一级井点管距应较上一级井点管距小,同时要留足每一级井点工作面积平稳,确保土方开挖时,挖土机械或井点的安全和正常使用。
轻型井点使用时,应连续抽水(特别是开始阶段),时抽时停,滤网易于堵塞,出水混浊度引起附近建筑物由于土壤颗粒流失而沉降、开裂。同时由于中途停抽,地下水回升,也可能引起边坡塌方,抽水过程中,应调节离心泵的出水阀以控制水量,使抽吸排水保持均匀,达到细水长流。正常的出水规律是“先大后小,先混后清”真空泵的真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺寸,必须经常观察检查,造成真空不足的原因很多,但多是井点系统有漏气现象,应及时检查并采取措施。
当井点降水成功后,应立即组织机械,投入开挖,在土方开挖前,应根据工程特点,开挖面积,运土距离降水情况等因素选择挖土机械。
一般开挖面积小,基础浅,运土距离较近时,可选用推土机,推土机操作灵活,运转方便,易于转移,选用推土机较经济;但对于运土距离较远时,可选用铲运机,铲运机能综合完成挖土、运土、平土等全部施工工序,选用铲运机较为合理;对于开挖基础深、面积大、运距较远时,可选用运输车数辆,应根据挖掘机的大小、工作效率、工作条件等因素合理计算安排。
在开挖过程中,特别是要注意开挖边线与各井点的距离以免造成边线于井点距离较小引起井点漏气或损坏井点造成不必要的损失,同时还要注意井点现挖土机械的相互配合以创造最佳的工作条件和最高的工作效率。
采用井点排水的优点是:排水效果好,使基坑土壤始终保持干燥,便于开挖和施工,缩小开挖面积、提高效率、缩短工期;避免了地下水的涌动和地基层中的细砂颗粒吸出,防止了流砂,保护了地基土壤不受扰动和破坏,确保基坑安全;为各项施工作业提供了良好的工作条件,保证了工程质量。
由于现场施工情况是复杂多变的,因此在施工过程中,我们一定要根据现场实际条件,灵活采用合理恰当的施工方法,做到既经济合理,又能加快工程施工进度。只有在实践中不断的积累,善于总结经验,才能不断取得新的成绩,为工程建设服务,为我国的现代化建筑不断的提供宝贵的经验。
[文章编号]1006-7619(2010)07-10-645