透水層與不透水層分界面的滯水排水施工方法

孟祥偉

摘 要：隨著我國建筑事業(yè)的快速發(fā)展，各種大型建筑項目得到了有效實施，但是由于建筑基礎(chǔ)埋置深度越來越深，給排水系統(tǒng)帶來了安全隱患。加之，深大基坑越來越多，其中的持力層深度可能會穿過水層和砂層等比較復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，進(jìn)而嚴(yán)重影響建筑工程排水的有效性?；诖耍恼聦ν杆畬优c不透水層分界面的滯水排水施工方法進(jìn)行了分析，希望可以為相關(guān)工程提供幫助。

關(guān)鍵詞：透水層;不透水層分界面;滯水排水;施工方法

透水層與不透水層分界面是建筑施工排水中的關(guān)鍵。由于在一些地區(qū)挖深基坑時，會遇到層間水和流砂塌方等多種問題，需要提前完善施工方案，掌握排水施工方案。因此，需要相關(guān)施工單位對透水層與不透水層分界面的特點進(jìn)行分析，積極采取預(yù)防和緊急處理措施，在確保施工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)上，完善滯水施工方案，進(jìn)而為建筑施工的順利進(jìn)行提供保障。

1 透水層與不透水層分界面排水方式的研究背景

最近的二十年，可以說是我國高層建筑發(fā)展的主要階段，大多數(shù)高層建筑都會有一到三層地下室，基坑工程和排水系統(tǒng)更是其中的重要組成部分。其中，深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及降水方案會對施工的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。由于透水層與不透水層分界面的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如果不對其進(jìn)行有效管理和優(yōu)化，會對排水的安全性帶來影響[1]。

加之，當(dāng)前我國的透水層與不透水層分界面的滯水排水施工方案不完善，部分應(yīng)用條件以及施工中所采用的系數(shù)不符合具體施工要求，在具體施工中并沒有考慮施工荷載和相關(guān)因素。因此，為了保障透水層與不透水層分界面中排水方案的有效性，需要結(jié)合經(jīng)驗對弱透水性深基坑降水圍護(hù)進(jìn)行合理應(yīng)用，為我國建筑事業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供條件。

2 影響透水層與不透水層分界面滯水排水施工的因素

2.1 土的性質(zhì)以及壓力影響

由于透水層與不透水層分界面中的軟土具有非常強(qiáng)的流變性，其形狀和強(qiáng)度會受到時間的影響，隨著時間的變化而發(fā)生變化。如果其中的減切應(yīng)力比較小，即便施工人員在這個時候不增加應(yīng)力，其變形也會長期發(fā)展，具有一定的蠕變特性。

當(dāng)變形恒定時，應(yīng)力會隨時間減小，其應(yīng)力還具有松弛特性，在長期的受荷背景下，需要對其強(qiáng)度進(jìn)行分析。但是，由于軟土地區(qū)的基坑設(shè)計不夠合理，忽視了其流變性，如果僅用一般的方法計算，就會導(dǎo)致排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題。此外，其中的軟土還具有結(jié)構(gòu)性，此特點會對土的工程排水方案造成影響，更嚴(yán)重影響了滯水排水施工方式的有效性。

2.2 地下水的影響

地下水會對透水層與不透水層分界面之間的軟土帶來壓力。在基坑開挖時，需要采用一些降水措施，主要目的是降低地下水位，避免在基坑開挖過程中出現(xiàn)流砂，或者是管涌等現(xiàn)象，需要采取措施保證基坑干燥，為后期的順利施工提供保障。此外，基坑降水還會引起地下水滲流等問題，導(dǎo)致力學(xué)的性質(zhì)發(fā)生變化，嚴(yán)重影響軟土的壓力大小[2]。

2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的影響

如今，在我國建筑事業(yè)不斷發(fā)展的背景下，排水系統(tǒng)得到了完善，但是會受到一些外界因素的影響。當(dāng)前的透水層和不透水層分界面的滯水排水施工方法已不能滿足建筑工程的要求，但是由于在其中會出現(xiàn)土體變形和基坑，過大的位移量，會對位移量造成影響。

再加上，擋土墻剛性很大，只允許其產(chǎn)生平移或者轉(zhuǎn)動，并不允許其出現(xiàn)變形。此外，在對滯水排水施工系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，一般用基坑支護(hù)的連續(xù)墻，其中的挖孔樁屬于一種輕型擋土結(jié)構(gòu)，其在應(yīng)用過程中會出現(xiàn)質(zhì)量問題，對透水層與不透水層中的排水結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重影響。

3 滯水排水施工方法的設(shè)計和計算

在建筑施工中，透水層與不透水層是其中的主要內(nèi)容，為了避免分界面滯水排水施工中出現(xiàn)安全問題，需要對排水施工方法進(jìn)行分析。特別是在基坑工程設(shè)計過程中，不管是懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)，還是圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，都需要對此結(jié)構(gòu)中的土壓力進(jìn)行計算，創(chuàng)新排水方式，需要結(jié)合Rankine土壓力理論以及降水勘察結(jié)果，積極開展降水工作，需要采用砼樁圍護(hù)，控制其樁長為12.5m。

同時，在對此部分內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計和計算時，需要根據(jù)場地條件和地區(qū)經(jīng)驗，合理應(yīng)用井點降水方案，先進(jìn)行降水然后開挖，主要保障對透水層與不透水層分界面處理的有效性。在基坑工程施工過程中，需要先在土中成樁，然后再開挖卸載，尤其是在墻后土壓力作用下，對土壓力進(jìn)行計算，完善滯水排水系統(tǒng)，避免對實際建筑工程質(zhì)量造成影響[3]。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，需要采用直接滯水方式將土開挖到設(shè)計標(biāo)高，需要在底層土下30cm左右開展排水施工工程，然后下擴(kuò)50cm應(yīng)用碎石回填，采用坑中心下泵方式不斷降水。在透水層與不透水層分界面的滯水排水施工中，會發(fā)現(xiàn)水量越來越大，其中的泥砂也就會越多，導(dǎo)致施工人員無法繼續(xù)下挖，其中的擋土護(hù)坡施工也會受到比較嚴(yán)重的影響。部分施工人員還采用了塑料布墊底，結(jié)合具體施工情況澆筑了混凝土，但是在此過程中，需要對混凝土標(biāo)高進(jìn)行控制，讓其超過滯水層10cm。此外，還需要對層間滯水進(jìn)行相關(guān)處理，要將其擋在結(jié)構(gòu)外側(cè)。

然而，在實際施工過程中，如果操作人員沒有將塑料布放到槽底，就不能對基坑尺寸形狀進(jìn)行有效控制，這會導(dǎo)致坑邊坡出現(xiàn)大量流砂，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。如果現(xiàn)場流砂滯水層比較嚴(yán)重，會對透水層與不透水層分界面的滯水施工帶來嚴(yán)重影響。因此，需要結(jié)合不同排水施工方式對其進(jìn)行控制，按照圖紙尺寸進(jìn)行修整成型，合理應(yīng)用混凝土對護(hù)坡進(jìn)行澆筑。

4 層間處理方法

在對層間水進(jìn)行處理時，需要提前對導(dǎo)致此問題的原因進(jìn)行分析，然后制定完善的處理方案。在此過程中，為了避免此問題對建筑施工質(zhì)量造成影響，需要對傳遞靜壓力的性質(zhì)進(jìn)行整合，當(dāng)其水量充足時，其深處水體會受到上部水柱壓力影響。因此，施工人員需要完善降水方案，一些工程為了在施工期間積極做好現(xiàn)場排水系統(tǒng)，需要對施工現(xiàn)場的積水情況進(jìn)行分析，在確保其排水暢通的基礎(chǔ)上，保障處理方式的有效性和安全性[4]。

在對地表水進(jìn)行分析時，需要采用自然排水系統(tǒng)，其基坑內(nèi)排水需要采用自然排水和強(qiáng)制排水有效結(jié)合的方式，完善地表自然排水系統(tǒng)，對護(hù)坡頂和護(hù)坡進(jìn)行合理化設(shè)計，在此處可以設(shè)置兩條貫通磚砌排水溝，控制其排水溝截面尺寸為300*300，還需要沿排水溝進(jìn)行設(shè)計，每隔10m需要設(shè)計500*500*600集水井一個。

在此過程中，施工人員一定要提前按照要求規(guī)劃好施工和設(shè)計方案，對影響此工程的因素進(jìn)行綜合性分析，保障其中排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為了防止基土等因素對施工過程造成影響，相關(guān)施工人員還要在地面雨水和施工廢水集中沉淀后，對排水雨水管網(wǎng)進(jìn)行合理化設(shè)計[5]。

此外，在對基坑內(nèi)排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，需要進(jìn)行基坑挖土，應(yīng)用臨時明溝和集水坑方式，對坑內(nèi)集水坑進(jìn)行合理化設(shè)計，在離開圍護(hù)樁邊6m以外對其進(jìn)行設(shè)計。同時，基坑坡腳施工過程中需要嚴(yán)禁積水，主要目的是為了避免對透水層與不透水層階段造成影響，并且還要按照要求，沿橫向每隔18.8m設(shè)置一個排水明溝保障其與環(huán)溝的接通，在透水層與不透水層分界面的四周還需要設(shè)集水井。在此基礎(chǔ)上，對角部進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，合理應(yīng)用潛水泵將積水排出基坑外，然后經(jīng)施工廢水集中沉淀后，再將其排入到城市雨水管網(wǎng)中。

5 處理基坑內(nèi)的流砂

在當(dāng)前城市化建設(shè)中，以前的滯水排水施工方法已不能滿足透水層與不透水層分界面施工的要求。為了對其進(jìn)行有效處理，需要完善預(yù)處理措施，設(shè)置科學(xué)的排水溝，在排水溝內(nèi)填入級配砂石，主要目的是將滯流水積極引入到附近的降水井。在對砂袋進(jìn)行設(shè)置的過程中，需要對管涌處進(jìn)行圍堵，并且還需要采用細(xì)石混凝土對管涌口等關(guān)鍵部位進(jìn)行有效覆蓋，主要目的是減少涌水口中的水土流失，保障滯水排水施工方案的有效性[6]。

在此過程中，還需要緊急調(diào)用多臺水泵，然后在基槽底部合理設(shè)置集水井，保障排水的有效性，積極組織人員對坑底進(jìn)行合理化設(shè)計，采用先進(jìn)的潛水泵排水，讓管涌的流水通過排水盲溝有效流入到集水井中。在此過程中，還需要提前準(zhǔn)備好沙袋，集中人力物力對護(hù)坡樁間流砂等部位進(jìn)行有效清理。

此外，在護(hù)坡樁間還需要堆砌砂袋，主要增加土體壓力，避免上部土體出現(xiàn)下陷現(xiàn)象。與此同時，還需要在流砂部位科學(xué)設(shè)置鋼管長度，將其長度控制為1.5m。在鋼管1m范圍中，還需要按照要求布置直徑5mm和間距5cm的孔，控制其在1m范圍內(nèi)。應(yīng)用包裹濾網(wǎng)對水進(jìn)行相關(guān)引流，這樣做的主要目的是預(yù)防水土流失，加強(qiáng)對基坑內(nèi)流砂的處理，從而保障滯水排水方案的有效性和合理性。

6 結(jié)語

由此可見，為了滿足當(dāng)前我國城市化建設(shè)的要求，需要創(chuàng)新透水層與不透水層分界面的滯水排水施工方法，完善其中的方案，對環(huán)境等因素進(jìn)行分析和整合，應(yīng)用安全的方式解決流砂等問題，創(chuàng)新層間水處理方法，進(jìn)而保障建筑方案的有效性。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王剛，謝燕輝，李承龍.一種不透水層抽水裝置在深基坑中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2020，730（32）：36-37.

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[5] 凌鴻.市政公路給排水施工中的常見問題與對策分析[J].百科論壇電子雜志，2020（4）：902-903.

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