地下水基坑施工技術分析

史經(jīng)海

(新疆阿瓦提縣水管總站，新疆阿瓦提843200)

水利工程建筑物基礎開挖一般較深，多數(shù)在地下水位以下。基坑既要滿足永久工程幾何尺寸需要，又要提供一個合理的施工空間，使基礎的施工作業(yè)得以按照設計所指定的位置進行。在進行基坑施工的過程中由于會出現(xiàn)地下水，所以重視基坑施工中的地下水保護和地下水控制有著相當重要的作用。

1 地下水基坑施工存在的問題

1.1 基坑邊坡坍塌

進行地下水開發(fā)建設的過程中會出現(xiàn)基坑邊坡的坍塌現(xiàn)象，這種情況一般發(fā)生在基坑施工階段和基坑支護施工剛結束不久。究其原因，主要是由于鉆孔技術不成熟，施工單位沒有經(jīng)過合理的設計，也沒有嚴格按設計施工，從坍塌的坡面看，針對坡面的鉆孔支護沒有規(guī)范進行，鉆孔進入了土體，但是規(guī)格不夠，注漿標準不夠，使得土釘?shù)纳钊霃姸炔粔?，只是將土釘桿體直接擊入土體。

1.2 邊坡水平位移較大

一些基坑邊坡水平位移較大，并且經(jīng)監(jiān)測，水平位移還在繼續(xù)加大。這種情況的發(fā)生主要是對邊坡的穩(wěn)定性估計不足，沒有根據(jù)具體情況開展合理的鑿井施工，其程序設計不夠合理，對地下水的水位下降技術處理的不好，使得地下水水位偏高，導致了邊坡的水平位置有空隙，造成了基坑的穩(wěn)定性不足。

1.3 建筑物變形

在舊建筑物改造過程中，要注意原建筑物，處理稍有不當，原有的建筑物就極易變形。一般來說，舊建筑物變形都是其地基沉降引起的。就其原因主要是在施工的過程中快速降低地下水位，或排水方式不當，使原基礎土體流失或土體性質(zhì)發(fā)生改變，使得周圍的土體平衡狀態(tài)發(fā)生改變，嚴重的情況下還會使得土體快速滑移，易造成原基礎斷裂或坍塌事故。

2 地下水基坑施工的基本程序

2.1 確定地下水的埋藏情況

地下較深基坑施工首先要確定地下水的埋藏情況，在豐富地下水地區(qū)要進行基坑施工的全面模擬計劃研究才能進行具體施工。一般來說含水層結構單一，以砂卵礫石為主，透水性能和貯水條件均好的地區(qū)屬于地下水開采條件較好。要充分考慮基坑的涌水量，選用合適的降水措施。降低地下水位的不是建筑物施工的全部內(nèi)容，但在進行建筑施工時，是必須要作為專題考慮地下水的問題，必須確定其地下水位降至施工面以下，保證施工的可能性和工程質(zhì)量。

2.2 確定施工程序

地下水基坑的施工程序一般包括:排水降水→土方開挖鉆孔→確定開挖的順序和坡度→分段分層平均下挖→修邊和清底。在確定施工程序之后，選擇施工方法:①針對不同地層選擇好不同的鉆機類型是保證快速成孔的關鍵。②施工中選擇好優(yōu)質(zhì)黏土、隨時檢測泥漿指標對保證孔壁穩(wěn)定和鉆進非常重要。③自滲井點降水，當降水場地的一定深度內(nèi)，存在有兩層或兩層以上的含水層，并且上層比下層的滲透能力小，下層水位低于降水深度時，便可打通上下含水層，土層地下水就會在水位差的作用下通過井孔自然地流到下部含水層中，達到降低地下水位的目的。④在中細顆粒地層中，選用沖擊正循環(huán)配管鉆或使用回轉鉆機也能加快成孔速度。

3 深基坑地下水的技術研究

3.1 降低地下水位施工技術

地下水位較高的地區(qū)，地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。平原區(qū)建筑物施工地下水的來源一般為上下游河(渠)床滲流，上層潛水，如果上下游落差較大時，滲流的來源復雜，枯水期和豐水期水位變化的影響，在制定止水方案時應從深基坑工程的防管涌、防滲流、降排水3個方面考慮，根據(jù)地質(zhì)勘察部門提供的地質(zhì)資料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周圍環(huán)境，例如，確定土方開挖方案時，應對周圍建筑物、構筑物進行拍照和錄像，對地質(zhì)勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析，對特殊土質(zhì)需精心組織施工，軟土分層開挖的深度不宜太大。要以主動降水為主，不要出現(xiàn)被迫降水。對隨意放水的現(xiàn)象一定要嚴格制止，以免發(fā)生水涌、坍塌的不利事件。降水施工技術應包括:在設排水井通過潛水泵抽水排至基坑邊坡排水明溝。計集水井下方，再挖深1.2 m以上，然后放入 1個800 mm×800 mm帶網(wǎng)鋼筋籠，周邊用20～40 mm碎石填塞，然后再放人一個500 mm的帶網(wǎng)鋼筋籠，在內(nèi)外鋼筋籠的空隙處，用20～40 mm碎石填至設計墊層下標高，上面用油氈紙覆蓋2層。每個降水井均由1臺潛水泵配備自動水位控制裝置抽水外排。降水井最終封閉采用法蘭盤。這種方法的適用條件為:①在降水范圍內(nèi)的含水層有兩層以上，下層含水層的埋深以距離基坑5～20 m為宜，下層含水層的水位要低于基坑施工要求降低水位，并且各含水層之間為相對水層或隔水層。②上層地下水的水質(zhì)符合引入下層地下水的要求，未受較大污染。③下層滲透系數(shù)大于上層含水層的滲透系數(shù)，其厚度應能消納的水量要大于降水深度內(nèi)的基坑涌水量。

3.2 鉆孔技術的控制

基坑建設中的鉆孔技術是防止基坑塌方的主要手段，鉆孔技術的控制是完善地下水深坑技術的首要任務。在具體的施工過程中要把握成孔的角度，如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須及時進行糾偏調(diào)整。調(diào)整的手段可以利用鉆機油缸進行糾偏，如果偏差不大或套管入土不深(＜5 m)，可直接利用鉆機的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度，即可達到糾偏的目的。如果偏小就要在旋挖鉆機就位以后，先預鉆一個深3 m左右的導孔，導孔的直徑只要能順利放入套管護筒即可。鉆孔的施工流程設計也很重要，首先要壓入護筒并取土成孔。為了保證進入樁位預孔內(nèi)護筒的垂直度要求，先用旋挖鉆機的護筒驅(qū)動器驅(qū)動第一節(jié)套管(每節(jié)套管長約7～8 m)壓入1.5～2.5 m，然后用短螺旋鉆斗(或土斗等)從套管內(nèi)取土，一邊卸土、一邊繼續(xù)下壓護筒沒入土中，第一節(jié)套管按要求壓入土中后，地面以上要留1.2～2.0 m，以便于接管。然后在進行鉆機打孔，最后根據(jù)成孔情況進行測量檢驗，對出現(xiàn)問題之處進行及時的修復。

4 地下水基坑施工過程中應注意的問題

在基坑開挖過程中，土層滯水、砂土層中的微承壓水、裂隙水、地面排水、雨水等處理不當，都會給邊坡支護和周圍建筑、管線帶來危害。在選擇地下水的處理方式時，應對坡頂、坡面、坡腳采取降排水措施。上下游水位的變化，極易造成邊坡失穩(wěn)，應注意對上下游圍堰的觀察。在基坑開挖過程中，監(jiān)理工程師如發(fā)現(xiàn)上下游水位快速現(xiàn)象，應要求施工單位及時采取措施，增加巡察班次，防止邊坡含水量過大土壤液化引起滑坡。應注意以下6點:①在基坑頂緣四周適當距離處設置截水溝，并防止水溝滲水，以避免地表水沖刷坑壁，影響坑壁穩(wěn)定性。②坑壁邊緣應留有護道，靜荷載距坑邊緣≥0.5 m，動荷載距坑邊緣≥1.0 m;垂直坑壁邊緣的護道還應適當增寬;水文地質(zhì)條件欠佳時應有加固措施。③應經(jīng)常注意觀察坑邊緣頂面土有無裂縫，坑壁有無松散塌落現(xiàn)象發(fā)生，以確保安全施工。④基坑施工的延續(xù)時間不可過長，自開挖至基礎完成，應抓緊時間連續(xù)施工。⑤用機械開挖基坑，挖至坑底時，應保留≥30 cm厚度的底層，在基礎澆筑施工前，用人工挖至基底高程。⑥基坑應盡量在枯水季節(jié)施工。

5 結語

總之，水工建筑物基坑施工技術要設計好施工程序，重視降低地下水位的方式和速度，避免出現(xiàn)地下水水位的急升急降，重視對基坑開挖過程中地下水水位的控制和邊坡土體含水量控制，確保工程的工期、質(zhì)量和安全。

［1］曾律弦，潘泓，肖四喜.深基坑環(huán)梁支護結構的性狀分析［J］.四川建筑科學研究，2009(03):44－45.

［2］伊家勤.不同類型地下水在深基坑施工中的控制方法［J］.山西建筑，2008(30):132－134.