工業(yè)與民用建筑工程基坑施工中地下水的處理

韓凱夫

摘要：基坑施工中的地下水進(jìn)行有效地防治，不僅可以保證施工工程的高效率，也可以保證施工過程中的安全性。有利于基坑的開挖深度以及基坑挖掘過后不會(huì)因降水的滲入造成一系列的破壞。因此在工業(yè)與民用建筑工程的基坑施工中，有關(guān)地下水的處理問題一定要引起相關(guān)的重視，保證深基坑施工的高質(zhì)量、高品質(zhì)以及高速度，確保整個(gè)施工過程的安全穩(wěn)妥。

關(guān)鍵詞：深基坑 地下水 措施

地下水是地質(zhì)環(huán)境的重要組成部分，且最為活躍。在許多情況下地質(zhì)環(huán)境的變化是有地下水引起的，因此地下水是影響地質(zhì)工程穩(wěn)定性的重要條件。地質(zhì)體內(nèi)的地下水可以由于開挖而涌出或突出；也可以由于人類活動(dòng)而向地質(zhì)體內(nèi)充水，增加濕度，提高地下水水位。同時(shí)地基土中的水能降低土的承載能力，地基涌水不利于工程施工；地下水又常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷的主要原因；一些地下水還腐蝕建筑材料，這些都可以引起地質(zhì)災(zāi)害。因此在地質(zhì)工程設(shè)計(jì)或地質(zhì)災(zāi)害防治設(shè)計(jì)中都必需慎重地考慮地下水這個(gè)因素。

1.基坑施工中地下水的影響

由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，地下水分為兩層，上層為粘性土中存在的潛水以及上層滯水，下層為砂性土以及砂卵石層中的承壓水。由于這兩種水層的成分不同，因此造成的危害也不相同。隨著基坑施工的深入，所受地下水的威脅也大。因此所受地下水的危害與程度是與其基坑開挖的深度成正比的，一般基層較淺的基坑開挖過程中涌出的地下水，一般都為上層的潛水或者是滯水，滯水含積得砂層十分有可能引起周圍地面的沉降，對(duì)未施工完成的建筑物以及周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成一定程度上的危害。而當(dāng)基坑施工挖至10-13m深時(shí)，下層的砂層水便會(huì)上涌，如果不采取相應(yīng)措施，進(jìn)行疏導(dǎo)，則會(huì)造成基坑周圍的大面積坍塌。

2.工程實(shí)例

某國道工程，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑1.0m，單樁承載力設(shè)計(jì)值1600KN，樁端嵌入中風(fēng)化巖層深度不小于1.7m，設(shè)計(jì)樁長20m，樁總數(shù)8根?，F(xiàn)場(chǎng)地層自上而下依次為：①雜填土；②粉質(zhì)粘土；③殘積砂（礫）質(zhì)粘性土，上部多為粘性土，粘性較強(qiáng)；下部多為粉砂，遇水易軟化，輕振即液化，水量豐富；④強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，中粗粒及碎塊結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育，涌水量較大；⑤中風(fēng)化花崗巖；⑥微風(fēng)化花崗巖。根據(jù)地質(zhì)資料得知，擬建場(chǎng)地水文地質(zhì)條件較為單一，場(chǎng)地地下水屬第四系孔隙潛水，主要補(bǔ)給源為大氣降水，地下水受季節(jié)性影響較大。場(chǎng)內(nèi)地下水位在1.2-1.73m之間，水位很高，其含水層主要為第3層碎石層，第2、4層為弱透水層，其滲透系數(shù)為（0.72～45.52）*10-6cm/s，第5層為隔水層。工程采用大口徑深井降水，沿?cái)M建橋臺(tái)周圍設(shè)4眼降水井，深水電泵進(jìn)行抽水，設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。降水井徑大于1000mm，孔深15.0m，護(hù)壁套管直徑為1000mm，套管外面包2層尼龍網(wǎng)布；套管外四周用粒徑為0.5～2.0cm的礫石料填充，作為濾水層，濾層應(yīng)填至原地下水位線，其上部用粘土回填，并搗實(shí)。工程嚴(yán)格按照降水井施工規(guī)范要求埋設(shè)管井，采用泥漿護(hù)壁鉆孔法成孔。井孔鉆孔后進(jìn)行清孔，隨后安裝井管。

3.坑基地下水處理的方法分析

地下水的處理方法多種多樣，根據(jù)降水方式的不同進(jìn)行劃分，可以分為止水法與排水法兩大類。止水法與排水法下面又同時(shí)存在著不同的處理方式，止水法主要是通過在坑基周圍建立止水帷幕來實(shí)現(xiàn)止水的，排水法主要是通過實(shí)現(xiàn)坑基內(nèi)地表水與地下水之間的引流的原理實(shí)現(xiàn)排水的。與止水法相比，排水法對(duì)坑基地下水的處理成本更低，施工更簡(jiǎn)單。在進(jìn)行坑基地下水處理過程中尤其以排水法中的井點(diǎn)降水法應(yīng)用最為廣泛，本文主要以井點(diǎn)降水法為介紹對(duì)象在文中展開論述。所謂井點(diǎn)降水法主要通過在坑基周圍埋設(shè)足夠的滲水井點(diǎn)管，并通過地面與之相配套的抽水管路系統(tǒng)，對(duì)坑基內(nèi)的地下水進(jìn)行抽取，當(dāng)坑基周圍的地下水位達(dá)到坑基以下時(shí)，降水工作便順利完成。當(dāng)坑基處于不同的幾何形狀時(shí)多采用井點(diǎn)法降水，這種降水方法具有穩(wěn)定坑基邊緣的作用能夠有效避免流砂對(duì)坑基施工造成的影響。在坑基挖掘過程中要根據(jù)坑基的具體情況并結(jié)合周圍的土層、水文等多種因素加以分析，采用科學(xué)的降水方法，保障施工機(jī)械在干燥的土方內(nèi)進(jìn)行施工，坑基干燥是進(jìn)行機(jī)械化施工、保障施工順利進(jìn)行、保障施工安全與施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。由此， 井點(diǎn)降水法已成為目前在含水透水位土層實(shí)施的一種行之有效的方法?，F(xiàn)階段工民建筑坑基施工中常用的井點(diǎn)降水法主要有輕型井點(diǎn)降水法和深井井點(diǎn)降水法兩種。井點(diǎn)降水法因施工工藝簡(jiǎn)單，施工成本低，降水效果好等優(yōu)勢(shì)而被廣泛的應(yīng)用到坑基的地下水處理中。

4.基坑工程中防治地下水的措施

水文地質(zhì)勘測(cè)。要詳盡了解最高地下水位的標(biāo)高、水質(zhì)、流量、流向、滲透系數(shù)、壓力、降水量、蒸發(fā)量及地層凍結(jié)深度等技術(shù)指標(biāo)，這是合理確定工程防水標(biāo)高、防護(hù)要求與地下水防止措施的前提與保證。防水設(shè)計(jì)。采用合理結(jié)構(gòu)形式：應(yīng)根據(jù)防護(hù)要求、使用功能結(jié)合工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件等因素綜合確定，能短的不長、能整的不散，避免結(jié)構(gòu)突變（或斷面突變），盡量使結(jié)構(gòu)選型規(guī)則、整齊，借以提升結(jié)構(gòu)的整體剛度。降排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在基坑周圍設(shè)置排水溝及集水井，用抽水設(shè)備不斷將基坑中的滲水排除，疏干開挖土方及基礎(chǔ)施工的作業(yè)面，隨排隨挖，并結(jié)合人工降水，即強(qiáng)制降低施工面地下水位，常用的降水方法有噴射井點(diǎn)降水、輕型井點(diǎn)降水、電滲井點(diǎn)降水，具體方法，要結(jié)合工程實(shí)際，根據(jù)含水層特性確定?？垢≡O(shè)計(jì)。主體工程采用天然地基時(shí)，單層地下室或裙房地下室可采用加大恒載抗浮。如，國家體育館在建設(shè)時(shí)，由于地基位置較深，且地下水位較高，地下水對(duì)場(chǎng)館產(chǎn)生較大浮力。經(jīng)過專家組反復(fù)研究，最終選用近10萬噸舊鋼渣回填。

5.結(jié)束語

通常狀況下，當(dāng)符合以上條件的情況下方可進(jìn)行工業(yè)與民用建筑工程的坑基挖掘：在進(jìn)行坑基挖掘的過程中要保障要保持坑基的干燥性，良好的施工環(huán)境是保障坑基順利挖掘的前提；挖掘的過程中要時(shí)刻保證坑基的邊緣土層處于穩(wěn)定狀態(tài)，這樣才能保障挖掘工人的施工安全。這兩項(xiàng)施工前提條件即保障了安全施工又有利于順利施工。但施工過程中往往因?yàn)槭┕み^程中對(duì)坑基中的地下水處理問題不到位而引發(fā)多種問題。為此在工業(yè)與民用建筑工程坑基施工過程中必須對(duì)坑基中的地下水進(jìn)行正確的處理。