深基坑工程中地下水處理方法

角志祥 王勇 牟德昆

摘要：深基坑工程是一項(xiàng)施工時(shí)間長、施工難度高、涉及學(xué)科種類多的一項(xiàng)復(fù)雜的工程。當(dāng)深基坑的基礎(chǔ)深度低于地下水位線時(shí)，就必須對地下水進(jìn)行處理，以防止其對深基坑工程的滲透與破壞。在本文中，筆者主要通過分析地下水對深基坑工程的破壞原理，以探索出一些恰當(dāng)?shù)牡叵滤幚矸椒?，以期對深基坑工程的施工能夠有所幫助?/p>

關(guān)鍵詞：深基坑；地下水；處理方法

一、引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，高樓大廈的建設(shè)已經(jīng)成為了我國建筑領(lǐng)域的重點(diǎn)項(xiàng)目，而伴隨著高樓大廈的不斷崛起，深基坑工程也獲得了長足的發(fā)展與進(jìn)步。面對著越來越高的樓層建設(shè)和地下空間的不斷擴(kuò)大，我們對于深基坑工程的技術(shù)及質(zhì)量要求也越來越高。但與此同時(shí)，深基坑工程還面臨著許多來自于地質(zhì)等多方面的不確定因素，往往會造成深基坑事故，造成巨大的損失。據(jù)一些研究者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國經(jīng)常發(fā)生的深基坑事故大約有七成以上是由于地下水處理不當(dāng)造成的，這不僅對地質(zhì)造成破壞，還影響到了周圍建筑物的安全，造成了很大的安全隱患。因此，對于深基坑工程當(dāng)中地下水的處理已經(jīng)迫在眉睫，必須引起我們的高度重視，把握不同土體的滲透規(guī)律，采用科學(xué)合理的地下水處理方法，保證隔滲效果，從根本上杜絕發(fā)生深基坑工程事故的可能性。

二、地下水對深基坑工程的破壞

要想保質(zhì)保量的完成深基坑工程建設(shè)必須滿足以下兩個(gè)條件：一是基坑必須要一直保持干燥狀態(tài)，這樣可以保證施工的順利進(jìn)行；二是要保證周圍邊坡的穩(wěn)定，以確保安全施工。這兩個(gè)條件是深基坑工程正常施工的前提條件，而它們都與地下水處理是否得當(dāng)密切相關(guān)。

深基坑工程的實(shí)施要根據(jù)地下水的狀態(tài)和土質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，在一些地下水經(jīng)常會發(fā)生變化的地區(qū)開展深基坑工程需要對地下水的處理進(jìn)行格外的注意，這樣才能保證深基坑工程的順利進(jìn)行。在深基坑工程的實(shí)施過程中，首先需要把握的是土的透水性。所謂土的透水性，就是指水流穿過土中小孔及縫隙的難易程度。如果土質(zhì)的構(gòu)成越粗糙，它的透水性就會越大，如果把夾雜著碎石的粗土塊和細(xì)膩的粘土放在一起比較，顯然粘土的透水性會更低一些；如果保證其他施工條件相同，土的透水性越大，就越容易被水滲透并加快滲透速度。

除了把握土的透水性以外，我們還需要掌握地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。地下水的運(yùn)動(dòng)有兩種情況，即紊流和層流。紊流顧名思義是指水毫無秩序的流動(dòng)，經(jīng)常性的在土的寬大空隙中流動(dòng)且速度較快；而層流是指水在土質(zhì)較密的土中有秩序的流動(dòng)，互相不混雜的狀態(tài)。在深基坑工程的建設(shè)當(dāng)中，我們必須通過對土的透水性，以及地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律的把握來防止流砂和滑坡現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過測算我們發(fā)現(xiàn)，在細(xì)砂和粉土中最容易出現(xiàn)流砂，這是因?yàn)樗臐B透力一直大于土的浮重，土質(zhì)自身喪失內(nèi)部壓力導(dǎo)致其懸浮狀態(tài)的出現(xiàn)，最后出現(xiàn)流砂。而粘土當(dāng)中出現(xiàn)流砂的現(xiàn)象則比較少見，這主要?dú)w功于粘土的粘聚力大，壓力較小的水流很難對其造成影響，使其變?yōu)榱魃?。因此，合理的把握地下水的滲透力和土浮重度之間的關(guān)系，對于流砂及沙沸現(xiàn)象的防止有十分重要的借鑒作用。

同時(shí)也應(yīng)當(dāng)意識到，流砂現(xiàn)象的出現(xiàn)很容易造成邊坡土體的滑坡，而在深基坑工程施工的過程中若遇到降水，就很容易出現(xiàn)大的水力坡降，導(dǎo)致地下水紊流的情況出現(xiàn)。如果不能對此及時(shí)采取措施，坑內(nèi)很容易被坑外的地下水所滲入，造成泥沙的大量涌出，引起周圍地面下沉，嚴(yán)重威脅到周圍建筑群的安全。

三、地下水的處理方法

1.查明地下水情況，仔細(xì)設(shè)計(jì)

當(dāng)前很多深基坑工程發(fā)生事故大多數(shù)是由于工程師之前沒有對地下水情況進(jìn)行仔細(xì)的了解和把握，沒有引起大家足夠的重視。如果在對地下水的情況還沒有查明之前，就盲目的進(jìn)行深基坑工程的設(shè)計(jì)，在深基坑挖至地下水位以后，就會產(chǎn)生一系列的問題，如在上文中提到的流砂、邊坡土體滑坡、地下水對深基坑的滲流和坑外周圍地面的下沉等等，最后導(dǎo)致深基坑事故的出現(xiàn)。因此，在深基坑工程實(shí)施之前，我們必須做好相關(guān)工作，查明地下水的具體情況，并做到具體問題具體分析，仔細(xì)設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的防水和降水措施。如果遇到軟土地區(qū)，則需要更加謹(jǐn)慎的對地下水情況進(jìn)行勘察和處理。

2.止水法

止水法是指在深基坑周圍做上止水帷幕，即在深基坑工程開挖和施工時(shí)防止地下水的滲流，以確保地下水不會突涌的一種止水措施。止水帷幕是為了保持深基坑的干燥，保證地下施工作業(yè)的正常進(jìn)行和防止坑外土地的下陷及變形，同時(shí)止水帷幕還可以有效防止地下水滲入基坑，阻止周圍土體的位移變形。在選用止水帷幕時(shí)，也需要綜合考慮多方面的因素，如工程水文地質(zhì)的條件、基坑周圍的環(huán)境條件以及較高的資金投入等。

止水帷幕的設(shè)置方法有很多種，目前采用較為廣泛的主要有高壓噴射注漿法、壓力灌漿法和漿噴深層攪拌法等，這三種設(shè)置方法各有利弊，在不同地質(zhì)條件下能夠發(fā)揮不同的作用。高壓噴射注漿法適用于粘土、粉土等土質(zhì)條件，但是對于卵石層等土質(zhì)設(shè)置止水帷幕時(shí)，效果欠佳。壓力灌漿法有著與其他設(shè)置方法不同的優(yōu)點(diǎn)，它適用于巖溶溶洞和砂礫石的斷裂面，對于難以處理的軟土和較濕的黃土都有著很好的作用。漿噴深層攪拌法對于粉質(zhì)和較軟的粘土、含有礦物質(zhì)的粘土都能起到良好的止水作用，但也應(yīng)該注意。漿噴深層攪拌法對于卵礫石等地層以及PH值偏低的土層很難起到良好的加固作用與防水作用。

止水帷幕在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要進(jìn)行大量的勘測與計(jì)算，還需要工程師掌握大量的土質(zhì)和施工經(jīng)驗(yàn)，只有將二者結(jié)合起來，才能確保深基坑工程的安全性。止水帷幕在進(jìn)行平面布置時(shí)一般會考慮兩種布置方式，一是可以將研發(fā)、數(shù)據(jù)、培訓(xùn)中心三個(gè)基坑都做獨(dú)立止水設(shè)計(jì)；二是將這三個(gè)基坑連接在一起形成一個(gè)大的連通基坑，這種平面布置方式能夠起到節(jié)約資金、提高止水效率的作用。

3.降水法

降水法是指通過對地下水位的降低，保證深基坑工程能夠在地下水位以上進(jìn)行施工，從而避免地下水對其的滲透壓力，防止邊坡滑坡和流砂等現(xiàn)象的出現(xiàn)。降低地下水位的常用方法主要有以下兩種：一是井點(diǎn)降水，二是明排降水。一般來說，井點(diǎn)降水的適用范圍較廣一些，隨著我們科技的進(jìn)步與發(fā)展，井點(diǎn)降水也逐漸出現(xiàn)了多種具體的方法，主要包括電滲井點(diǎn)、管井點(diǎn)、情形井點(diǎn)、輻射井點(diǎn)等，這些方法針對不同的地質(zhì)情況進(jìn)行，取得了不錯(cuò)的效果。

井點(diǎn)降水法要求井點(diǎn)深度要深于降水的深度，然后通過井點(diǎn)的引滲或者抽水來進(jìn)行對地下水位的降低，保證深基坑工程的順利進(jìn)行。井點(diǎn)降水的采用有利于保證優(yōu)質(zhì)的工程質(zhì)量、確保施工的進(jìn)度以及工程的安全。目前看來，井點(diǎn)降水法是增加邊坡穩(wěn)定性和夯實(shí)地基的有效手段之一，能夠防止基底的破壞和隆起，充分截止地下滲流，減少側(cè)土壓力，有效預(yù)防深基坑工程事故的發(fā)生。另外，在降水法當(dāng)中還需注意的一點(diǎn)是地下水位在降低之后會對施工帶來一些不利影響，比如對殘留水的處理、對周圍建筑物的影響、地面沉降等方面。因此如果降水法對深基坑工程造成一定影響的話，可以采用堵截法對基坑與地下水進(jìn)行分離，從而繼續(xù)施工。

總之，深基坑工程當(dāng)中地下水的處理對于保證工程質(zhì)量，防止事故發(fā)生都有著極其重要的作用，我們必須對此加以重視，從根本上杜絕深基坑工程事故。在本文中筆者提出了一些具體的地下水處理方法，以期對以后的深基坑工程的施工能夠有所幫助。

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