基坑降水中常見問題的分析及處理

王小鵬

（河北建設(shè)勘察研究院有限公司，河北石家莊050031）

基坑降水中常見問題的分析及處理

王小鵬*

（河北建設(shè)勘察研究院有限公司，河北石家莊050031）

降水問題是在含水層較淺的場地進行基坑、基槽開挖工程中必須面臨的問題。降水問題的處理對施工進度、工程成本及安全生產(chǎn)有很大影響。對基坑降水中常遇到的地下水位降低不足和地面沉陷等一系列問題進行了梳理分析，并結(jié)合理論與實踐，提出了切實可行的解決方法和策略。

基坑降水；地下水位；地面沉陷

隨著經(jīng)濟和城市化的發(fā)展，土地資源愈見緊張，導(dǎo)致了高層建筑和地下建筑迅速增加，促使城市基坑工程向更深、更廣的方向發(fā)展，這對建筑施工中基坑、基槽開挖工程的降水問題提出了新的要求。降水問題是在含水層較淺的場地進行基坑、基槽開挖工程中必須面臨的問題，降水問題的處理對施工進度、工程成本及安全生產(chǎn)有很大影響，是基坑工程能否順利完成的關(guān)鍵，因此，工程從業(yè)者必須對此有足夠的重視。

近年來，國內(nèi)外建筑業(yè)界對基坑降水問題已經(jīng)有了較為成熟的處理方法，但對該問題在理論層面上的總結(jié)和分析仍然不夠系統(tǒng)，對施工過程中常見問題的預(yù)案和處理措施仍有失針對性，因此，筆者結(jié)合相關(guān)理論與多年從業(yè)經(jīng)驗，對基坑工程降水的常見易發(fā)事故問題進行了系統(tǒng)的整理和分析，并針對性地提出了預(yù)案及處理的策略與技術(shù)。

1　基坑工程地下水位降低不足

1.1表現(xiàn)

地下水位降低不足指的是基坑施工工地的地下水水位并沒有按照原有施工方案要求降到指定高度，具體表現(xiàn)為：在施工地面上向下挖0.5～1.0m左右的坑，有地下水不斷滲出；基坑施工工地內(nèi)部土質(zhì)較濕，水分過高，土方開挖難度較大，會引起基坑邊坡不穩(wěn)定；基坑施工時出現(xiàn)流砂現(xiàn)象。

1.2原因分析

導(dǎo)致基坑工程施工中地下水位降低不足的原因有以下幾種。

（1）勘探調(diào)查失誤。對需要進行基坑降水的區(qū)域及其附近相關(guān)區(qū)域的水文地質(zhì)及工程地質(zhì)情況調(diào)查勘探失誤或不詳細，導(dǎo)致對相關(guān)區(qū)域地下水、含水層、透水層的情況掌握的不明確。在收集施工資料時并未進行鑒別，甚至借用以前或附近工程的資料，導(dǎo)致資料與實際施工情況不符，降水時按照錯誤資料和錯誤的滲透系數(shù)進行施工，同時影響降水方案和設(shè)計的選擇，自然達不到預(yù)定目標(biāo)。

（2）降水設(shè)計方案與基坑施工方案不協(xié)調(diào)?；咏邓?，顧名思義是在基坑工程基礎(chǔ)上再進行的地下水下降工程，如果降水的設(shè)計方案與基坑施工方案不協(xié)調(diào)，尤其是與基坑圍護方案不配套，會導(dǎo)致機電設(shè)備發(fā)生故障，能源和動力滿足不了排水設(shè)備的要求，會影響排水效果、導(dǎo)致水位降低后再次回升甚至對排水設(shè)備造成破壞。

（3）施工質(zhì)量不達標(biāo)。施工時，很多因素會導(dǎo)致施工質(zhì)量不達標(biāo)進而導(dǎo)致水位降低不足的情況，這些因素有：井點、濾管的布置；井孔的大小、角度、深度；過濾水砂料的顆粒和厚度；排水溝和排水坑的設(shè)計；降水設(shè)備的維護不及時導(dǎo)致井孔、濾管堵塞；地下水降水深度的預(yù)設(shè)；施工人員的技術(shù)和素質(zhì)等等。

1.3處理方案

（1）對出現(xiàn)的井孔、濾管堵塞的情況，可以以洗井的方式來處理，即以高壓向井管內(nèi)反復(fù)注入水或空氣來達到?jīng)_洗掉內(nèi)部堵塞的雜質(zhì)的效果，井管和泥土層即可正常透水降水。對降水深度與工程方案要求差距較小的情況，可以縮減井管之間的距離，增加井管密度，達到降水要求；對降水深度與工程方案要求差距較小的情況，應(yīng)重新進行工程評估，設(shè)計出更合理的降水方案，重新施工。

（2）基坑邊坡不穩(wěn)的處理?；舆吰虏环€(wěn)分土方開挖和未開挖兩種情況。在基坑工地土方已經(jīng)開挖而產(chǎn)生砂土坍塌情況時，應(yīng)根據(jù)塌方原因采取如放坡、支護、排水或擋土等處理措施；邊坡不穩(wěn)但尚未進行土方開挖的工地現(xiàn)場，應(yīng)重新進行水文、地質(zhì)勘探，詳細準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場土層、水層狀況和工地周圍整體狀況，根據(jù)掌握的情況，制定新的方案有效防止塌土。

（3）流砂現(xiàn)象的處理。出現(xiàn)流砂的情況，必須按照流砂產(chǎn)生的機理來迅速處理。首先應(yīng)該增加降水時地下水滲透的線路，其次減少施工時的水位差，以此降低水力的沖擊力度，達到快速處理流砂現(xiàn)象的目的。此外，在施工時可以根據(jù)具體的開挖情況如工程設(shè)計、挖土深度廣度、地質(zhì)條件等情況安裝擋水帷幕，有效防止流砂現(xiàn)象。

需要強調(diào)的是，以上各種處理方式，都應(yīng)該根據(jù)實際情況綜合考慮經(jīng)濟的因素，保證施工安全的同時將成本降到最低。

2　地面過度沉陷

2.1表現(xiàn)

基坑工程進行降水操作時，都會出現(xiàn)地面沉陷的情況，只要在施工設(shè)計方案允許范圍之內(nèi)，是安全合格的，但是如果出現(xiàn)過度沉陷，就應(yīng)及時進行處理。地面過度沉陷是指基坑工程周圍降水施工影響范圍區(qū)域內(nèi)，發(fā)生的超出允許程度的地面和建筑物的沉降、傾斜、損壞甚至倒塌的現(xiàn)象，不光會影響基坑工程的實施，還會對周邊區(qū)域帶來影響，需要及時處理。

2.2原因分析

基坑工程中，基坑及周圍區(qū)域的土壤中含有一定的水分，經(jīng)過降水之后突然間含水量下降，一方面，突然間含水量降低使水對土顆粒的支撐作用降低，砂土收縮，另一方面，基坑內(nèi)外土質(zhì)含水量有差別，造成基坑外土壤中的水滲流到坑內(nèi)土中，且不均勻，因此基坑外的土地建筑也會發(fā)生沉陷。

基坑降水施工過程中，井點管埋設(shè)完成，即可開始抽水，隨著水位的下降，附近區(qū)域內(nèi)泥砂中的水分自然流向濾管，一段時間之后，在沒有承壓水的情況下，井點附近會形成降水漏斗，即漏斗狀的彎曲水面，在降水漏斗水面逐漸穩(wěn)定的過程中，附近的地下水位相應(yīng)地就會下降，隨之就是砂土的固結(jié)沉降，降水面呈漏斗狀，受力不均勻?qū)е鲁两狄膊痪鶆?。此外，在實際的施工過程中，井點使用的濾管濾網(wǎng)不佳或濾砂層未呈現(xiàn)良好結(jié)構(gòu)，會引起抽水過程中將大量的地下土、砂隨水一同抽出，導(dǎo)致地面受力更加不勻，對地面及附近的建筑造成各種破壞。

2.3處理方案

基坑工程進行降水施工時，必須要降低對地面和周邊建筑的不良影響，避免不均勻沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生，把潛在的不安全因素降到最低。結(jié)合理論和實踐，可以從以下幾個方面入手，有效避免不均勻沉降。

（1）合理設(shè)計降水深度。施工前對基坑降水的深度的設(shè)計不應(yīng)過高，應(yīng)是在滿足工程整體要求的前提下，綜合實際條件，設(shè)計出最合理的降水深度方案。

（2）設(shè)置回灌工程。為避免受力不勻，可在降水井點與重要建筑下面設(shè)置回灌溝和回灌井等回灌工程，這樣，可以平衡不同地方的地下水基本平衡，減少不均勻沉降。

（3）降低滲流及降水速度。降水和滲流速度過快，會引起急劇的不均衡沉降，因此降低滲流及降水速度也是一種處理不均勻沉降的良好方法。具體而言，減少降水井點的密度或調(diào)小抽水機器的閥門可降低降水速度，采取被動區(qū)加固的措施降低小坑底部砂體的滲透性，可降低滲流速度。

（4）控制抽水過程中的砂土量。降水過程中，如果過多砂土隨水流被抽出，也會使一些地方缺乏支撐而導(dǎo)致不均勻坍塌，因此應(yīng)該根據(jù)工地砂土粒徑大小使用適合的井點管過濾段濾網(wǎng)，并保證井點管四周砂濾層的均勻度和厚度。

（5）做好安全預(yù)防工作。基坑降水施工使得沉陷是一個復(fù)雜的過程，隨時會發(fā)生多種突發(fā)情況，為了預(yù)防和及時處理各種突發(fā)情況的出現(xiàn)，應(yīng)在施工現(xiàn)場及周圍布置觀測井和觀測點，隨時觀察記錄掌握降水過程中的沉降、傾斜、位移或塌陷狀況以及水位高低、地表及四周建筑物的動態(tài)，以方便及時處理突發(fā)狀況，防患于未然。

3　其他問題及處理

除了地下水位降低不足和不均勻塌陷外，基坑降水工程施工中，還常會遇到井點實際出水量小于設(shè)計出水量的問題。這是在鉆井施工時地下的泥皮厚、泥漿稠或是沒有恰當(dāng)洗井導(dǎo)致的。遇到這種情況，應(yīng)根據(jù)井口大小分別處理。對輕型井點，可將高壓清水注入井管，沖洗內(nèi)部的泥皮泥漿，再用真空泵抽出，達到清洗的目的。對于管井點，可使用工程鉆機在井邊20cm處打直徑約1m的孔，深度以到達含水層為宜，從孔中送入高壓清水直接沖洗孔壁的礫料,或邊送水邊送氣吹洗,將井孔附近的砂和濾料吹出地面,待送入清水暢快流入井后,從孔中填入新濾料,并重新進行井內(nèi)洗井。

4　結(jié)語

基坑降水中出現(xiàn)各類問題的原因是復(fù)雜的，但最根本的原因就是施工前對工地現(xiàn)場的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及其他實際情況沒有準(zhǔn)確詳細的勘探、分析和了解，導(dǎo)致設(shè)計的降水施工方案、選擇的設(shè)備和具體的施工與實際情況不符，引發(fā)多種問題：或是降水工程質(zhì)量不佳，降水深度達不到要求甚至無效；或是降水施工受力不均導(dǎo)致不均勻塌陷，影響了基坑及周邊建筑物的安全，甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。因此，歸根結(jié)底，要想防止基坑降水施工中出現(xiàn)工程問題，就應(yīng)該極其重視對工地及周邊地區(qū)的勘探測量和資料收集的工作，以制定出真正切實可行的降水方案，當(dāng)然基坑降水工程中出現(xiàn)的事故和問題有多種,產(chǎn)生的原因各異,處理方法必須在正確的原因分析基礎(chǔ)上,采取有針對性的治理方案。

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TU46

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1004-5716(2015)07-0169-03

2015-03-19

王小鵬（1980-），男（漢族），河北邢臺人，工程師，現(xiàn)從事建設(shè)勘察技術(shù)工作。