關于建筑工程中深基坑降水設計的幾點思考

韋垚飛

摘要：降水設計屬于施工設計中的一個組成部分。降水設計是否可行、可靠會直接影響施工。而深基坑本身與周邊關系緊密，加上地下設施錯綜復雜、多種多樣。造成降水施工存在一定的困難。因此，降水設計應考慮降水施工的可行性、安全性等。本文針對深基坑降水設計進行思考和分析，對同行業(yè)的降水設計提供參考。

關鍵詞：建筑工程；深基坑；降水設計；思考

地下水是妨礙工程施工的重要原因。深基坑中的水位如果過高而不處理，將會影響施工安全。另外，水位過高也會影響到工程質量。在深基坑的施工中，要對深基坑中的地下水進行降水處理處理。但由于深基坑本身受到周邊建筑物、地下管道設施等影響，降水方面需要考慮的因素較多。降水設計的合理與否將會影響到降水的效果以及降水施工的安全性。還會直接影響到工程的質量。因此，在降水設計方面，應對方案的可行性、安全性等進行分析。

1深基坑降水的必要性

深基坑一般會開挖到地下水位以下。如果不預先降低水位，將會造成地下水流入坑內，并產生較大的滲透力。從而造成基底、坡面不穩(wěn)固，出現土層流失情況。在基坑降水后，可以減少土層中的含水量，在開挖基坑時，保證土層干燥，方便采用機械化施工方法，并能夠避免在開挖時基底、坡面滲水，保證施工安全。土層干燥也能夠提高坡面、基底的穩(wěn)定性，避免土層流失。另外，干燥的土層比較穩(wěn)固，有利于保證支護的穩(wěn)定性和強度。從而避免支護發(fā)生變形情況，保證施工安全。土體的物理力學性能是影響支護及基坑安全的重要因素?；咏邓梢越档屯翆又械乃?，有效提升土層的固結度，進而有利于改善土層的物理力學性能，并提高土層的應力，同時能夠使邊坡更加穩(wěn)定，減少土層對支護的側壓力，增加支護的穩(wěn)定性。

2深基坑降水方法

2.1基坑降水支護設計

深基坑支護類型有地下連續(xù)墻、土釘墻支護等。支護的具體方案需要結合降水方法、水文地質等進行設計。因此，在降水設計中，要先對地質條件、土層特點等進行分析。主要是對土壓力進行計算，并選擇適當的土強度指標。土強度指標和土體實時的固結度相關。在計算時，應考慮到排水對土強度的影響。設計中建議使用三軸剪切試驗的方法，提高土強度選擇的準確性。另外，支護設計中應結合深基坑開挖的形狀特點、周圍建（構）筑物特點進行選擇適當的支護類型。同時，在設計支護方案后，應進行模擬分析潛在的隱患和問題。并以此進行分析解決的措施與預防的方法。

2.2擋水帷幕-排水法

目前該排水方法在很多的工程中使用，尤其適用于滲透性較強的深基坑、臨近水域的深基坑等。在深基坑設置帷幕可以避免帷幕外的地下水滲流到坑內，導致降水效果不佳。另外，帷幕本身具有支護的作用，因此對深基坑的側壁起到防護的效果。除此以外，在深基坑排水時，可能會出現地面下陷的情況，而帷幕的設置可以預防此類事件的發(fā)生。一般情況下，帷幕的設置主要在基底的周邊，從而保證深基坑的降水效果。另外，擋水帷幕設計深度要低于基底以及井點管底部，才能有效防止周邊地下水滲流到基坑內。但擋水帷幕的設計時，還應該考慮到地下水的水位變化、運動規(guī)律等，設計時才能保證其起到擋水的作用。

2.3截水法

深基坑的降水一般會造成周邊地下水位的改變，因此會影響到周邊的環(huán)境。嚴重則可能引起地面下陷，造成周邊建筑物及管道設施等的破壞，影響到周邊居民的安全。因此，對于建筑、地下管道設施等密集的區(qū)域，基坑的降水可以采用截水法進行降水。截水方法較多，如夾心墻、鋼板樁、地下連續(xù)墻、冷凍法等。其中地下連續(xù)墻主要是由混凝土構成的墻體，因此其剛度大，且具有較好的防滲作用。地下連續(xù)墻適用范圍廣，包括位于地下水平面以下的多種土層類型以及施工環(huán)境復雜等情況。目前，該方法已經在多種大型深基坑的支護中使用。鋼板樁剛度差，容易變形，但操作相對簡單、成本低。一般適用于支護深度小于7m的工程。如果支護深度超過7m且需要使用鋼板樁，應設計錨拉桿方法，或可以采用多層支撐方法。另外，鋼板樁的拔除會影響到周邊的地表，因此建議少用。

2.4降水法

該方法主要使用井點進行降水。操作方法主要是在深基坑的周邊設置一個或多個井點管，并使用抽水設備經井點管抽出地下水。該降水方法不受深基坑形狀的限制，并具有提高邊坡穩(wěn)定性的優(yōu)勢。在深基坑的降水中，常設置多個井點進行降水，形成群井降水。該方法降水效率高，操作簡單，因此常用于深基坑的降水。但需要注意的是，并非井管點設置的越多，設置的深度越深，降水就越快，而應該結合水文地質、自然地質等進行分析設置的井的數量、位置等。單井的直徑、安放深度、結構需要結合降水的要求、工程地質、成井技術等進行分析。井的直徑一般在40- 70cm范圍內。為能夠保證水位降低到預期的目標，井的安放深度應超過降水深度以下2- 4m左右。在不設置支護樁的情況下，井的位置應設置在坡度上緣約150cm。在設置護坡樁的情況下，井的位置應與坡樁外間距100- 150cm。

3深基坑降水方案的比選

深基坑地質環(huán)境、水文地質條件等多種多樣，而深基坑降水是基坑開挖的必要環(huán)節(jié)，因而衍生出多種降水方案，但在實際的應用中，降水法應用較普遍，降水法主要有明排井（溝）降水、噴射井降水、輕型井點降水、電滲井降水、管井降水、大口井降水、輻射井降水、引滲井降水、埋藏井降水等。各降水法之間的優(yōu)劣、適用范圍等有所不同，具體的降水方案要結合場地環(huán)境、降水深度要求等進行選擇。明排井（溝）主要使適用砂土、粘性土的降水，降水深度低于20cm。該降水方案費用較低，施工操作簡單。但該降水方案滲水較多，容易造成坡面失穩(wěn)。噴射井適用的土質較多，包括粉土、填土、砂土等。該降水方案的降水深度最高可達20m，降水深度有一定優(yōu)勢，但該方案降水速度較慢，降水效率低、施工成本高。輕型井點的適用土質與噴射井相同，該降水方案單級降水深度最高6m，多級降水深度最高20m。在施工操作方面，該降水方案所使用的設備輕巧、實用，不受場地的限制，但如果降水時間較長，耗費電力多，對抽水設備要求相對較高。電滲井方案可適用于粉土及粘性土類。降水深度與井的設置類型有關，降水效率高，時間短，但該降水方案也有不足之處，其對電力的供應要求較高，耗電多。管井、大口井、輻射井均能夠進行大面積降水。其中管井降水深度最低為5米，大口井、輻射井的降水深度最高達20m，尤其適用于承壓水、潛水、裂隙水的降水。管井降水方案適用包括砂土、碎石土、粉土、可溶巖等土類。引滲井能夠縮短降水時間，提高降水效率，且成本較低，但適用范圍窄，一般在弱透水層下游厚強導水含水層的水文地質條件方可使用，且該降水方案僅可以用于砂土和粘性土質的深基坑。埋藏井降水深度低于2m，該方案主要用于基坑降水后殘留水體的降水，因此，該方案主要用于其他降水方案的補充?？偟膩碚f，降水方案的設計要根據土質、降水深度要求等進行分析。深基坑的場地環(huán)境、土質、水文地質等差異較大，方案的選擇應根據適用范圍、條件要求等選用，可能保證降水效果。

總結：地下水對深基坑的施工影響較大，因此，基坑降水設計是深基坑支護設計中的重要環(huán)節(jié)。在深基坑的降水中，由于地下水是廣泛分布的，降低水位必然影響到周邊的環(huán)境。因此，降水設計應考慮降水對基坑周邊的建筑物、設施等的影響。降水設計方面應結合降水的目標、地質條件等，選用合理的降水方案，在保證降水效果的同時，確保周邊建筑、設施的安全。

參考文獻

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