深基坑工程地下水控制及施工技術(shù)

吳偉斌

摘要：目前，我國地下工程的施工建設(shè)項目逐漸增多，在深基坑的施工過程中，對地下水的控制情況直接影響到施工安全以及施工質(zhì)量。本文從筆者工作實際出發(fā)，就深基坑工程地下水控制以及施工技術(shù)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：深基坑工程；地下水；控制；施工技術(shù)

隨著我國高層建筑數(shù)量的增加以及對地下空間的大力開發(fā)，深基坑施工的數(shù)量逐步增加。地下水是影響深基坑施工質(zhì)量以及施工安全的重要因素之一，地下水的存在將會在一定程度上影響深基坑的整體受力情況，并將會改變深基坑周圍土壤的力學(xué)特征。

1、地下水對深基坑工程的影響

第一，地下水潛水水位變化對深基坑工程施工的不利影響。一般而言，影響地下水潛水水位變化的因素相對較多，如當(dāng)含水層中所包含的粒子直徑相對較小時，將會嚴(yán)重影響水的滲透；當(dāng)含水層的包氣帶厚度不足時，將會使得毛細(xì)帶與地表的距離大大縮小，進(jìn)而造成土的飽和差降低；當(dāng)?shù)叵滤畬又g的高度差異不明顯時，則將會影響水體的流動性，對地下水的排出造成困難；當(dāng)?shù)叵滤畬又g的高度差明顯，而流動方向的圍巖性質(zhì)以及粒子直徑發(fā)生變化時，則將會阻滯水體的流動，對排水工作帶來不利的影響；當(dāng)深基坑工程的施工區(qū)域內(nèi)，地下水有補給水源，如江河、水庫等存在時，則將會導(dǎo)致地表水不斷下滲，影響排水工作。

第二，地下水水位大幅度下降對深基坑工程施工的不利影響。當(dāng)施工過程中人為的對地下水體的周圍的水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改變時，則將會影響深基坑的施工質(zhì)量。例如施工期間對地下水的排出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其自然補給量時，則將會使得地下水水位迅速下降而形成空洞，嚴(yán)重時則將會造成地表塌陷。

第三，地下水水壓對深基坑工程施工的不利影響。當(dāng)?shù)叵滤w未受到人為因素的干擾時，其壓力通常會維持在一個相對平衡的狀態(tài)。而在工程施工期間，受人為因素的影響，其水壓的平衡狀態(tài)將會被破壞，水體流動加劇。當(dāng)深基坑的圍巖強度不足以抵御水體流動的壓力時，則將會出現(xiàn)水體涌出的情況，影響施工安全。

2、深基坑工程地下水控制的施工技術(shù)

2.1深基坑工程地下水控制的注意問題

在對地下水進(jìn)行控制的過程中，應(yīng)注意以下幾個方面的問題：第一，在工程施工之前，地質(zhì)部門應(yīng)對施工地點周圍一定區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)資料以及水文資料勘察準(zhǔn)確，防止因地質(zhì)資料的不完善、不準(zhǔn)確而造成施工事故的發(fā)生。第二，設(shè)計人員應(yīng)深入研究地質(zhì)資料，熟悉施工區(qū)域內(nèi)的地層情況、水體情況等，并嚴(yán)格依照資料的數(shù)據(jù)，對施工方案進(jìn)行細(xì)致的研究。通過各個部門對方案的討論，最終獲得安全、經(jīng)濟(jì)的施工方案。第三，施工單位應(yīng)對參與施工的人員進(jìn)行全面的培訓(xùn)，嚴(yán)格遵照設(shè)計方案進(jìn)行施工，嚴(yán)禁施工期間隨意更改技術(shù)參數(shù)而釀成事故。

2.2深基坑工程地下水控制的處理方法

由于地下水的存在對深基坑施工有較大的負(fù)面影響，因而現(xiàn)階段在施工期間，通常需要將施工環(huán)境維持在一個相對較為干燥的環(huán)境當(dāng)中。常用的施工方法主要有止、降、排三類。止水，其實質(zhì)是阻止水體流動到施工區(qū)域。目前常用的止水方法有帷幕注漿法、攪拌樁法以及設(shè)置隔水墻等方法。排水則是將施工區(qū)域內(nèi)的上方的含水層中的水進(jìn)行排出，并在降水天氣之后將積水排出。降水的對象一般為深基坑下部的地下水，通過降水使其水位能夠低于深基坑底部五公分，但最多不宜低于深基坑底部一米。

具體而言，在深基坑的施工過程中，對地下水的控制施工技術(shù)主要包括以下幾種：

（1）集水井的控制技術(shù)。當(dāng)深基坑上部存在含水層時，應(yīng)對含水層的含水量以及圍巖情況等進(jìn)行詳細(xì)勘察。當(dāng)含水層存在的時間相對較長、水體較小，而其圍巖的硬度高、密度大、不易滲透時，則可不采取排水措施，但應(yīng)對其水體以及圍巖的變化進(jìn)行密切觀察。而當(dāng)含水層的形成時間較短、水體較大，而其圍巖的硬度較低、粒子密度較小、滲透明顯時，則應(yīng)采取集水井的方式，對其水體進(jìn)行排出，保障深基坑的施工安全。

（2）潛水水體的控制技術(shù)。根據(jù)資料顯示，潛水水體通常存在于粉砂層當(dāng)中，因此其滲透性相對較強，對深基坑的施工有著一定程度的影響。通常采用多點淺井或者帷幕注漿法進(jìn)行排水隔水。在采用帷幕注漿法進(jìn)行隔水時，其帷幕的高度應(yīng)根據(jù)實際施工而定，既可選擇達(dá)到深層隔水巖層當(dāng)中，也可選擇帷幕深度超過深基坑，且保證水體流動不足以對施工產(chǎn)生不良影響。而井點降水則是在施工現(xiàn)場當(dāng)中，根據(jù)設(shè)計要求選擇單個或者多個井點，對地下水進(jìn)行排出，使其水位達(dá)到低于地表十五米的范圍，從而能夠有效的避免水體滲透，并能夠在一定程度上提高圍巖的硬度。

（3）承壓水體的控制技術(shù)。在處理的過程中，常用的施工技術(shù)主要有阻隔水體滲透、降低水體壓力以及封底三類。第一，阻隔水體滲透。承壓水體由于其水壓較大，因而在施工的過程中，其滲透作用明顯增強。當(dāng)深基坑的施工距離承壓水體較遠(yuǎn)時，通常采用連續(xù)墻等控制技術(shù)，將連續(xù)的墻體打過承壓水體，并進(jìn)入硬度以及密度相對較大的巖層當(dāng)中，從而能夠阻礙承壓水體與深基坑工程之間的聯(lián)系，之后再使用排水設(shè)備等方式，將承壓水體排出。第二，當(dāng)承壓水體的上覆巖層不足以抵御水體壓力而對深基坑底部有滲透危險，且由于地質(zhì)條件等限制不適用阻隔水體的方法時，則需要采用技術(shù)手段，將水體的壓力降低到安全標(biāo)準(zhǔn)。在降壓的過程中，應(yīng)首先對深基坑底部的巖層情況進(jìn)行分析，對其承壓進(jìn)行精確的計算，使得水體壓力得到釋放之后，不足以滲透到深基坑底部。第三，封底技術(shù)的使用一般運用攪拌樁進(jìn)行，常用的攪拌樁有水泥樁、高壓旋噴樁等。將其安裝到深基坑下部巖層之后，則將會提高巖層的抗剪切強度，從而能夠達(dá)到抵御承壓水體滲透的作用。

結(jié)語：總而言之，深基坑的施工相對較為復(fù)雜，所需的施工技術(shù)涵蓋多個領(lǐng)域，是一項系統(tǒng)工程。因此，在施工的過程中，各個部門應(yīng)各司其職，觀察施工現(xiàn)場周圍建筑等變化，并對地下水的情況進(jìn)行實時監(jiān)測，并針對當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r制定應(yīng)急處理方案，為深基坑工程的順利施工保駕護(hù)航。

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