淺談工程降水方法設(shè)計(jì)與施工

【摘要】水資源缺乏是一個(gè)世界性的困難問題。傳統(tǒng)的水資源開發(fā)已無法再滿足增加水源的需要，工程降水和雨水的回收再利用逐漸發(fā)展為一種大眾認(rèn)可的既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的水資源開發(fā)方式。工程降水和雨水雖然不是傳統(tǒng)資源的利用方式，但也具有自身的多種功能。雖然都是以節(jié)約用水為目的，都可以有效的緩解水資源缺乏的危機(jī)，兩者對于改變水資源日益枯竭的現(xiàn)狀和由此給人們帶來的不方便的生活具有很重大的意義，但工程降水的效果相對而言更好一些。本文從工程降水的幾大方法開始比較，并提出了一些關(guān)于選擇設(shè)計(jì)工程降水方法的見解。

【關(guān)鍵詞】工程降水；基坑；常見方法比較；設(shè)計(jì)選擇

1、幾種常見基坑降水方法的分析比較

基坑降水的方法主要是用在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地方，基坑降水主要以地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，采用地基處理與止水相配合的方案?；咏邓姆椒ㄓ泻芏嗟姆N類，但常見的就是內(nèi)排水法、外排水法和堵截法三種。

1.1 基坑降水的內(nèi)排水法

內(nèi)排水法又叫集水坑排水法，就是將讓水引進(jìn)基坑的內(nèi)部。在基坑內(nèi)部挖建明溝或暗溝并使其發(fā)揮進(jìn)引流的作用，將水流引入水坑后再排除。這種方法的適用條件主要是粉土、粉砂土、砂土、淤泥質(zhì)粘土或粘土等廣布的巖性中。地下水為潛水，地下水位為1m左右，水量不大，淺層潛水滲透的力度系數(shù)平均可以達(dá)到0.5m/d。內(nèi)排水法的優(yōu)勢在于施工簡單而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，在進(jìn)行施工時(shí)，基坑的開挖深度越是接近地下水位，基坑周圍越是要挖好一個(gè)環(huán)形的排水溝，排水溝設(shè)置位置是基礎(chǔ)輪廓線以外的地方，并距離基礎(chǔ)邊緣一定的距離，大約是2～3m之間。排水溝內(nèi)設(shè)置集水井（或稱集水坑、集水池），集水井應(yīng)設(shè)在地下水的上游，然后，用抽水設(shè)備自集水井向坑外強(qiáng)行排出地下水。隨著基坑底的不斷加深，集水井與排水溝也不斷向下加深，直到坑底達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。 排水溝底應(yīng)比基坑底面低0.5～0.8m，集水井底不得高于排水溝底 的0.8～1m。挖方工程在施工時(shí)，一般都是從周邊開始工作，在必要時(shí)可先行排水，待持續(xù)水面降低到開挖面以下時(shí)，再按設(shè)計(jì)進(jìn)行邊坡和開挖明溝的修整。

1.2 基坑降水的外排水法

外排水法又稱井點(diǎn)降水法，有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、深井井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)降水四大類型。其中最常采用也最為普遍的類型是輕型井點(diǎn)降水排水法與深井降水排水法。輕型井點(diǎn)降水一般是被利用在滲透系數(shù)較小的地層，降深一般都會低于6m，但級別較高的降水系統(tǒng)的降水深度可以達(dá)到6～12m。在水文地質(zhì)條件及施工條件的考慮角度來看，輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)適用于滲透系數(shù)較小的土層。基坑的平面形狀、大小、要求降深、地下水流向和巖性等因素對輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)的平面布置情況具有決定性的影響，布置類別主要有環(huán)行、U形或線形等。當(dāng)基坑寬度比兩倍的抽水影響半徑還要小時(shí)，就要考慮沿基坑外緣進(jìn)行布置的情況了；當(dāng)基坑寬度比兩倍抽水影響半徑還要大時(shí)，考慮加一排線形的井點(diǎn)在基坑中間；如果基坑的寬度比2.5m還要小且較窄的時(shí)候，降深一般要求較小，只在基坑的一側(cè)布置一排井點(diǎn)即可，兩端的延伸長度最好要大于基坑的寬度。深井井點(diǎn)降水是通過在深基坑的周圍埋置深于基底的井管，再在井管內(nèi)設(shè)置潛水泵，從而將地下水抽出，達(dá)到地下水位比坑底要低的目的。這種方法的特點(diǎn)在于排水量大，降水量大；井之間的距離大，對平面布置產(chǎn)生的干擾較??；不會受土層的限制；井點(diǎn)制作的方法、降水設(shè)備的操作、維護(hù)都非常簡單，施工效率高；井點(diǎn)管具有既整根拔出又能夠重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)；但一次性投入的資金過多，成孔質(zhì)量也有嚴(yán)格的要求。 適于滲透系數(shù)較大（10～250m/d），土質(zhì)為砂類土，地 下 水 豐 富，降水深，面積大，時(shí)間長的情況，降水深可達(dá)50m以內(nèi)。從本質(zhì)而言，井點(diǎn)降水是采用了抽水井處降低地下水位，以井點(diǎn)為中心滲透形成的漏斗效應(yīng)。每個(gè)井點(diǎn)的漏斗效應(yīng)相互疊加使漏斗的最高水位低于基底標(biāo)高。在諸多井點(diǎn)降水方法中，深井井點(diǎn)降水具有不僅降水效果好、施工簡便而且操作技術(shù)易于掌握的優(yōu)點(diǎn)，使得各種形狀的基坑都能運(yùn)用此方法，發(fā)展為基坑降水常用的一種手段。

1.3 基坑降水的堵截法

堵截法也就是我們所說的工程中的止水帷幕。常用的借助建立地下的連續(xù)墻、水泥攪拌樁、旋噴樁、鉆孔灌注樁等方法而形成不透水的密閉結(jié)構(gòu)，防止外部的地下水滲入或流入到基坑內(nèi)。以地下水對地下水位的影響程度和不透水層的分布深度為根據(jù)，當(dāng)基坑的開挖遇到無法采用普通的排降水方案時(shí)，從與地質(zhì)條件相適應(yīng)的止水帷幕角度開始考慮，其中最常用的做法是打造水泥攪拌樁及旋噴樁建立止水帷幕。在施工中首先通過查找各種地勘資料從而找到不透水的巖層，然后對旋噴進(jìn)入不透水層的厚度加以確定，正常情況下可進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層的厚度為1m。泥攪拌樁、旋噴樁樁直徑都為600～800mm，相鄰的兩根樁需有100mm咬合度。施工基坑的外側(cè)借旋噴樁的阻力將海水擋在基坑的外面。此類方法屬于地下施工法，但由于地下的不確定因素實(shí)在太多，需注意在施工中受到地下水中的鹽對混凝土的強(qiáng)度影響，在兩樁結(jié)合部位的薄弱環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生滲漏導(dǎo)致降水的失敗。

2、基坑降水方法選擇設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

如果基坑的開挖范圍比較大而且深度也比較深的話，為了取得良好的降水效果可以考慮多種不同類型的降水方法。例如，當(dāng)基坑開挖的工程恰好在透水性較弱的地層時(shí)，深井與輕型井點(diǎn)組合的方法，即事先布置降低水位5～10m的大間距深井，接著在挖好的坑中建立間距較小的單級的輕型的井點(diǎn)系統(tǒng)，最后降水。當(dāng)施工的工地恰好為透水性很強(qiáng)的砂礫層，周圍又有豐富的補(bǔ)給水體，就需要在基坑的開挖工程中布置降水系統(tǒng)，并由外往內(nèi)的排列深井和排水溝?；咏邓こ淘趯?shí)際的運(yùn)用過程中，如果真的要采用幾種不同的降水方法時(shí)，靈活度雖然比較大，但操作起來卻比較復(fù)雜。在外側(cè)采用旋噴樁進(jìn)行止水帷幕、在內(nèi)側(cè)采用鉆孔灌注樁組合起來的辦法逐漸成為深基坑降水常見的方法。外側(cè)的旋噴樁具有有效止水的效果，能夠保證基坑中的作業(yè)在干燥的土體條件下進(jìn)行，而鉆孔灌注樁則具有支持土方防止坍塌的作用。

結(jié)語：

工程在實(shí)踐的過程中得知，工程中的降水方案在設(shè)計(jì)時(shí)一定要以實(shí)際的水文地質(zhì)條件為參考依據(jù)，不同的水文地質(zhì)條件要選擇設(shè)計(jì)不同的降水方法。 深基坑在開挖的過程中，必要時(shí)可組合使用幾種不同的降水方案，以取得最佳的布置效果，獲得最大的降水量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]謝長松.淺談基坑降水工程施工技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2011（31）：267-267.

作者簡介：

白繼峰（1982-），男，本科，工程師，主要從事巖土工程勘察等工作。