地下水處理在工業(yè)與民用建筑工程基坑施工中的重要作用

呂彥朋

（洮南市宏泰建筑工程有限責(zé)任公司 吉林白城 137100）

地質(zhì)環(huán)境中的地下水，既會(huì)因?yàn)殚_(kāi)挖過(guò)深而涌出或是突出，又可能因?yàn)槿祟惢顒?dòng)而令地質(zhì)體內(nèi)充水并且增加濕度，從而令地下水位快速上升。尤其是地基土內(nèi)部的水，會(huì)隨時(shí)減少土的承載能力，引發(fā)地基涌水狀況。到頭來(lái)不利于后續(xù)施工，接連引發(fā)滑坡、地面沉降塌陷等災(zāi)害；再有一些地下水，還會(huì)對(duì)常用的建筑材料產(chǎn)生腐蝕效應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)更大規(guī)模的安全事故

1 地下水處理的重要作用

由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在明顯的差異性，使得地下水呈現(xiàn)出兩層結(jié)構(gòu)，其中上層主要是粘性土中保留的潛水和上層的滯水，下層則是砂性土與砂卵石層內(nèi)部的承壓水。因?yàn)樵搩深愃畬拥某煞钟兄鴧^(qū)別，所以引發(fā)的危害結(jié)果也不盡相同。經(jīng)過(guò)基坑施工深度持續(xù)增加過(guò)后，對(duì)應(yīng)承受的地下水威脅效應(yīng)也會(huì)加劇[1]。所以說(shuō)，基坑施工期間所承受的地下水危害類型與嚴(yán)重程度等，往往和當(dāng)下基坑開(kāi)挖的具體深度維持正比例關(guān)系。如基層淺一些的基坑，開(kāi)挖期間涌出的地下水，通常都是上層的潛水亦或是滯水，而包含滯水的砂層有較大概率會(huì)帶動(dòng)周邊地面的沉降，給那些尚未完工的建筑物和周邊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等，造成危害。又如當(dāng)基坑開(kāi)挖將近13m深之后，下層的砂層水就會(huì)持續(xù)上涌，此時(shí)一旦說(shuō)不盡快提供妥善的疏導(dǎo)方案，就會(huì)令基坑周邊引發(fā)大范圍的坍塌現(xiàn)象。

2 工程實(shí)例

某工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沿用鉆孔灌注樁，其中樁徑為1m，單樁承載力設(shè)計(jì)值為1600kN，樁端嵌入中風(fēng)化巖層的深度大于等于1.7m，再就是設(shè)計(jì)的樁長(zhǎng)為20m，用到樁體總數(shù)量是八根。至于現(xiàn)場(chǎng)的地層自上而下依次為：雜填土、粉質(zhì)粘土、殘積砂質(zhì)粘性土、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖，還有微風(fēng)化花崗巖。其中，砂質(zhì)粘性土的上部結(jié)構(gòu)因?yàn)檎承酝练植季佣啵詴?huì)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的粘性；而下層由于多是粉砂，一旦說(shuō)遇水就會(huì)快速軟化，當(dāng)遭受輕振后導(dǎo)致液化，水量極為豐富。而強(qiáng)風(fēng)化花崗巖則呈現(xiàn)出中粗粒和碎塊的結(jié)構(gòu)樣式，加上裂隙發(fā)育影響，所以會(huì)伴生出較強(qiáng)多的涌水量。

結(jié)合既有的地質(zhì)資料觀察分析，擬建場(chǎng)地內(nèi)的水文地質(zhì)條件并不是十分豐富，特別是場(chǎng)地地下水屬第四系孔隙的潛水，長(zhǎng)期依靠大氣降水作為主要的補(bǔ)劑源，對(duì)應(yīng)的地下水則受季節(jié)變化較大的影響。另外，場(chǎng)內(nèi)的地下水位維持在1.73m上下，水位相對(duì)高一些。當(dāng)中的含水層主要是第三層的碎石層；弱透水層便是第二和第四層，對(duì)應(yīng)的滲透系數(shù)為（0.89～45.53）×10-6cm/s；隔水層是第五層。而該類工程沿用大口徑深井降水，沿?cái)M建橋臺(tái)周邊設(shè)置了四眼降水井，同時(shí)借助深水泵完成抽水任務(wù)，更設(shè)置了沉降觀測(cè)點(diǎn)。其中降水井徑超過(guò)1000mm，孔深為15m，護(hù)壁套管直徑同樣是1000mm，套管外部則包有兩層的尼龍網(wǎng)布；套管外部周圍主要使用粒徑0.6～1.9cm的礫石料進(jìn)行填充，至于濾水層的濾層便需要填到原地下水位線，上部位置配合粘土回填并完成搗實(shí)。歸結(jié)來(lái)講，整個(gè)工程項(xiàng)目嚴(yán)格依照降水井施工的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管井埋設(shè)，同時(shí)借助泥漿護(hù)壁鉆孔法成孔，待鉆孔完畢之后予以清孔，之后再添加并安裝井管。

3 工業(yè)和民用建筑工程基坑施工中地下水常見(jiàn)的處理方法

地質(zhì)建筑中經(jīng)常沿用到的地下水處理方式比較多元化，依照降水方式的差異性，可以具體細(xì)分出止水法與排水法兩種。此外，這兩種方法的下層又分別包含不同的處理細(xì)節(jié)，其中止水法強(qiáng)調(diào)在坑基周邊搭建止水帷幕來(lái)達(dá)成止水目標(biāo)，至于排水法則倡導(dǎo)進(jìn)行坑基中的地表水和地下水間引流，促成排水結(jié)果。

和止水法相互對(duì)比，排水法對(duì)于坑基地下水的處理成本相對(duì)更低些，施工流程也不會(huì)太過(guò)繁瑣。在開(kāi)展坑基地下水處理活動(dòng)時(shí)，特別是排水法中的井點(diǎn)降水法，應(yīng)用頻率最高，而筆者在此主要就是以井點(diǎn)降水法為主，探討地下水處理方式。井點(diǎn)降水法，顧名思義，就是主張?jiān)诳踊苓吢裨O(shè)適量的滲水井點(diǎn)管，同時(shí)透過(guò)地面和之相互匹配的抽水管路系統(tǒng)，針對(duì)坑基中的地下水展開(kāi)抽取，持續(xù)到坑基周邊的地下水位維持在坑基之下后，完成整個(gè)降水工作。當(dāng)坑基處于不同的幾何形狀時(shí)，經(jīng)常會(huì)沿用井點(diǎn)法來(lái)降水，該類方式具備穩(wěn)定坑基邊緣的功效，可以持續(xù)克制流砂對(duì)于坑基施工帶來(lái)的影響。

另外，在進(jìn)行坑基挖掘期間，須結(jié)合坑基的實(shí)際狀況并聯(lián)合周邊的土層、水文等各類因素進(jìn)行綜合分析，力求篩選出更有效的降水方式，確保施工機(jī)械能夠在相對(duì)干燥的土方內(nèi)展開(kāi)施工活動(dòng)，畢竟只有維持坑基的干燥性，才方便進(jìn)行后續(xù)的機(jī)械化施工，并且保障整個(gè)施工流程的安全性和高質(zhì)量性。由此，井點(diǎn)降水法便成為當(dāng)前在含水透水位土層實(shí)施的一類比較有效的方式。

4 現(xiàn)代工業(yè)和民用建筑工程基坑施工中地下水的防治方案

4.1 水文地質(zhì)勘測(cè)

施工人員須及時(shí)深入地把握最高地下水位的標(biāo)高、水質(zhì)、流量和流向、滲透系數(shù)、壓力、降水量和蒸發(fā)量，還有地層凍結(jié)深度等關(guān)鍵性的指標(biāo)[2]。唯獨(dú)如此，才可以更加快速而精準(zhǔn)地確認(rèn)工程防水標(biāo)高、防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，從而制定更加科學(xué)有效的地下水防水方案。

4.2 防水設(shè)計(jì)

具體就是沿用妥善的結(jié)構(gòu)形式。其間須依照防護(hù)的具體標(biāo)準(zhǔn)、使用功能，以及工程具體的地質(zhì)和水文條件等加以綜合分析，保證在后續(xù)施工時(shí)令結(jié)構(gòu)長(zhǎng)短正好、整齊嚴(yán)謹(jǐn)，不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)突變現(xiàn)象之余，呈現(xiàn)出更強(qiáng)的整體剛度。

4.3 降排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在坑基周邊設(shè)置排水溝、集水井，力求借助抽水設(shè)備來(lái)持續(xù)排除基坑內(nèi)部的滲水，疏干開(kāi)挖土方和基礎(chǔ)施工的作業(yè)面，真正做到隨排隨挖的同時(shí)，聯(lián)合人工降水途徑來(lái)強(qiáng)制降低施工面地下水位，經(jīng)常沿用到的降水方式包含噴射井點(diǎn)、輕型井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)等降水方法，至于具體沿用到那種方式，則要結(jié)合工程地質(zhì)的實(shí)際狀況、含水層特征等有針對(duì)性地篩選匹配。

4.4 抗浮設(shè)計(jì)

在主體工程沿用天然地基的情況下，單層地下室亦或是裙房地下室可以沿用加大恒載抗浮。好比是在進(jìn)行國(guó)家體育館建設(shè)期間，因?yàn)榈鼗恢孟鄬?duì)深一些，并且地下水位較高，地下水對(duì)于場(chǎng)館會(huì)產(chǎn)生較大的浮力。而經(jīng)過(guò)相關(guān)專家深入探討論證，最終決定沿用將近10萬(wàn)t的舊鋼渣進(jìn)行回填。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，關(guān)于工業(yè)和民用建筑工程基坑施工中的地下水處理，屬于一項(xiàng)規(guī)模龐大的工程，需要關(guān)注諸多因素。如在基坑挖掘期間，要著力保障坑基的干燥狀態(tài)；再就是要兼顧防水、降排水系統(tǒng)、抗浮等設(shè)計(jì)任務(wù)，維持土層的穩(wěn)定性和施工人員的安全性。長(zhǎng)此以往，將更加有助于提升我國(guó)民用和工業(yè)建筑的施工效率、質(zhì)量。