深基坑降水與地面沉降控制研究

陸啟榮

江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六八大隊(duì) 江西上饒 334700

當(dāng)今社會(huì)，工程項(xiàng)目建設(shè)節(jié)奏持續(xù)加快，對(duì)深基坑施工技術(shù)提出了更高要求，使深基坑降水與地面控制技術(shù)面臨著更多的不確定性因素。當(dāng)前形勢(shì)下，必須宏觀審視深基坑降水與地面沉降控制現(xiàn)狀，精準(zhǔn)把握地面沉降控制關(guān)鍵步驟與核心方法，切實(shí)促進(jìn)深基坑降水效果優(yōu)化提升。本文就此展開(kāi)了探討。

1 深基坑降水簡(jiǎn)述

深基坑降水與地面控制是現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，是強(qiáng)化施工過(guò)程控制，提高施工整體效益的重要過(guò)程與路徑，只有采取行之有效的方法與策略，切實(shí)提升深基坑降水與地面控制成效，才能充分確保深基坑施工綜合效果的改進(jìn)與優(yōu)化。在深基坑降水過(guò)程中，施工環(huán)境中土體含水量將顯著下降，為基坑開(kāi)挖提供便利條件，防止基坑邊坡塌方或基坑底部突涌，確保各項(xiàng)施工步驟有序推進(jìn)。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)家相關(guān)部門(mén)高度重視深基坑降水與地面沉降控制施工技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新，在技術(shù)方法標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)及施工效益評(píng)價(jià)等方面制定了一系列重要技術(shù)規(guī)范，為高質(zhì)高效地開(kāi)展深基坑施工工作提供了基本遵循，在工程項(xiàng)目基礎(chǔ)工程建設(shè)領(lǐng)域取得了令人矚目的現(xiàn)實(shí)成就。同時(shí)，廣大深基坑施工企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)同樣在創(chuàng)新降水與沉降控制技術(shù)理念，優(yōu)化降水與沉降控制技術(shù)流程等方面進(jìn)行了積極探索與研究，效果顯著，促進(jìn)了新形勢(shì)下深基坑施工技術(shù)的跨越式發(fā)展，系統(tǒng)化程度得以顯著提升[1]。盡管如此，受主客觀等多方面要素的影響，當(dāng)前深基坑降水與地面控制實(shí)踐中依舊存在諸多不容忽視的短板與不足，阻礙著深基坑降水施工協(xié)同性效益的體現(xiàn)，深基坑周圍不規(guī)則坑陷及水平位移等問(wèn)題突出，必須給予高度重視。

2 深基坑降水與地面沉降控制存在問(wèn)題

2.1 缺乏科學(xué)合理的降水施工技術(shù)方案

在現(xiàn)代深基坑降水與地面沉降控制過(guò)程中，所遭遇到的影響因素趨于多樣化，部分影響因素隱性化特征顯著，辨識(shí)與控制難度較大，若控制不當(dāng)，則極易導(dǎo)致深基坑施工的缺陷性問(wèn)題，這就需要事先設(shè)定科學(xué)合理的降水施工技術(shù)方案。縱觀當(dāng)前降水與地面沉降控制實(shí)際，普遍存在著降水施工技術(shù)方案缺失，既有施工技術(shù)方案針對(duì)性與約束性不足等共性問(wèn)題，阻礙著降水與地面沉降控制各項(xiàng)步驟與環(huán)節(jié)的順利實(shí)施。同時(shí)，部分深基坑降水施工技術(shù)方案的形成過(guò)程經(jīng)不起檢驗(yàn)，在未對(duì)深基坑施工環(huán)境進(jìn)行充分全面勘察的前提下，便倉(cāng)促設(shè)定技術(shù)方案[2]。

2.2 深基坑降水過(guò)程控制不當(dāng)

深基坑降水與地面沉降控制需要嚴(yán)格控制整個(gè)施工過(guò)程，對(duì)各項(xiàng)潛在影響因素進(jìn)行集中統(tǒng)一化管控，以確保不同的施工項(xiàng)目與施工內(nèi)容彼此協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)。從當(dāng)前深基坑降水與地面沉降控制過(guò)程來(lái)看，降水過(guò)程控制不當(dāng)問(wèn)題極為突出，部分技術(shù)人員依舊沿襲傳統(tǒng)保守陳舊的深基坑降水與地面沉降思維觀念，僵化固化的降水施工模式根深蒂固，不利于提升深基坑施工技術(shù)綜合效益。由于深基坑降水與地面沉降過(guò)程控制缺失，加之井點(diǎn)的數(shù)量和間距設(shè)計(jì)不合理的影響，導(dǎo)致抗外水土的壓力過(guò)大，極易出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，最終破壞深基坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.3 現(xiàn)代信息化施工手段缺失

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為深基坑降水與地面沉降控制施工提供了更為豐富的現(xiàn)代化技術(shù)手段，使施工技術(shù)管理人員在降水工具與沉降工藝方面具備了更為廣闊的選擇余地，使得傳統(tǒng)模式下難以完成的深基坑降水與地面沉降控制任務(wù)具備了更大的可行性。實(shí)踐表明，部分深基坑施工工程未能有效引入現(xiàn)代信息化手段，現(xiàn)代成熟化的科學(xué)理論研究無(wú)法有效轉(zhuǎn)換為提升深基坑施工效果的推動(dòng)力，對(duì)深基坑降水與地面沉降相關(guān)數(shù)據(jù)的分析與加工處理精度有待提高，形象化的數(shù)據(jù)模型未能完全構(gòu)建[3]。

3 深基坑降水與地面沉降控制方法與對(duì)策

3.1 深基坑井點(diǎn)布置

深基坑井點(diǎn)布置是深基坑降水與地面沉降控制的關(guān)鍵所在，對(duì)于提高后續(xù)各項(xiàng)技術(shù)施工環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性，獲取協(xié)同性效益具有直接影響。要根據(jù)深基坑施工環(huán)境的實(shí)際情況，在進(jìn)行充分勘察與調(diào)查研究分析的基礎(chǔ)上，綜合設(shè)定符合技術(shù)規(guī)范與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的深基坑井點(diǎn)數(shù)量。在此過(guò)程中，應(yīng)充分考量深基坑大小、結(jié)構(gòu)、形狀，以及地下水方向、含水量高低、預(yù)期降水量等相關(guān)技術(shù)參數(shù)。在當(dāng)前技術(shù)條件下，深基坑井點(diǎn)布置模式包括單排、雙排、環(huán)形或多邊形等多種類型，上述不同的井點(diǎn)布置模式具有不同的適用條件，所參照?qǐng)?zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有所不同，所起到的相關(guān)效益也存在顯著差異，必須根據(jù)深基坑施工環(huán)境及技術(shù)要求，予以綜合選取。同時(shí)，要保證基坑兩壁和井點(diǎn)之間保持一定距離，防止井壁塌方。

3.2 深基坑井點(diǎn)的制作及使用

要根據(jù)深基坑降水與地面沉降控制實(shí)際需求，合理控制深基坑井點(diǎn)的深度，防止井點(diǎn)過(guò)深或過(guò)淺而導(dǎo)致的潛在質(zhì)量缺陷問(wèn)題。在深基坑的開(kāi)挖施工中，應(yīng)適時(shí)將井筒放入施工完成的井坑中，并依次進(jìn)行后續(xù)施工，并對(duì)井蓋做好科學(xué)防護(hù)，以免有異物掉落。一般而言，在深基坑井底還應(yīng)設(shè)置部分?jǐn)?shù)量的碎石，以發(fā)揮過(guò)濾井水的作用，在抽水環(huán)節(jié)中所使用的設(shè)備應(yīng)選用性能穩(wěn)定、功能可靠的抽水泵，并輔助修建蓄水池用來(lái)蓄水，提高深基坑安全作業(yè)系數(shù)。要對(duì)深基坑井點(diǎn)的制作及使用過(guò)程保持動(dòng)態(tài)化密切監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)的潛在安全與質(zhì)量隱患問(wèn)題進(jìn)行辨識(shí)與控制，比對(duì)分析深基坑井點(diǎn)實(shí)際值與目標(biāo)值之間的關(guān)系，及時(shí)糾偏，調(diào)控其偏差問(wèn)題[4]。

3.3 確定降水方案

要搭建基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)的深基坑降水與地面沉降控制信息化平臺(tái)，精確分析深基坑施工過(guò)程對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響，構(gòu)建立體化、形象化、可視化模型，為降水方案的順利形成提供技術(shù)參考。在信息化技術(shù)的支持下，應(yīng)對(duì)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)與數(shù)據(jù)指標(biāo)作出系統(tǒng)化處理，在水文地質(zhì)勘察報(bào)告的支持下，準(zhǔn)確分析水文地質(zhì)特征，把握水文地質(zhì)參數(shù)，進(jìn)行定流量非穩(wěn)定流的單井抽水試驗(yàn)，優(yōu)化各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)與步驟之間的銜接效果。同時(shí)，應(yīng)編制詳細(xì)的抽水試驗(yàn)報(bào)告，計(jì)算深基坑抗承壓水頭穩(wěn)定性安全系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、基坑底至承壓含水層頂板間距離、流量與降深關(guān)系及影響半徑等，有效把握穩(wěn)定性臨界狀態(tài)。

3.4 做好施工技術(shù)交底，加強(qiáng)過(guò)程管控

施工技術(shù)交底是全面移交與分解深基坑施工技術(shù)意圖的重要路徑，對(duì)于深化施工技術(shù)認(rèn)知，嚴(yán)格控制與掌握深基坑降水與地面沉降控制的關(guān)鍵要點(diǎn)具有直接影響。對(duì)此，應(yīng)在通過(guò)深基坑施工技術(shù)交底，使施工技術(shù)人員全面掌握深基坑施工技術(shù)的實(shí)際意圖，了解深基坑降水與地面沉降控制技術(shù)難點(diǎn)及常見(jiàn)共性問(wèn)題，制定作業(yè)指導(dǎo)書(shū)及應(yīng)急預(yù)案，按照現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范，確保深基坑施工方案和意圖能夠得以融入施工全過(guò)程。受潛水層水位變化的作用，深基坑施工通常會(huì)出現(xiàn)背離設(shè)計(jì)圖紙的通病問(wèn)題，對(duì)此必須強(qiáng)化填報(bào)降水日?qǐng)?bào)表，確定水泵安裝位置，根據(jù)水位高低確定降壓井水泵的開(kāi)啟時(shí)間和順序。

3.5 坑外加壓回灌

要在進(jìn)行試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，將坑外回灌壓力保持在0.06～0.10MPa之間，利用降水抽出的地下水經(jīng)三級(jí)沉淀后再利用，因此在回灌過(guò)程中為了使回灌達(dá)到所需壓力，安裝加壓泵對(duì)水體自然壓力進(jìn)行加壓。要及時(shí)觀測(cè)水位恢復(fù)情況，測(cè)試回灌壓力，確定最終壓力值以及停止降水時(shí)間，并在底板混泥土澆筑施工初步完成后，進(jìn)行基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算。根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，若基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力大于承壓水的頂托力，則基坑底板混凝土澆筑完成后基坑大底板處于安全狀態(tài)，當(dāng)混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)即可停止降承壓水。在此過(guò)程中，為防止地下水資源過(guò)度流失，應(yīng)適度控制地下水降水時(shí)間[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，受降水技術(shù)、沉降控制過(guò)程、施工效益評(píng)價(jià)等方面要素的影響，當(dāng)前深基坑降水與地面沉降控制實(shí)踐中依舊存在諸多不容忽視的薄弱環(huán)節(jié)與不足之處，阻礙著深基坑施工整體效益的優(yōu)化提升。因此，有關(guān)人員應(yīng)該從深基坑施工的客觀實(shí)際需求出發(fā)，充分遵循地面沉降控制基本原理與規(guī)律，創(chuàng)新沉降控制方式方法，強(qiáng)化沉降控制監(jiān)督，為提高深基坑施工整體效果奠定基礎(chǔ)，為促進(jìn)現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)事業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展保駕護(hù)航。