淺談深基坑施工中降水措施

摘要：深基坑開(kāi)挖技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)，施工中人工降低地下水位，一方面能使基坑開(kāi)挖施工在干燥的環(huán)境中進(jìn)行，從而進(jìn)行機(jī)械化施工，達(dá)到多快好省的目的；另一方面能夠增加深基坑邊坡的穩(wěn)定性。本文談?wù)勆罨邮┕ぶ薪邓胧?/p>

關(guān)鍵詞：深基坑；施工；降水措施

深基坑開(kāi)挖絕大多數(shù)情況都需要進(jìn)行人工降低地下水。要降低地下水水位，就要合理的選擇降水方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行人工降水的方案設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行降水方案的水位預(yù)測(cè)，通過(guò)預(yù)測(cè)進(jìn)行降水方案的優(yōu)化，從而得到最佳的降水方案。

1 人工降水與深基坑支護(hù)和開(kāi)挖

深基坑施工中降水可以改善勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工。由于降低了地下水水位，使基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)的巖土層，不但不含有重力水，而且使其含水量大大降低，這樣就為機(jī)械化施工創(chuàng)造了良好的環(huán)境，從而改善了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，使工程得以快速進(jìn)行。降水可以縮短工期，降低造價(jià)，加快工程建設(shè)。由于人工降水，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，從而縮短了工期，同時(shí)又降低了成本造價(jià)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的多快好省。采用有效經(jīng)濟(jì)的降水方法，疏干地下水，保持巖土體的邊坡穩(wěn)定。人工降水的方法有多種，必須結(jié)合具體工程選擇有效的、經(jīng)濟(jì)的人工降水方法，這樣才能達(dá)到疏干地下水、滿足深基坑開(kāi)挖的目的。基坑邊坡地下水的疏干增加了基坑邊坡的穩(wěn)定性。降水有利于巖土工程施工。例如邊坡支護(hù)中的人工挖孔樁，由于人工降低地下水位，改變了挖孔樁的施工條件，使其能順利施工。

深基坑開(kāi)挖是基礎(chǔ)工程和地下工程施工中一個(gè)綜合性的巖土工程難題，既涉及土動(dòng)力學(xué)中典型的強(qiáng)度與穩(wěn)定問(wèn)題，又包含了變形問(wèn)題及疏干地下水問(wèn)題，同時(shí)涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用問(wèn)題。這些問(wèn)題都與深基坑開(kāi)挖這一巖土工程問(wèn)題緊密聯(lián)系在一起，既互相聯(lián)系，又相互制約。在某些情況下，由于人工降水，深基坑邊坡不需要進(jìn)行支護(hù)，或者改變了邊坡支護(hù)的類型，從而降低工程費(fèi)用，由此可見(jiàn)人工降水在深基坑開(kāi)挖中的地位和作用。因此，不難看出人工降水是保證深基坑開(kāi)挖的基礎(chǔ)工作，它能增加開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性，使某些情況下基坑開(kāi)挖不需要支護(hù)或采用簡(jiǎn)單的支護(hù)類型。

2 基坑工程的降水措施

在基坑工程施工中，對(duì)地下水的治理一般可從兩個(gè)方面進(jìn)行，一是降低地下水位；二是堵截地下水。降低地下水位的常用方法可分為明排降水和井點(diǎn)降水兩類。明排降水由于其制約條件較多，尚不能得到廣泛應(yīng)用；而井點(diǎn)降水的適用條件較廣，并經(jīng)過(guò)二十多年來(lái)的應(yīng)用、發(fā)展和改進(jìn)，已形成了多種井點(diǎn)降水方法，如輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井點(diǎn)、引滲井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、輻射井點(diǎn)等，這些有效的降水方法現(xiàn)已被廣泛用于各種降水工程中。但由于降低地下水位后，可能帶來(lái)一些不良影響，如地面沉降、鄰近已有建筑物或構(gòu)筑物的安全穩(wěn)定及殘留滯水的處理等。因此，必須充分考慮降水所帶來(lái)的有關(guān)問(wèn)題，在不具備采用降低地下水位的情況下，可采用堵截法，將地下水體分隔開(kāi)后，進(jìn)行基坑施工。常用的堵截法有：鋼板樁、稀漿槽、夾心墻、防滲垂直帷幕、防滲水平帷幕、冷凍法等。為了更好地治理地下水，為工程施工服務(wù)，必須很好地研究場(chǎng)區(qū)的工程、水文地質(zhì)條件，熟悉各種治理地下水的技術(shù)、原理和方法，根據(jù)降水工程的任務(wù)要求，采用合理的降水方案和施工工藝，進(jìn)行全面質(zhì)量管理，以達(dá)到安全、快速、經(jīng)濟(jì)地治理地下水的目的。

2.1 明排降水

明排降水的適用條件及特點(diǎn)明排降水是指在基坑內(nèi)設(shè)置排水明溝或滲渠和集水井，使進(jìn)入基坑內(nèi)的地下水沿排水溝渠流人集水井中，然后用水泵將水抽出基坑外的降水方法。明排降水一般適用于土層比較密實(shí)，坑壁較穩(wěn)定，基坑較淺，降水深度不大，坑底不會(huì)產(chǎn)生流砂和管涌等的降水工程。具體在選用明排降水時(shí)，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的水文地質(zhì)特征，基坑開(kāi)挖方法及邊坡支護(hù)形式等綜合分析確定，當(dāng)具備如下條件時(shí)，一般可以采用明排降水方案。

2.2 井點(diǎn)降水

在地下水位以下施工基坑工程時(shí)，通常采用井點(diǎn)(垂直井點(diǎn)和水平井點(diǎn))降水法來(lái)降低地下水位。垂直井點(diǎn)常沿基坑四周外圍布設(shè)，水平井點(diǎn)則可穿越基坑四周和底部，井點(diǎn)深度大于要求降水深度，通過(guò)井點(diǎn)抽水或引滲來(lái)降低地下水位，實(shí)現(xiàn)基坑外暗降，保證基坑工程的施工。經(jīng)井點(diǎn)降水后，能有效地截住地下滲流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌現(xiàn)象，防止邊坡和基坑底面的破壞；減少側(cè)土壓力，增加挖掘邊坡的穩(wěn)定性，有利于邊坡的支護(hù)和施工；防止基底隆起和破壞，加速地基土的固結(jié)作用；有利于提高工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度及保證施工安全。目前常用的井點(diǎn)降水方法有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井點(diǎn)、引滲井點(diǎn)，輻射井(或水平井)點(diǎn)等。

2.3 堵截治水

由于基坑降水常會(huì)帶來(lái)一些不良影響，如地面沉降，臨近已有建筑物或構(gòu)筑物的安全穩(wěn)定及殘留滯水的存在而影響邊坡穩(wěn)定等。為了避免這些問(wèn)題的產(chǎn)生，可以采用堵截法將地下水體分隔開(kāi)，在基坑內(nèi)進(jìn)行降水，基坑外的地下水位保持不變或變化很小。國(guó)內(nèi)外對(duì)地下水進(jìn)行堵截的方法有鋼板樁、稀漿槽、夾心墻、防滲垂直帷幕、防滲水平帷幕及冷凍等。

3 降水施工中常見(jiàn)問(wèn)題

施工中要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)原有方案進(jìn)行修改補(bǔ)充，使降水方案更加完善。在井點(diǎn)施工時(shí)，由于填入濾料不合適，在粉、細(xì)砂含水層中造成井內(nèi)涌砂嚴(yán)重，不能進(jìn)行洗井和抽水。一旦發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)立即更換濾料或包紗網(wǎng)，以阻止流砂的進(jìn)入；對(duì)于已打成的井點(diǎn)，只需將泥漿洗出后，就暫停洗井，以免涌砂后造成井孔周邊地層塌陷，甚至影響邊坡的穩(wěn)定。當(dāng)井點(diǎn)不出水或出水量很小的時(shí)，對(duì)于輕型井點(diǎn)類，可向井管內(nèi)送人高壓清水，以沖動(dòng)孔內(nèi)濾料，將泥漿和泥皮稀釋、破壞、再送氣吹揚(yáng)洗井或接上真空泵抽吸。對(duì)于管井點(diǎn)，可在井孔周邊10～30cm處用工程鉆機(jī)打孔至含水層部位，從孔中送入高壓清水直接沖洗孔壁的濾料，或邊送水邊送氣吹洗，將井孔附近的砂和濾料吹出地面，待送入清水暢快流入井中后，從孔中填入新濾料，并重新進(jìn)行井內(nèi)洗井。此外，由于地下水水位的下降，使土層中含水量減少，浮托力減小，等于增加了附加荷重，使土產(chǎn)生固結(jié)、壓縮，使建筑物基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降；如在井點(diǎn)施工和抽水過(guò)程中發(fā)生井孔坍塌和涌砂，將會(huì)加大其不均勻沉降。如控制不好，將會(huì)直接影響到鄰近建(構(gòu))筑物的安全，所以必須特別重視。在降水時(shí)要隨時(shí)注意抽出的地下水是否有混濁現(xiàn)象。抽出的水中帶走的細(xì)顆粒不但會(huì)增加周圍的沉降，而且還會(huì)使井管堵塞、井點(diǎn)失效。為此首先應(yīng)根據(jù)周圍土層的情況選用合適的濾網(wǎng)，同時(shí)應(yīng)重視埋設(shè)井管時(shí)的成孔和回填濾料的質(zhì)量。在同樣的降水深度前提下，降水漏斗線的坡度越平緩，影響范圍越大，而所產(chǎn)生的不均勻沉降就越小，因而降水影響區(qū)內(nèi)的地下管線和建筑物受損傷的程度也愈小。

在基坑施工，如護(hù)坡樁、挖土、錨桿等施工過(guò)程中，常常會(huì)造成降水井點(diǎn)的損壞，特別是影響滲井的滲水效果。施工護(hù)坡樁時(shí)，由于機(jī)械碾壓破壞井口，孔口坍塌與井孔連通后泥漿進(jìn)入井中，造成井孔堵塞；大量注水使地下水位抬升，增加降水時(shí)間；當(dāng)有砂層時(shí)，可能使井中出現(xiàn)涌砂等。挖土?xí)r，特別是挖第一步土和車道過(guò)程中，對(duì)于狹窄場(chǎng)地，井點(diǎn)距基坑很近，常出現(xiàn)挖壞井管；甩土?xí)r將泥、上掉人井中等。因此，必須加強(qiáng)降水井的保護(hù)。

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