工業與民用建筑工程基坑施工中地下水的處理

韓凱夫

摘要：基坑施工中的地下水進行有效地防治，不僅可以保證施工工程的高效率，也可以保證施工過程中的安全性。有利于基坑的開挖深度以及基坑挖掘過后不會因降水的滲入造成一系列的破壞。因此在工業與民用建筑工程的基坑施工中，有關地下水的處理問題一定要引起相關的重視，保證深基坑施工的高質量、高品質以及高速度，確保整個施工過程的安全穩妥。

關鍵詞：深基坑 地下水 措施

地下水是地質環境的重要組成部分，且最為活躍。在許多情況下地質環境的變化是有地下水引起的，因此地下水是影響地質工程穩定性的重要條件。地質體內的地下水可以由于開挖而涌出或突出；也可以由于人類活動而向地質體內充水，增加濕度，提高地下水水位。同時地基土中的水能降低土的承載能力，地基涌水不利于工程施工；地下水又常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷的主要原因；一些地下水還腐蝕建筑材料，這些都可以引起地質災害。因此在地質工程設計或地質災害防治設計中都必需慎重地考慮地下水這個因素。

1.基坑施工中地下水的影響

由于地質結構的不同，地下水分為兩層，上層為粘性土中存在的潛水以及上層滯水，下層為砂性土以及砂卵石層中的承壓水。由于這兩種水層的成分不同，因此造成的危害也不相同。隨著基坑施工的深入，所受地下水的威脅也大。因此所受地下水的危害與程度是與其基坑開挖的深度成正比的，一般基層較淺的基坑開挖過程中涌出的地下水，一般都為上層的潛水或者是滯水，滯水含積得砂層十分有可能引起周圍地面的沉降，對未施工完成的建筑物以及周圍的地質結構造成一定程度上的危害。而當基坑施工挖至10-13m深時，下層的砂層水便會上涌，如果不采取相應措施，進行疏導，則會造成基坑周圍的大面積坍塌。

2.工程實例

某國道工程，基礎采用鉆孔灌注樁，樁徑1.0m，單樁承載力設計值1600KN，樁端嵌入中風化巖層深度不小于1.7m，設計樁長20m，樁總數8根。現場地層自上而下依次為：①雜填土；②粉質粘土；③殘積砂（礫）質粘性土，上部多為粘性土，粘性較強；下部多為粉砂，遇水易軟化，輕振即液化，水量豐富；④強風化花崗巖，中粗粒及碎塊結構，裂隙發育，涌水量較大；⑤中風化花崗巖；⑥微風化花崗巖。根據地質資料得知，擬建場地水文地質條件較為單一，場地地下水屬第四系孔隙潛水，主要補給源為大氣降水，地下水受季節性影響較大。場內地下水位在1.2-1.73m之間，水位很高，其含水層主要為第3層碎石層，第2、4層為弱透水層，其滲透系數為（0.72～45.52）*10-6cm/s，第5層為隔水層。工程采用大口徑深井降水，沿擬建橋臺周圍設4眼降水井，深水電泵進行抽水，設置沉降觀測點。降水井徑大于1000mm，孔深15.0m，護壁套管直徑為1000mm，套管外面包2層尼龍網布；套管外四周用粒徑為0.5～2.0cm的礫石料填充，作為濾水層，濾層應填至原地下水位線，其上部用粘土回填，并搗實。工程嚴格按照降水井施工規范要求埋設管井，采用泥漿護壁鉆孔法成孔。井孔鉆孔后進行清孔，隨后安裝井管。

3.坑基地下水處理的方法分析

地下水的處理方法多種多樣，根據降水方式的不同進行劃分，可以分為止水法與排水法兩大類。止水法與排水法下面又同時存在著不同的處理方式，止水法主要是通過在坑基周圍建立止水帷幕來實現止水的，排水法主要是通過實現坑基內地表水與地下水之間的引流的原理實現排水的。與止水法相比，排水法對坑基地下水的處理成本更低，施工更簡單。在進行坑基地下水處理過程中尤其以排水法中的井點降水法應用最為廣泛，本文主要以井點降水法為介紹對象在文中展開論述。所謂井點降水法主要通過在坑基周圍埋設足夠的滲水井點管，并通過地面與之相配套的抽水管路系統，對坑基內的地下水進行抽取，當坑基周圍的地下水位達到坑基以下時，降水工作便順利完成。當坑基處于不同的幾何形狀時多采用井點法降水，這種降水方法具有穩定坑基邊緣的作用能夠有效避免流砂對坑基施工造成的影響。在坑基挖掘過程中要根據坑基的具體情況并結合周圍的土層、水文等多種因素加以分析，采用科學的降水方法，保障施工機械在干燥的土方內進行施工，坑基干燥是進行機械化施工、保障施工順利進行、保障施工安全與施工質量的關鍵所在。由此， 井點降水法已成為目前在含水透水位土層實施的一種行之有效的方法。現階段工民建筑坑基施工中常用的井點降水法主要有輕型井點降水法和深井井點降水法兩種。井點降水法因施工工藝簡單，施工成本低，降水效果好等優勢而被廣泛的應用到坑基的地下水處理中。

4.基坑工程中防治地下水的措施

水文地質勘測。要詳盡了解最高地下水位的標高、水質、流量、流向、滲透系數、壓力、降水量、蒸發量及地層凍結深度等技術指標，這是合理確定工程防水標高、防護要求與地下水防止措施的前提與保證。防水設計。采用合理結構形式：應根據防護要求、使用功能結合工程地質和水文地質條件等因素綜合確定，能短的不長、能整的不散，避免結構突變（或斷面突變），盡量使結構選型規則、整齊，借以提升結構的整體剛度。降排水系統設計。在基坑周圍設置排水溝及集水井，用抽水設備不斷將基坑中的滲水排除，疏干開挖土方及基礎施工的作業面，隨排隨挖，并結合人工降水，即強制降低施工面地下水位，常用的降水方法有噴射井點降水、輕型井點降水、電滲井點降水，具體方法，要結合工程實際，根據含水層特性確定。抗浮設計。主體工程采用天然地基時，單層地下室或裙房地下室可采用加大恒載抗浮。如，國家體育館在建設時，由于地基位置較深，且地下水位較高，地下水對場館產生較大浮力。經過專家組反復研究，最終選用近10萬噸舊鋼渣回填。

5.結束語

通常狀況下，當符合以上條件的情況下方可進行工業與民用建筑工程的坑基挖掘：在進行坑基挖掘的過程中要保障要保持坑基的干燥性，良好的施工環境是保障坑基順利挖掘的前提；挖掘的過程中要時刻保證坑基的邊緣土層處于穩定狀態，這樣才能保障挖掘工人的施工安全。這兩項施工前提條件即保障了安全施工又有利于順利施工。但施工過程中往往因為施工過程中對坑基中的地下水處理問題不到位而引發多種問題。為此在工業與民用建筑工程坑基施工過程中必須對坑基中的地下水進行正確的處理。