基坑降水工程施工質(zhì)量分析與控制

劉 剛大連市建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院股份有限公司（116021）

1 地下水對(duì)基坑工程的影響分析

基坑工程的施工建設(shè)必須重視地下水的處理。如果地下水的處理不合理，會(huì)直接導(dǎo)致安全事故發(fā)生的概率升高。如工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的大規(guī)模積水、基坑的邊坡問題、建筑和工程的下沉等，嚴(yán)重影響和威脅著工程建設(shè)的質(zhì)量。通常情況下，地下水對(duì)基坑工程影響的主要形式有地下水滲透破壞、地下水流體和管涌等的侵蝕破壞。

1.1 地下水滲透破壞

一般情況下，地下水的滲透破壞作用也稱為滲透失穩(wěn)。地下水具有流動(dòng)性，在流動(dòng)的過程中產(chǎn)生的壓力會(huì)對(duì)周圍土體的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響，破壞土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響基坑工程的質(zhì)量。

1.2 流體破壞

因?yàn)榈叵滤牧鲃?dòng)和滲透，土壤的內(nèi)部顆粒會(huì)因此變得不穩(wěn)定。伴隨著地下水的流動(dòng)，土層內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)和沉降等現(xiàn)象，導(dǎo)致基坑塌陷，所以人們有時(shí)也稱流體破壞為流砂或者流土現(xiàn)象。

1.3 管涌現(xiàn)象

管涌現(xiàn)象的危害非常嚴(yán)重，通常發(fā)生在土體顆粒差別較大的地區(qū)。土體在地下水流動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生位置的偏移和變化，移動(dòng)過程中顆粒小的土質(zhì)容易被地下水帶走。這樣一來，基坑的土體結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)形變，導(dǎo)致塌陷和基坑工程的失穩(wěn)等問題的出現(xiàn)。

1.4 侵蝕破壞

侵蝕破壞包括機(jī)械侵蝕和化學(xué)侵蝕兩種。地下水的流動(dòng)會(huì)帶動(dòng)土層中的小顆粒。長(zhǎng)期的地下水流動(dòng)會(huì)在土層中形成一定的管道，這種侵蝕便是機(jī)械侵蝕。地下水中在流動(dòng)的過程中，水流對(duì)巖石的沖刷會(huì)將巖石中的鹽類等物質(zhì)帶走。鹽類等物質(zhì)的流失，會(huì)使巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)受到很大的影響，土體的穩(wěn)定性也會(huì)因此受到極大的影響，這便是地下水的化學(xué)侵蝕。在兩種侵蝕的共同作用下，基坑的土層結(jié)構(gòu)最終會(huì)塌陷和失穩(wěn)。

1.5 突涌破壞

如今，建筑的地下空間擴(kuò)展不斷增加，地下水對(duì)基坑的壓力也會(huì)逐漸增加，容易導(dǎo)致基坑底板被頂裂和沖垮現(xiàn)象的發(fā)生。通常情況下，突涌破壞的主要表現(xiàn)形式為基坑的底部出現(xiàn)流砂，地下水在基坑底部的縫隙中滲漏。基坑中的積水或者涌水等，導(dǎo)致基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形甚至被破壞，有時(shí)也表現(xiàn)為地面的塌陷等。

2 降水導(dǎo)致的事故原因分析研究

2.1 降水方案設(shè)計(jì)問題

降水方案的設(shè)計(jì)不合理是導(dǎo)致安全事故發(fā)生的重要原因，因?yàn)榈叵峦诰蛏疃鹊脑黾樱翆又g的關(guān)系會(huì)變得更加復(fù)雜。在室內(nèi)進(jìn)行滲透試驗(yàn)的不可控因素較多，試驗(yàn)和實(shí)際之間的偏差較大，都影響和限制著降水方案設(shè)計(jì)的合理性。

2.2 滲透破壞問題

在基坑的挖掘施工時(shí)，雖然采取了一定的防水和截水設(shè)計(jì)，但是在一些特殊的防護(hù)能力較差的區(qū)域還是不可避免地出現(xiàn)一些滲漏問題。并且在地下水的流動(dòng)過程中，那些較小的顆粒被不斷帶走，導(dǎo)致基坑周圍的土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)空洞，對(duì)建筑整體的穩(wěn)定性有很大的影響。

2.3 圍蔽設(shè)施的建設(shè)問題

很多的降水過程中，并沒有設(shè)置相應(yīng)的圍蔽設(shè)施。通常情況下，基坑工程外部的水位會(huì)隨著降水而降低，土體會(huì)隨著水位的變化而發(fā)生沉降，這對(duì)于建筑整體的穩(wěn)定性來講影響很大[1]。

2.4 基坑內(nèi)外水壓差影響

在降水和基坑的挖掘時(shí)，使用戴水帷幕進(jìn)行基坑防護(hù)時(shí)，基坑內(nèi)部的水位降低，導(dǎo)致內(nèi)外部的產(chǎn)生水壓差，外部的水壓明顯比內(nèi)部要高，對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的沖擊，容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

3 基坑降水建設(shè)的準(zhǔn)備工作

3.1 地質(zhì)勘察

對(duì)建設(shè)地點(diǎn)周圍的土體類型和周邊的水文情況等進(jìn)行細(xì)致勘察。

3.2 環(huán)境勘察

工程建設(shè)開始之前，還應(yīng)該對(duì)建設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)勘察，對(duì)建筑的設(shè)備以及周邊的地下管道等進(jìn)行仔細(xì)分析。

3.3 基坑和建筑工程的地下部分建設(shè)

對(duì)建筑地下的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，明確建筑所處的位置，合理選擇基坑的支護(hù)方式。

4 基坑降水的主要措施

4.1 選擇合適的降水類型

結(jié)合基坑降水的原理可以將降水工程分為重力式和強(qiáng)制式兩種。常見的重力式降水形式有積水井和明渠等，強(qiáng)制式的形式有輕型井點(diǎn)和電滲井等。

在基坑降水施工的過程中，需要加強(qiáng)對(duì)工程建設(shè)的成本、工期和技術(shù)等各個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合建設(shè)降水的深度要求和土質(zhì)的不同進(jìn)行具體選擇，采取最適宜的降水方式，以此來降低安全事故發(fā)生的概率[2]。

4.2 積水井排水建設(shè)方式與改進(jìn)創(chuàng)新

如今，基坑建設(shè)的深度不斷增加，已經(jīng)可以達(dá)到20m。通常情況下，基坑的深度小于20m時(shí)，可以采取積水井和排水溝相結(jié)合的建設(shè)方式。在基坑底端設(shè)置積水井，利用水泵等抽水裝置將坑內(nèi)的水抽取到外部的排水溝中，以此來降低基坑內(nèi)部的水位。這種降水方式相對(duì)容易，使用的設(shè)備也不復(fù)雜，成本低，設(shè)備的維護(hù)也比較容易，實(shí)用性好，在日常建設(shè)中使用比較廣泛。

需要注意的是，積水井和排水溝的建設(shè)距離應(yīng)該最少在40cm，排水溝的高度也要比積水井高出50cm或者更多。積水井的設(shè)置也需要根據(jù)建設(shè)地點(diǎn)的具體情況合理選擇，井間距離一般在20～40 cm，以此確保排水效果。另外，在積水井的底部，需要鋪設(shè)一定深度的碎石層，以此過濾積水中的土壤顆粒，避免抽水導(dǎo)致土層結(jié)構(gòu)被破壞。

為了避免積水井的滲漏，現(xiàn)階段很多基坑建設(shè)時(shí)都開始嘗試和采用鋼管焊制的積水井，這樣的積水井密閉性更強(qiáng)，能夠很好地避免滲漏。

5 結(jié)語

基坑降水在現(xiàn)代建筑施工過程中的用途十分廣泛，這一方式可以很好地保證建筑工程建設(shè)的順利進(jìn)行，對(duì)建筑的穩(wěn)定性提升也有很大的幫助。但是，基坑降水技術(shù)還應(yīng)該結(jié)合建設(shè)情況的不同進(jìn)行具體的改進(jìn)，進(jìn)而滿足現(xiàn)代工程建設(shè)的實(shí)際需要。