地下水對深基坑的影響及合理控制

盧洪雷

摘要：深基坑在開挖的過程中一個非常重要的前提條件就是基坑干槽施工，這樣才能形成良好的施工條件。但是很多工程項目都存在地下水現(xiàn)象，如果地下水得不到有效的處理與控制，不僅會直接影響到深基坑工程的展開，還會讓整個項目受到影響。因此，深基坑作業(yè)時很有必要對于地下水做有效處理，要結(jié)合項目現(xiàn)場的實際情況和地下水的存在狀況，有針對性的采取相應措施，給深基坑作業(yè)提供良好的實施環(huán)境。

關鍵詞：地下水;深基坑;影響;合理;控制

1地下水對深基坑的不良影響

在粉細砂層或粉土場地，地基土在地下水動水壓力作用下，基底往往會發(fā)生翻泡、冒水、土體顆粒上浮等現(xiàn)象，稱為“砂沸”，由于“砂沸”發(fā)生的面積一般較大，影響深度也較深，故一但發(fā)生整個地基就會受到擾動，原始結(jié)構(gòu)遭到破壞，影響地基強度。

當滲流水在基坑坡面溢出時，土體顆粒在動水壓力和自重下滑力的雙重作用下，先將坡腳附近土粒浮起，使其失去支撐，然后迅速發(fā)展到土體流動或坑壁塌滑，稱之為“流土”，這種現(xiàn)象往往是突發(fā)性的，對地基的破壞十分嚴重。如某建筑物建在河流沖擊的粉砂、細砂層上，基坑開挖中采用深溝降水，當挖深到設計標高時，由于局部排水段失效，地下水從坡面逸流，使該段坑壁發(fā)生流砂，繼而塌滑。使工期延誤，損失慘重。

如果基坑下部積累了承壓水，開挖基坑機會很大程度減少含水層上透明水層的水量，這種狀況下，當透明水層繼續(xù)減少時，承壓水水頭的壓力會進一步增加，增加到一定程度后會頂裂甚至擊穿基坑底板，突涌現(xiàn)象隨之產(chǎn)生。底板產(chǎn)生的裂縫會造成地基整體性破壞，隨著土體逐漸被帶出，下層會逐漸被掏空，直接影響到臥層的整體強度。

當滲透水流具備一定水力梯度后隨之產(chǎn)生的動水壓力會增大，在這種壓力的沖刷下可以將很多細小顆粒及巖土帶走，孔隙進一步增大，嚴重情況下甚至會產(chǎn)生洞穴，這會直接造成土體的松動，讓地表裂縫逐漸形成，甚至會造成地表的塌陷，極大程度影響了工程質(zhì)量。

1.2深基坑抗?jié)B流穩(wěn)定性問題

在基坑工程中，由于基坑開挖預降水，基坑側(cè)壁內(nèi)外常形成一定的水頭差，一般容易發(fā)生流土破壞，基坑工程設計中通常采用設置基坑止水帷幕，通過設置一定深度止水帷幕，達到滿足抗流土破壞的目的。

在基坑工程中，管道現(xiàn)象有時也會發(fā)生。例如，基坑的止水帷幕漏水，甚至整個止水帷幕都失效。然后，基坑外的地下水通過水封帷幕的孔隙泄漏，水流帶動基坑周圍的細顆粒進入基坑，挖空周圍土體，引起基坑周圍地表的大面積沉降和基坑周圍房屋的開裂。針對不同的水文地質(zhì)條件，常采用不同插入深度的止水帷幕。止水帷幕一般按其末端是否進入相對隔水層分為懸掛式止水帷幕和封閉式止水帷幕。

1.3深基坑抗突涌穩(wěn)定性問題

在基坑開挖深度存在承壓含水層時，由于承壓水頭往往比基坑開挖土體的開挖面高，當開挖深度中土體自重不足以平衡承壓水頭的壓力時，基坑內(nèi)承壓水含水層將在基坑底板的土下在水頭向上的壓力下沖破，造成突然的破壞，同時還會發(fā)生噴水和砂涌的現(xiàn)象。

2地下水位控制的有效方法

2.1采取降水的處理模式

降水措施有井點降水和明排兩種。井點降水最常用的方法是使用帶有濾管的工具將其放置在基坑周圍的土壤中，并利用抽水方法抽出地下水而不影響土壤顆粒結(jié)構(gòu)，從而達到脫水效果。該方法具有一定的穩(wěn)定性，實施條件和設備相對簡單，在實際工程中得到了廣泛的應用。排水明渠是重力降水的一種方法。這種排水方式通常是開挖基坑周圍的開溝，并在一定距離內(nèi)設置集水井，使地下水在重力的作用下逐漸排出。這種方法施工相對簡單，但容易產(chǎn)生坑底軟化問題。

2.2采取截水的處理模式

深基坑作業(yè)時還會設置截水帷幕，這也是一種排水的常用方法。在開挖基坑前可以相應在基坑周圍設置水圍護壁，達到排出地下水的效果。截水帷幕有多種形態(tài)，不同的工程類型可以有針對性進行選擇。當截水一段時間后，基坑內(nèi)部水壓會逐漸增大，這時可以考慮在基坑內(nèi)設置井點來降水。這不僅有助于保護施工環(huán)境，能夠讓施工作業(yè)條件得到維護，也可以起到很好的穩(wěn)固基底的效果。

2.3采取回灌的處理模式

在進行地下水的處理時并不是一味的進行水量排出。水量不斷降低會對于周圍建筑物產(chǎn)生影響，最直接的效果就是使周圍建筑體地下水快速流失。當出現(xiàn)這種情況時應采取相應的回灌措施，不能讓坑外水位的降低過多過快，要靈活處理。一旦水位降低過多時需及時進行回灌處理，讓地下水位的變化在合理的范圍內(nèi)。

3基礎工程施工常見問題與控制策略

3.1基坑降水設計

基坑降水設計應根據(jù)現(xiàn)場實際水文地質(zhì)條件進行設計計算，根據(jù)需要進行降水深度，保證基坑周圍環(huán)境變形在允許范圍內(nèi)。對于一些具有復雜基坑周圍環(huán)境的大型工程，可以利用地下水三維數(shù)值模擬建立水文地質(zhì)數(shù)值模型，進行設計計算。地下水可以聯(lián)合使用，必要時再注水系統(tǒng)使基坑周圍的變形在允許范圍內(nèi)，從而保證基坑周圍環(huán)境的安全。

3.2設置回灌井點

在地下水處理中，易使周圍地面沉降，產(chǎn)生一定的負面影響。因此，應對這種情況進行靈活的處理。首先，可以在工程基坑和待保護建筑物之間設置相應的補給井點，這是保持建筑物合理地下水位的方法。這可以很大程度上避免周圍建筑物的地下水流失，并且可以將地下水水位保持在一個適當?shù)姆秶鷥?nèi)，以保持土壤壓力平衡，避免由于地基重力的迅速增加而產(chǎn)生的沉降效應。

3.3降低水流速度

在進行深基坑排水操作時如果水流降低速度過快，這并不是合理的操作方式。因此，對于這種狀況也要做相應處理。讓降水速度減緩有一些不同的操作方法，首先可以就設備做調(diào)整，比如將離心泵閥調(diào)低，讓抽水速度放緩，這時最直接的操作。如果是一些較為復雜的工程現(xiàn)場，還可以在需要保護的建筑物的一側(cè)增大排水井的距離，需要的時候甚至可以停止排水操作，這可以立刻減緩水流速度，待其回到正常范圍內(nèi)再繼續(xù)操作。

3.4防止土粒帶出

在深基坑地下水排出的過程中，使用最為普遍的工具為井管慮管，尤其是其中的濾層，是人工降水操作中非常重要的媒介。高質(zhì)量的慮管及配備的濾層可以很好的組織土粒被帶出，這是深基坑排水時一定要保障的要點。

4結(jié)語

本文結(jié)合相關工程規(guī)范，在深基坑工程中的設計施工中，必須對水的問題有一個清晰的認識，才能確?；庸こ瘫旧砑爸苓吔ㄖ锏陌踩?。

參考文獻：

[1]仝廣霞.建筑工程中的深基坑支護施工關鍵技術分析[J].建材與裝飾，2018（43）.

（作者單位：北京市地質(zhì)工程公司）