基坑施工中的地下水處理對策研究

孫業煊

基坑施工對實現工程安全、快速、高效的建設具有重要意義，是工程建設過程中必不可少的部分。基坑施工過程中常會涌現地下水，或因開挖過深而涌出或突出，或因社會活動導致地質體內充水、濕度增加，使地下水位快速上升。而地基土內部的水，還極可能會減少土的承載能力，出現涌水狀況，不利于后續施工，引發滑坡、地面沉降、塌陷等危害；地下水可能還會腐蝕常用的建筑材料，引發建設安全事故。因此，做好地下水保護和控制措施在基坑施工過程中至關重要。

一、基坑施工中地下水處理的重要作用

地質結構的差異性使地下水呈現出兩層結構，上層主要是粘性土中存留的潛水和上層的滯水，下層則是砂性土與砂卵石層內部的承壓水。兩類水層成分的區別，所引發的危害程度也不一樣。因此，基坑施工中開挖的深度不同，對應承受的地下水危害類型與嚴重程度威脅也會不同。如淺一些的基坑，開挖期間涌出的地下水通常是潛水或是滯水，而包含滯水的砂層極大可能會帶動周邊地面的沉降，破壞尚未完工的建筑物和周邊的地質結構穩定性等。而當基坑開挖將近13m 深之后，下層的砂層水就會持續上涌，此時若不盡快實施科學合適的疏導方案，就會引發基坑周邊大范圍的坍塌現象。另外，基坑積水或者土質松軟也會無法進行施工工作，影響整體工程進度。基坑施工時需要將基坑保持干燥狀態，創造便于施工的有利環境，還要保證邊坡穩定，做好安全施工工作，這就需要切實高質量做好地下水處理。

二、基坑施工中地下水處理方式

（一）止水法

止水法包括基坑施工中所使用的沉井法和地下連續墻等方法。主要是在基坑的四周設置止水帷幕，達到阻止地下水進入到基坑中的目的。建筑工程施工中采用的高壓噴射灌漿就是起到了防滲帷幕的效果。實際施工中，止水帷幕主要分為豎向結構和水平結構兩種形式，都具有止水的效果。但由于止水帷幕會發生滲透，經常產生漏沙、漏水及倒樁的現象，甚至會使周圍的建筑物發生沉降及路面出現坍塌等情況，這些現象的產生與止水帷幕本身存在的缺點、外在因素的影響有很大關系。地下連續墻存在接縫、密集的蜂窩孔洞及鋼板樁深樁等情況也會導致滲漏的發生。另外，基坑開挖過深，水文條件不好等也會導致四周水壓變大施加到止水帷幕上，致使其變形而發生滲漏現象。

（二）降水法

降水法施工較為簡單、施工成本較低、應用非常廣泛，既能對上層潛水進行有效的處理，也能夠對上層滯水進行處理。但在應用過程中會對周圍環境帶來較大影響，而且在施工中可能會出現各種突發情況，從而影響工程進度，延誤工期。

降水法中最常用到的處理方法是井點降水法，主要有輕型井點類和深井井點類兩種。輕型井點類是當前建筑施工應用最為廣泛的一種技術，和其他排水技術相比較具有經濟安全有效的優勢，特別是在大面積基坑和水位比較淺的基坑工程中使用效果較好，使用時要注重土層滲透系統較高，要在井點管頂部使用氣密性措施提升系統真空度以及降水效果。深井井點類適用于管徑深度超出15m 同時降水深度比較大的基坑，普通水泵無法滿足工作需要時要使用特殊的深井泵來解決問題，對滲透系統比較大同時土粒比較粗、透水厚度大的基坑非常實用，在建筑工程施工中的應用也較為廣泛。

（三）排水法

排水法是降水法的一種形式，使用井點降水法時需要地下水位的土層較淺，就需要利用排水法來對上層的降水、積水和滯水進行處理。

三、基坑施工中地下水處理程序

（一）水文地質勘測

首先要確定地下水的埋藏情況，在地下水較豐富地區要進行基坑施工的全面模擬研究后再進行具體施工。施工人員要及時掌握最高地下水位的標高、流量和流向、水質、壓力、滲透系數、降水量和蒸發量，以及地層凍結深度等重要指標。一般來說，含水層結構單一，以砂卵礫石為主，透水性能和貯水條件均好的地區，要充分考慮基坑的涌水量，選用合適的降水措施。必須要確定地下水位降至施工面以下，才能保證施工的可能性和工程質量。只有充分掌握情況才能更加精準地確認工程防水標高、防護標準，從而制定更加科學有效的地下水防水方案。

（二）編制方案

如果施工方確定了基坑當中存在非常高的涌水風險后，要立即組織地質專家和基坑施工技術人員進行研究，制定比較周密的施工方案。還有做好實施地下水預報制度，施工人員要將鉆孔技術以及物探手段綜合起來，最大限度提升地下水預報的準確性，綜合使用多種先進的技術方式，如地質雷達探測以及工程地質測量技術等。

（三）確定施工程序

根據審核通過的編制方案，確定施工程序，一般包括：排水降水措施—土方開挖、鉆孔—確定開挖順序、坡度—分段分層平均下挖—修邊和清底等。施工程序確定之后，選擇適用的施工方式：①在不同地層選擇不同的鉆機類型，以保證快速成孔。②選擇優質黏土，及時檢測泥漿指標，保證孔壁穩定和鉆進工作順利完工。③在中細顆粒地層中，選用沖擊正循環配管鉆或使用回轉鉆機也能加快成孔速度。④自滲井點降水，當降水到達一定深度時，若存在有兩層及以上的含水層，且上層比下層的滲透能力小、下層水位低于降水深度時，可打通上、下含水層，上層地下水就會在水位差的作用下通過井孔自然地流到下含水層中，從而降低地下水位。

（四）施工過程中應注意的問題

基坑施工中，土層滯水、砂土層中的微承壓水、裂隙水、地面排水、雨水等處理不當，都會給邊坡支護和周圍建筑、管線帶來危害。選擇地下水的處理方式時，應對坡頂、坡面、坡腳采取降排水措施。而上下游水位的變化，也極易造成邊坡失穩。在基坑開挖過程中，監理方若發現上下游水位快速變化現象，應要求施工方及時采取措施，增加巡察班次，防止邊坡含水量過大引起滑坡。要注意做到以下幾點：①在基坑頂緣四周的合適距離設置截水溝，并防止水溝滲水，以避免地表水沖刷坑壁，影響坑壁穩定性。②加強對坑邊緣頂面土有無裂縫的觀察，注意坑壁有無松散塌落現象發生，以免影響施工安全。③坑壁邊緣要留有護道，靜荷載距坑邊緣≥0.5m，動荷載距坑邊緣≥1.0m；垂直坑壁邊緣的護道還要適當增寬；水文地質條件不好時還要設置加固措施。④自基坑開挖至基礎完成的時間不宜過長，要在確保施工質量安全的前提下抓緊時間連續施工，應盡量選擇在枯水季節施工。⑤用機械開挖基坑，挖至坑底時，應保留≥30cm 厚度的底層，在基礎澆筑施工前，用人工挖至基底高程。

（五）鉆孔技術的控制

基坑施工中的鉆孔技術是防止基坑塌方的主要手段，鉆孔技術的控制也是完善地下水深坑技術的首要任務。在具體的施工過程中，要把握成孔角度，若發現垂直度偏差過大，可以利用鉆機油缸及時進行糾偏調整。若偏差不大或套管入土不深（＜5m），可直接利用鉆機的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調節套管的垂直度，達到糾偏調整效果。如果偏小就要在旋挖鉆機就位以后，先預鉆一個深3m 左右的導孔，導孔的直徑可以順利放入套管護筒即可。

（六）基坑施工保障措施

基坑施工的各個階段也要做好對周圍環境的保護工作。根據建設場地的地質勘察報告編制地下降水方案，并要嚴格按照方案組織實施。根據基坑圍護設計施工圖編制土方開挖方案，并要經過基坑圍護設計單位審核，經評審通過后才可實施土方開挖。采取信息化手段，建立并不斷完善監測單位、基坑圍護設計單位、業主、監理單位以及專家評審組等工程建設參與各方之間的信息溝通和交流機制，促進施工更加安全高效。綜合市政管線、道路等單位的報警值，與基坑圍護設計方、市政管線道路等單位一起制定工程分階段的目標控制值，實時監測，做好施工過程的安全、質量及進度控制。

四、結語

綜上所述，基坑施工中的地下水處理需要關注的因素較多，既要使基坑保持干燥狀態，還要保證邊坡穩定，在實施施工過程中做好降水施工控制，避免降水施工對周邊環境形成破壞，維持土層的穩定性，保證施工人員的安全。施工方要根據實際情況，重視對基坑開挖過程中地下水水位的控制和邊坡土體穩定工作，做好地下水處理施工程序，重視降低地下水位的方式和速度，避免出現地下水水位的急升急降，確保工程的工期、質量和安全。施工人員在具體施工時，要按照事先制定的施工方案進行施工作業，同時在施工現場要能夠根據施工環境和條件的變化對方案進行實時調整■