工业与民用建筑工程基坑施工中地下水的处理

韩凯夫

摘要：基坑施工中的地下水进行有效地防治，不仅可以保证施工工程的高效率，也可以保证施工过程中的安全性。有利于基坑的开挖深度以及基坑挖掘过后不会因降水的渗入造成一系列的破坏。因此在工业与民用建筑工程的基坑施工中，有关地下水的处理问题一定要引起相关的重视，保证深基坑施工的高质量、高品质以及高速度，确保整个施工过程的安全稳妥。

关键词：深基坑 地下水 措施

地下水是地质环境的重要组成部分，且最为活跃。在许多情况下地质环境的变化是有地下水引起的，因此地下水是影响地质工程稳定性的重要条件。地质体内的地下水可以由于开挖而涌出或突出；也可以由于人类活动而向地质体内充水，增加湿度，提高地下水水位。同时地基土中的水能降低土的承载能力，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；一些地下水还腐蚀建筑材料，这些都可以引起地质灾害。因此在地质工程设计或地质灾害防治设计中都必需慎重地考虑地下水这个因素。

1.基坑施工中地下水的影响

由于地质结构的不同，地下水分为两层，上层为粘性土中存在的潜水以及上层滞水，下层为砂性土以及砂卵石层中的承压水。由于这两种水层的成分不同，因此造成的危害也不相同。随着基坑施工的深入，所受地下水的威胁也大。因此所受地下水的危害与程度是与其基坑开挖的深度成正比的，一般基层较浅的基坑开挖过程中涌出的地下水，一般都为上层的潜水或者是滞水，滞水含积得砂层十分有可能引起周围地面的沉降，对未施工完成的建筑物以及周围的地质结构造成一定程度上的危害。而当基坑施工挖至10-13m深时，下层的砂层水便会上涌，如果不采取相应措施，进行疏导，则会造成基坑周围的大面积坍塌。

2.工程实例

某国道工程，基础采用钻孔灌注桩，桩径1.0m，单桩承载力设计值1600KN，桩端嵌入中风化岩层深度不小于1.7m，设计桩长20m，桩总数8根。现场地层自上而下依次为：①杂填土；②粉质粘土；③残积砂（砾）质粘性土，上部多为粘性土，粘性较强；下部多为粉砂，遇水易软化，轻振即液化，水量丰富；④强风化花岗岩，中粗粒及碎块结构，裂隙发育，涌水量较大；⑤中风化花岗岩；⑥微风化花岗岩。根据地质资料得知，拟建场地水文地质条件较为单一，场地地下水属第四系孔隙潜水，主要补给源为大气降水，地下水受季节性影响较大。场内地下水位在1.2-1.73m之间，水位很高，其含水层主要为第3层碎石层，第2、4层为弱透水层，其渗透系数为（0.72～45.52）*10-6cm/s，第5层为隔水层。工程采用大口径深井降水，沿拟建桥台周围设4眼降水井，深水电泵进行抽水，设置沉降观测点。降水井径大于1000mm，孔深15.0m，护壁套管直径为1000mm，套管外面包2层尼龙网布；套管外四周用粒径为0.5～2.0cm的砾石料填充，作为滤水层，滤层应填至原地下水位线，其上部用粘土回填，并捣实。工程严格按照降水井施工规范要求埋设管井，采用泥浆护壁钻孔法成孔。井孔钻孔后进行清孔，随后安装井管。

3.坑基地下水处理的方法分析

地下水的处理方法多种多样，根据降水方式的不同进行划分，可以分为止水法与排水法两大类。止水法与排水法下面又同时存在着不同的处理方式，止水法主要是通过在坑基周围建立止水帷幕来实现止水的，排水法主要是通过实现坑基内地表水与地下水之间的引流的原理实现排水的。与止水法相比，排水法对坑基地下水的处理成本更低，施工更简单。在进行坑基地下水处理过程中尤其以排水法中的井点降水法应用最为广泛，本文主要以井点降水法为介绍对象在文中展开论述。所谓井点降水法主要通过在坑基周围埋设足够的渗水井点管，并通过地面与之相配套的抽水管路系统，对坑基内的地下水进行抽取，当坑基周围的地下水位达到坑基以下时，降水工作便顺利完成。当坑基处于不同的几何形状时多采用井点法降水，这种降水方法具有稳定坑基边缘的作用能够有效避免流砂对坑基施工造成的影响。在坑基挖掘过程中要根据坑基的具体情况并结合周围的土层、水文等多种因素加以分析，采用科学的降水方法，保障施工机械在干燥的土方内进行施工，坑基干燥是进行机械化施工、保障施工顺利进行、保障施工安全与施工质量的关键所在。由此， 井点降水法已成为目前在含水透水位土层实施的一种行之有效的方法。现阶段工民建筑坑基施工中常用的井点降水法主要有轻型井点降水法和深井井点降水法两种。井点降水法因施工工艺简单，施工成本低，降水效果好等优势而被广泛的应用到坑基的地下水处理中。

4.基坑工程中防治地下水的措施

水文地质勘测。要详尽了解最高地下水位的标高、水质、流量、流向、渗透系数、压力、降水量、蒸发量及地层冻结深度等技术指标，这是合理确定工程防水标高、防护要求与地下水防止措施的前提与保证。防水设计。采用合理结构形式：应根据防护要求、使用功能结合工程地质和水文地质条件等因素综合确定，能短的不长、能整的不散，避免结构突变（或断面突变），尽量使结构选型规则、整齐，借以提升结构的整体刚度。降排水系统设计。在基坑周围设置排水沟及集水井，用抽水设备不断将基坑中的渗水排除，疏干开挖土方及基础施工的作业面，随排随挖，并结合人工降水，即强制降低施工面地下水位，常用的降水方法有喷射井点降水、轻型井点降水、电渗井点降水，具体方法，要结合工程实际，根据含水层特性确定。抗浮设计。主体工程采用天然地基时，单层地下室或裙房地下室可采用加大恒载抗浮。如，国家体育馆在建设时，由于地基位置较深，且地下水位较高，地下水对场馆产生较大浮力。经过专家组反复研究，最终选用近10万吨旧钢渣回填。

5.结束语

通常状况下，当符合以上条件的情况下方可进行工业与民用建筑工程的坑基挖掘：在进行坑基挖掘的过程中要保障要保持坑基的干燥性，良好的施工环境是保障坑基顺利挖掘的前提；挖掘的过程中要时刻保证坑基的边缘土层处于稳定状态，这样才能保障挖掘工人的施工安全。这两项施工前提条件即保障了安全施工又有利于顺利施工。但施工过程中往往因为施工过程中对坑基中的地下水处理问题不到位而引发多种问题。为此在工业与民用建筑工程坑基施工过程中必须对坑基中的地下水进行正确的处理。