地下水对深基坑的影响及合理控制

卢洪雷

摘要：深基坑在开挖的过程中一个非常重要的前提条件就是基坑干槽施工，这样才能形成良好的施工条件。但是很多工程项目都存在地下水现象，如果地下水得不到有效的处理与控制，不仅会直接影响到深基坑工程的展开，还会让整个项目受到影响。因此，深基坑作业时很有必要对于地下水做有效处理，要结合项目现场的实际情况和地下水的存在状况，有针对性的采取相应措施，给深基坑作业提供良好的实施环境。

关键词：地下水;深基坑;影响;合理;控制

1地下水对深基坑的不良影响

在粉细砂层或粉土场地，地基土在地下水动水压力作用下，基底往往会发生翻泡、冒水、土体颗粒上浮等现象，称为“砂沸”，由于“砂沸”发生的面积一般较大，影响深度也较深，故一但发生整个地基就会受到扰动，原始结构遭到破坏，影响地基强度。

当渗流水在基坑坡面溢出时，土体颗粒在动水压力和自重下滑力的双重作用下，先将坡脚附近土粒浮起，使其失去支撑，然后迅速发展到土体流动或坑壁塌滑，称之为“流土”，这种现象往往是突发性的，对地基的破坏十分严重。如某建筑物建在河流冲击的粉砂、细砂层上，基坑开挖中采用深沟降水，当挖深到设计标高时，由于局部排水段失效，地下水从坡面逸流，使该段坑壁发生流砂，继而塌滑。使工期延误，损失惨重。

如果基坑下部积累了承压水，开挖基坑机会很大程度减少含水层上透明水层的水量，这种状况下，当透明水层继续减少时，承压水水头的压力会进一步增加，增加到一定程度后会顶裂甚至击穿基坑底板，突涌现象随之产生。底板产生的裂缝会造成地基整体性破坏，随着土体逐渐被带出，下层会逐渐被掏空，直接影响到卧层的整体强度。

当渗透水流具备一定水力梯度后随之产生的动水压力会增大，在这种压力的冲刷下可以将很多细小颗粒及岩土带走，孔隙进一步增大，严重情况下甚至会产生洞穴，这会直接造成土体的松动，让地表裂缝逐渐形成，甚至会造成地表的塌陷，极大程度影响了工程质量。

1.2深基坑抗渗流稳定性问题

在基坑工程中，由于基坑开挖预降水，基坑侧壁内外常形成一定的水头差，一般容易发生流土破坏，基坑工程设计中通常采用设置基坑止水帷幕，通過设置一定深度止水帷幕，达到满足抗流土破坏的目的。

在基坑工程中，管道现象有时也会发生。例如，基坑的止水帷幕漏水，甚至整个止水帷幕都失效。然后，基坑外的地下水通过水封帷幕的孔隙泄漏，水流带动基坑周围的细颗粒进入基坑，挖空周围土体，引起基坑周围地表的大面积沉降和基坑周围房屋的开裂。针对不同的水文地质条件，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进入相对隔水层分为悬挂式止水帷幕和封闭式止水帷幕。

1.3深基坑抗突涌稳定性问题

在基坑开挖深度存在承压含水层时，由于承压水头往往比基坑开挖土体的开挖面高，当开挖深度中土体自重不足以平衡承压水头的压力时，基坑内承压水含水层将在基坑底板的土下在水头向上的压力下冲破，造成突然的破坏，同时还会发生喷水和砂涌的现象。

2地下水位控制的有效方法

2.1采取降水的处理模式

降水措施有井点降水和明排两种。井点降水最常用的方法是使用带有滤管的工具将其放置在基坑周围的土壤中，并利用抽水方法抽出地下水而不影响土壤颗粒结构，从而达到脱水效果。该方法具有一定的稳定性，实施条件和设备相对简单，在实际工程中得到了广泛的应用。排水明渠是重力降水的一种方法。这种排水方式通常是开挖基坑周围的开沟，并在一定距离内设置集水井，使地下水在重力的作用下逐渐排出。这种方法施工相对简单，但容易产生坑底软化问题。

2.2采取截水的处理模式

深基坑作业时还会设置截水帷幕，这也是一种排水的常用方法。在开挖基坑前可以相应在基坑周围设置水围护壁，达到排出地下水的效果。截水帷幕有多种形态，不同的工程类型可以有针对性进行选择。当截水一段时间后，基坑内部水压会逐渐增大，这时可以考虑在基坑内设置井点来降水。这不仅有助于保护施工环境，能够让施工作业条件得到维护，也可以起到很好的稳固基底的效果。

2.3采取回灌的处理模式

在进行地下水的处理时并不是一味的进行水量排出。水量不断降低会对于周围建筑物产生影响，最直接的效果就是使周围建筑体地下水快速流失。当出现这种情况时应采取相应的回灌措施，不能让坑外水位的降低过多过快，要灵活处理。一旦水位降低过多时需及时进行回灌处理，让地下水位的变化在合理的范围内。

3基础工程施工常见问题与控制策略

3.1基坑降水设计

基坑降水设计应根据现场实际水文地质条件进行设计计算，根据需要进行降水深度，保证基坑周围环境变形在允许范围内。对于一些具有复杂基坑周围环境的大型工程，可以利用地下水三维数值模拟建立水文地质数值模型，进行设计计算。地下水可以联合使用，必要时再注水系统使基坑周围的变形在允许范围内，从而保证基坑周围环境的安全。

3.2设置回灌井点

在地下水处理中，易使周围地面沉降，产生一定的负面影响。因此，应对这种情况进行灵活的处理。首先，可以在工程基坑和待保护建筑物之间设置相应的补给井点，这是保持建筑物合理地下水位的方法。这可以很大程度上避免周围建筑物的地下水流失，并且可以将地下水水位保持在一个适当的范围内，以保持土壤压力平衡，避免由于地基重力的迅速增加而产生的沉降效应。

3.3降低水流速度

在进行深基坑排水操作时如果水流降低速度过快，这并不是合理的操作方式。因此，对于这种状况也要做相应处理。让降水速度减缓有一些不同的操作方法，首先可以就设备做调整，比如将离心泵阀调低，让抽水速度放缓，这时最直接的操作。如果是一些较为复杂的工程现场，还可以在需要保护的建筑物的一侧增大排水井的距离，需要的时候甚至可以停止排水操作，这可以立刻减缓水流速度，待其回到正常范围内再继续操作。

3.4防止土粒带出

在深基坑地下水排出的过程中，使用最为普遍的工具为井管虑管，尤其是其中的滤层，是人工降水操作中非常重要的媒介。高质量的虑管及配备的滤层可以很好的组织土粒被带出，这是深基坑排水时一定要保障的要点。

4结语

本文结合相关工程规范，在深基坑工程中的设计施工中，必须对水的问题有一个清晰的认识，才能确保基坑工程本身及周边建筑物的安全。

参考文献：

[1]仝广霞.建筑工程中的深基坑支护施工关键技术分析[J].建材与装饰，2018（43）.

（作者单位：北京市地质工程公司）