对基坑施工中的地下水处理及工程应用的探讨

2020-11-29吴超江西省水利规划设计研究院

珠江水运 2020年12期

吴超江西省水利规划设计研究院

1.基坑施工中地下水的危害

1.1 地下水问题导致软土基坑的沉降

目前建筑工程中软土基坑的沉降问题，主要由坑底隆起、基坑过大、两侧压力差三个因素引起。由于坑底隆起主要会引起基础周围土体的侧向移动，从而引起软土基坑的沉降。如果建筑工程中的基坑过大，那么很容易引起支撑结构的变形，促使基坑变形产生沉降问题。此外，由于建筑工程软土基坑两侧的压强较弱，则会引起围护结构的水平位移，进而引发建筑工程软土基坑的沉降问题。其次是受地下水影响，基坑内部塑性材料变形会增大，从而加剧基坑沉降危害的发生；同时，由于地下水的影响，也会导致建筑物基坑底部软粘土地基的自然强度受到破坏，使其更容易发生地基沉降。为减少基坑沉降问题的发生，针对建筑工程基坑含有地下水的情况，施工人员可以在基坑外围挖出排水管道，促使坑内卸载应力下降。

1.2 地下水造成基坑形变

建筑物基坑施工过程中，由于地下水环境的影响，极易引起软土基坑变形。通过实际调查，发现目前的工程设计计算依据，一般是根据场地勘察资料总结而成，但是一旦工程场地受地下水环境变化影响，则会导致场地勘察数据不准确，不但在基坑施工过程中容易出现错误，而且还会导致将危害和隐患潜伏在软土基坑的施工环节中，造成基坑变形。为了有效地避免由于地下水引起的基坑变形，施工人员必须采取相应措施，以减少或避免对地下水的侵害。

2.基坑施工中地下水的处理措施

2.1 比水法技术

现行建筑工程基坑施工中，对地下水的比水法处理方法分为沉井法和地下连续墙法等多种，其主要措施是在基坑周围设置比水幕，使地下水能进入基坑内。但建筑工程基坑施工中所采用的高压喷射注浆技术，主要起到了防渗帷幕的作用。但是，在设置水幕时，为了防止水幕渗漏，会产生漏沙、漏水、倒桩等问题，因此施工人员需要结合基地实际情况，设置同样结构的水幕。同时，为了防止建筑工程结构发生沉降或基面塌陷，设置比水帷幕时，必须严格按规范要求进行。此外，建筑工程中基坑埋深过大，或水文条件差等因素，都会导致水帷幕承受水压力的能力下降，长期来看，会造成水帘幕的表现，进而产生渗漏。上述通过对比水法技术进行详细分析，虽然比水法技术科处理地下水的效果更好，但施工难度更大，而且施工费用也比较大，这样不但会影响施工进度，而且会造成一定的经济损失。

2.2 井点降水法技术

井点降水法技术主要是在基坑周围设置适当的渗水井点管，配置相对数量的抽水设备，使基坑内的地下水深度减小，使其达到合格的标准深度。根据于井点降水工艺技术的不同，可分为轻井点、喷射井点和电渗井点三种类型，但对于不同的井点，其要求、环境等各不相同。但是，井点降水技术通过滤水管抽干地下水，可以有效地防止流沙现象。此外，建筑工程施工中的基坑井点降水技术，可以应用于不同结构类型的基础施工，而且操作技术简单，适应性强等诸多优点。同时，在解决地下水问题时，采用井点降水技术，也有利于后期的机械化施工，既能有效地提高基坑在施工过程中的稳定性，又能提高整个工程的质量。

2.3 排水法技术

对于基坑排水法对地下水的处理方法，实际上与井点降水法的技术方法类型类似，还具有施工简便、适应性强等诸多优点。而用排水法处理建筑工程中基坑地下水，主要是处理土层较浅的地下水，如土层上部的降水、积水、滞水等。

3.基坑降水技术的选择

在治理地下水的过程中，施工人员需要对基坑内部地下水量、水位、坑壁厚度等实际情况全面掌握，再结合实际施工需要，选择更为高效、合理的降水技术，从而减少管涌、流沙等不良现象，进而有效保证施工的整体质量，提高整体施工效率。以综合井点类为主体降水工艺，能够适应复杂多变的施工环境，完成降水指标。同时，在保证施工进度的前提下，可降低工程造价，保证工程质量。下文将就此进行重点介绍。

4.井点降水法的具体分类

4.1 井点降水法中的轻型井点类型

4.1.1 轻型井点工作原理

轻井点施工能有效地减少材料的使用，减少了工作人员的工作量，而且还具有一定的安全性，因此广泛地应用于基坑地下水处理中。但是由于建筑工程中基坑的施工结构、环境要求、现场客观要求等各不相同，因此轻井点可分为单行、双行和环行三种不同的形式，因此为了保证轻井点施工要求达到最佳效果，因此施工人员必须结合实际选择合适的轻井点型式。

4.1.2 轻型井点施工步骤

在轻井点施工前，施工人员要根据施工现场的实际情况进行勘察，确认符合施工标准后再进行放线定位。接着完成总管铺设，再进行冲孔步骤。选择砂砾过滤材料填砂，用粘土封堵上部，接通井点管。下一步是安装泵站，待泵站安全完成后，需要连接总管。当总管接通后，下一步就是安装集水箱和排水管，再打开真空泵和离心泵抽水装置。此外，在轻井点施工过程中，施工人员还需要不定期地对地下水位的变化进行测量，以保证轻井点在建筑工程中基坑施工顺利进行。

4.1.3 轻型井点施工注意事项

地下水位下降，会引起土壤的固结，使其易引起地面沉降，同时也会给周边建筑带来不良的影响因素。故在轻井点施工时，可采用回灌措施，以避免周围建筑物产生过大的沉降影响。这类回灌井点措施主要是在基坑抽水半径范围内打钻一排孔洞，促使在降水时向孔洞内灌水，既有效地防止了土体的固结，又保证了地下水位不变，从而防止了地面或周围建筑物的沉降。但是，在实施回灌井点法之前，必须掌握钻孔中的水位情况，并作详细记录，以保证回灌井点法的实用性。

4.2 深井井点

建设工程基坑施工中，深井井点降水法施工步骤是先要做好井点的测量和定位工作，然后进行开挖井口，并将护筒放置于挖井过程中。第二步是将机械设备运至最初指定的区域，然后用井筒进行钻孔作业。再装上一台泵，再安装一个抽水控制电路，等抽水控制回路安装完毕，即可进行抽水工序。此外，在地下水处理完毕后，建设者必须拔掉井管，封好井，以防止地下水位上升引起渗漏，从而对建设工程周围的环境和建筑物造成破坏。

4.3 管井井点

4.3.1 管井井点降水法工作原理

根据管井井点降水法的工作原理，主要采用成井方法处理地下水，但在成井前，首先要在施工区域周围布置一圈管井，确保每个管井配有一个抽水机或离心泵，抽取地下水，这样不仅有利于后期施工，而且能取得多种轻井点降水方式的效果。因此，管井井点降水法具有排出量大，抽采效果好，施工井点少，操作简单，改善作业条件，提高效益，缩短工期等诸多优点

4.3.2 管井井点降水法施工步骤

管井点施工时，首先要在基坑开挖之前，施工人员要将一定数量的滤水井管或管井埋入基坑四周，然后再与总管连接，安装抽水设备，确保地下水位达到基坑底部要求范围内。

4.3.3 管井井点降水法施工注意事项

建筑工程基坑施工中，为了防止管井渗水问题的发生，采用管井点降水法处理地下水时，必须保证管井的桩孔直径大于管井外径。此外，为了防止管井井壁的破坏和损伤，下井时必须找到支撑结构，以达到固结目的。