基坑支护与降水设计在工程中的应用分析

陈帅强，郑亚娣，刘阳

（信息产业部电子综合勘察研究院 陕西 西安 710054）

0 引言

基坑支护与降水设计是基坑工程中极为重要的设计，通过基坑支护设计可以有效保证工程中的地下结构稳定性以及基坑周边的环境安全，在基坑开挖的过程中能够有效对基坑侧壁以及周围环境采取科学且合理的支护、加固，采取必要的保护措施，从而全面提升整体工程的安全级别。同时降水设计也是在基坑开挖过程中所需要应用到的一项工程设计，主要指的是在地下水位高于基坑开挖底面的情况下，由于地下水会不断涌入坑内，所以为了保证地下工程能够在干燥的条件下施工，并且防止基坑出现边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌以及地基承载力下降等方面问题发生而做的必要降水工作，通过以上两项措施，可以有效保证基坑工程在施工阶段的安全性，确保整体工程井然有序的开展。

1 工程概述

在施工的过程中，共计分为两个部分，即地上工程和地下工程，例如遇到地层上部为人工填土、粉土以及细砂层，厚度大约为4~7m，地层的下部为密实程度不同的砂石层，再其下为强风化至中风化的岩层，地下水位在基坑底面以上，若随意进行开挖必然引起基坑坍塌。所以为了保证基坑施工井然有序的开展，并且确保整体工程在施工阶段的安全性，必须要采取基坑支护以及降水设计，以此确保整体工程在施工阶段能够更加安全的完成。

2 基坑支护在工程当中应用的特点分析

2.1 复杂性

针对于基坑支护工程来说，其在工程当中属于一项临时工程，所以对于基坑支护当中所涉及的安全储备可以相对小一些，在实际当中其与地区性关联较大，不同地区的地质条件以及特点都是各不相同的，所以在实际应用的过程当中需要综合考量工程的地质条件问题，所以从本质上来说，基坑支护工程当中集合了岩土工程、结构工程以及施工技术等多方面学科的交叉应用，属于一项多种复杂因素相互影响的工程类型。

2.2 造价高

造价高也是基坑支护工程的一个重要特点，主要是由于开工的数量比较多，也是各个工程需要重点完成的工程类别，在工程当中所涉及到的工程技术较为复杂并且涉及到的范围广泛，同时也会由于地质环境因素的不同而产生相应的变化。一旦处理不当便有可能造成施工安全事故，所以就决定了基坑支护工程难度大的问题，需要对多种施工技术进行综合应用，因此基坑支护相对来说造价较高。

2.3 质量要求高

在基坑工程当中，城市的主要高层以及超高建筑大多集中在建筑密度较大以及人口密集、交通拥挤的狭小场地当中，这便导致了基坑工程施工的条件很差，同时在工程的附近经常会存在保护难度比较大的永久性建筑以及市政公用设施，所以，在施工的过程当中不能简单采用放坡开挖的方式，这对基坑的稳定性以及位移控制要求都是比较严格的，一旦基坑支护设计不善，就有可能造成非常严重的不良的后果。

3 基坑支护的要点

在工程当中开展基坑支护设计需要对承载力极限状态下拥有足够的安全系数，从而防止围护结构产生支护失稳的问题，并且有效控制位移量，防止工程在施工过程当中对于周边的建筑物安全造成影响。所以要科学开展基坑支护设计，着力保证支护结构的稳定性，防止基坑产生变形，并且根据周边的环境条件将基坑的变形程度控制在一定的范围之内。在通常情况之下，对于支护结构的位移控制以水平位移为主，主要原因是由于水平位移较为直观并且容易进行监测。在实际设计的过程当中，需要进行基坑安全等级的划分，若针对于基坑周围拥有需要重点保护的建筑物，要做到尽可能控制变形的限值，而这也是一级基坑对于位移控制的要求，针对于工程周围较为空旷并且无建筑物需要保护的施工情况，则对于位移的控制量要求相对宽松一些，通常只需要保证基坑的稳定性便可以，而这也是三级基坑对于位移控制的要求。在实际当中，一级基坑对位移控制的要求较为严格，在通常情况下需要小于30mm，针对于深度较大的基坑，需要控制位移量小于0.3%H。此外，即便是工程对于水平位移要求较为宽松，也需要将水平位移控制在50mm 以下[1]。从基坑位移控制的效果上来看，位移量在30mm 以下则地面不会出现明显裂缝，位移量在30mm~50mm 之间则工程会产生可见的地面裂缝，所以对于基坑的位移控制通常需要在50mm 以下，以此充分保证整体工程施工的安全。

4 基坑降水设计在工程中的应用

针对于基坑降水设计来说，为了充分保障基坑降水设计的安全性，并且确保整体工程井然有序的开展，还需要充分考量到以下因素：

第一，场地条件：基坑降水设计会受到场地条件的制约，其主要包含工程周围已有建筑物的高度分布以及结构，同时周围建筑物与基坑之间的距离也会对基坑降水设计的方案造成一定影响，此外还需要重点关注工程周围的地下设施，例如：排水管道、光缆电缆等方面。

第二，地质情况：在开展基坑降水设计的过程中需要充分调查地质情况，即做到充分掌握基础分层地质柱状图以及地质剖面图，明确各层岩土所拥有的物理力学性质，了解地下水的类型以及埋藏情况，并且也需要充分掌握施工现场的水文地质情况以及水质分析结果，知晓土层的渗透性，由于土层的不同深度以及不同方位的渗透系数都是各不相同的，所以渗透系数计算结果的真实性会对于降水设计方案的质量造成一定影响[2]。在通常情况下，由勘察人员所提供的勘察报告中数据大多是在室内所完成的测试数据，有可能会产生一定的误差性，所以设计人员在开展降水设计方案的过程中只能对该数据进行参考，实际开展降水设计的过程中往往需要深入到工程现场进行抽水试验，从而确定基坑降水设计的方案。

第三，施工场地地下水情况：基坑降水设计的过程中也需要充分考虑到施工现场的地下水情况，在通常情况下一般分为两种，潜水以及承压水，其中的潜水通常被储存在地表与第一层不透水层之间，属于无压力重力水，从工程实践的过程当中可以知晓，潜水多数来源于大气降水以及地下埋设的下水管道破裂所产生的漏水[3]。而承压水则处在两个透水层之间的含水层中，如果出现水充满此含水层的现象，则代表水具有压力。所以在开展基坑降水设计的过程中要查找相关水文资料，理清施工现场各处透水层以及不透水层向下延伸度以及厚度的分布情况查明地下水补给源的方位、距离以及透水层之间的相互联系情况，只有充分处理潜水以及承压水才能保证降水设计方案的效果。

5 结语

综上所述，基坑支护与降水设计在基坑工程中是极为重要的，选择适宜的基坑支护方案，采用合理的降水设计，对整个工程的施工安全及进度有着非常重要的影响。科学而合理的进行基坑支护与降水设计工作，可以全方位保障基坑工程及周边建（构） 筑物的使用安全，为地下工程施工创造良好的施工条件，使各个施工阶段能够安全有序的完成施工，从而达到高质量竣工的目标。