基坑降水方法浅析论文

基坑降水方法浅析
摘要：在施工中基坑工程事故常有发生，大部分基坑事故都与地下水有关，所以要选择合适的降水方法。

本为在浅析基坑降水方法的基础上，总结分析了基坑降水的缺陷及防护措施、基坑降水须考虑的因素，以减少基坑工程施工中的事故。

关键词：基坑、降水、建筑物、沉降
abstract: during the construction of foundation pit engineering accident happens quite often, and most of the foundation pit accident all relevant and groundwater, so to select the right precipitation method. the authors tells foundation pit on the basis of precipitation method, summarizes and analyzes the defects of foundation pit dewatering and protective measures, the factors must be taken into consideration of foundation pit dewatering, to reduce the foundation pit engineering construction of the accident.
keywords: foundation pit, precipitation, buildings, settlement
中图分类号：tv551.4 文献标识码：a 文章编号：
随着城市市政工程建设的发展，地下空间已在世界各大中城市得到广泛的开发应用，同时，地下工程建设的数量和规模也在迅速增长，由此产生了大量的深基坑工程，如高层建筑物基坑、大型管道的深沟槽、地铁工程中的车站深基坑等[1]。

特别是90年代以来，
地下空间开发利用的规模、深度和广度日益加强，使基坑工程向大面积、大深度的方向发展。

因此基坑工程成为当前土木工程、水利工程及市政工程中倍受关注的热点，也是技术复杂、综合性强的难点。

基坑降水工程不可避免的引起基坑周围土层中地下水位和应力场的改变，这必然导致基坑周围地面沉降、倾斜和支护结构的变形，从而影响相邻建筑物和市政管线的正常使用，甚至破坏。

这是基坑工程环境效应的主要表现方面。

同时，这些因素又对基坑稳定性产生不利影响。

基坑工程环境效应与基坑稳定性又是互相联系的，基坑支护结构过大的变形和破坏、边坡的失稳，常常会引起基坑周围环境条件的显著变化。

从某中意义上说，保护周围建筑物、管线的安全比维护基坑的稳定更为重要。

因为在基坑开挖过程中，基坑降水措施不当，导致涌砂，引起地面下沉，马路、房屋开裂，并导致煤气主要管道被折断而引起煤气大泄露，造成严重的后果的事故举不胜举。

1 基坑降水的基本方法
在实际基坑工程中，对地下水的降低一般可以从两个方面来进行[2]。

一是降低地下水位；二是堵截地下水。

1.1 降低地下水位
降低地下水位，常采用的方法有明沟排水和井点降水。

1）明沟排水：在基坑内(或外)设置排水沟，集水井(或坑)，用抽水设备把地下水从集水井(或坑)中不断抽走，从而保证基坑的干
燥。

此法施工简便，设备简单，成本底，所以得到广泛的应用。

该法使用于不易产生流砂、流土、潜蚀、淘空、塌陷等现象的粘性土、砂土类的土层，并且地下水位一般不超过基坑底面2米。

明沟排水主要用于排除地下潜水、施工用水和大气降水，往往作为其他降水方法的辅助措施。

2）井点降水：是在拟建工程的基坑周围埋设能渗水的井点管，配置一定的抽水设备，不间断的把地下水抽走，使基坑范围内的地下水降至设计深度。

井点降水适应于具有不同几何形状的的基坑，有利于机械化施工，是一种行之有效的办法并得到广泛应用。

井点降水方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、辐射井点等，其中轻型井点、管井井点为常用井点降水方法。

轻型井点：沿基坑四周每隔一定间距（一般0.8-2.4米）布设井点管，井点管底部设置滤水管插入透水层，上部接软管与集水总管进行连接，集水总管为φ150钢管，周身设置与井点管间距相同的φ40吸水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，从而达到降低基坑四周地下水位的效果。

该方法降低地下水位深度一般在3.0-6.0m之间，若要求降水深度大于6.0m，理论上可采用多级井点系统，但要求基坑四周外围有足够的空间，以便于挖槽或放坡，因此对于施工场地受限的支护工程一般不适合采用。

管井井点：管井井点由滤水管、吸水管和抽水设备组成，适用于渗透系数大的砂砾层，地下水丰富的地层，以及轻型井点不易解决的场合。

每口管井出水流量可达到50-100m3/h，土的渗透系数在
20-200m/d范围内。

这种方法一般用于潜水层降水。

1.2 安全堵截降水
堵截降水是安全降水的唯一有效方法，但是其施工方法复杂，且费用高。

常用的堵截措施有：钢板桩、地下连续墙、防渗垂直帷幕等[3]。

1）钢板桩
在挖方工程开始前，把钢板桩打入地下，利用其锁扣的阻水作用，能就地有效的堵截地下水，而且能够对边坡起支撑护坡的作用。

为了充分发挥钢板桩的阻水作用，需将其打入基坑下部的隔水层中，并将它们连接为一体。

这种方法主要适用于淤泥质砂和粘土质砂等地层，但由于其投资费用高、施工噪音大等，应用不多。

2）地下连续墙
近年来，在深基坑施工中，常采用地下连续墙施工法。

连续墙为钢筋混凝土结构，有一定的入土深度，它既可以承受较大的侧土压力，也能防止地下水入侵。

对于软弱、渗透性比较小的土层，地下连续墙的止水效果很好。

3）防渗垂直帷幕
防渗垂直帷幕也称防水帷幕，是在基坑周围采用高压喷射注浆，压力注浆或渗透注浆和深层搅拌等技术，在地下形成一道连续的墙幕，既可以起到很好的防渗阻水效果，又能很好的对边坡起到支撑作。

该方法适用范围广泛，目前在国内得到广泛应用。

2 基坑降水的缺陷及防护措施
基坑工程中对场区地下水处理采用降低地下水位法较堵截降水法的最大缺陷是会引起邻近建筑物的不均匀沉降。

由于每个井点周围的水位降低是呈漏斗状分布，整个基坑周围的水位降落必然是近大远小呈曲面分布。

水位降低一方面减小了土中地下水对地上建筑物的浮托力，使软弱土层受压缩而沉降；另一方面空隙水从土中排出，土体固结变形，本身就是压缩沉降过程。

地面沉降量与地下水位降落量是对应的，地下水位降落的曲面分布必然引起邻近建筑物的不均匀沉降[4]。

当不均匀沉降达到一定程度时，邻近建筑物就会裂缝、倾斜甚至于倒塌。

因此配合基坑边坡支护进行降水设计和施工，必须高度重视降水对邻近建筑物的影响，把不均匀沉降限制在允许的范围内，以确保基坑及周围建筑物的安全。

为此，可以从以下几方面减少不均匀沉降[5]。

1）由于基坑周围的水位降落曲线随降水要求、降水方法和具体方案的不同而差别较大，因此不要提出过高的降水深度，在满足基本降水要求的前提下，对各种降水方法应分析和比较，筛选最佳的降水方案。

2）在降水井点与重要建筑物之间设置回灌井、回灌沟，降水的同时降水回灌其中，使靠近基坑的建筑物一侧地下水位降落大大减小，从而控制地面沉降。

3）减缓降水速度，使建筑物沉降均匀。

在邻近建筑物一侧将井
点间距加大以及调小抽水设备的阀门等，减小出水量以达到降水速度减缓的目的。

4）提高降水工程施工质量，严格控制出水的含砂土量，以防止地下砂土流失掏空，导致地面建筑物开裂。

5）布设观测井和沉降、位移、倾斜等观测点，进行定时观察、记录、分析，随时掌握水位降低和基坑周围建筑物变化动态。

同时，还要了解抽水量和含砂量。

做到心中有数，发现问题及时采取措施，预防事故发生。

3 基坑降水须考虑的因素
在采取上述处理方法对基坑进行降水处理时，对选择的降水方法还应该考虑以下因素：
1）场地条件及建（构）筑物设计施工资料
场地条件制约着降水方案的制定，它主要包括场地四周已有建筑物的高度、分布、结构和离拟建工程的距离；地基四周的地下设施（包括给排水管道、光纤电缆、供气管道等）；向外抽水排水通道以及供电情况等。

有关设计施工资料包括基坑开挖尺寸和分布；地下建（构）筑物施工的有关要求等。

这些条件决定了所采用降水方法和具体的设计施工方案，也决定了具体保证周边建筑物和地下设施安全的实施措施。

2）地质情况
了解地基土分层地质柱状图及地质剖面图，各层岩土的物理力学性质，地下水类型及埋藏情况，水文地址情况，水质分析结果，
特别是土层的渗透性。

土的渗透系数取决土的形成条件、颗粒级配、胶体颗粒含量和土的结构等因素，因此场区土层的不同深度和不同方位的渗透系数是不同的。

渗透系数计算结果的真实性，势必直接影响降水方案的选择。

3）场地地下水情况
地下水分潜水和承压水两种。

潜水储存于地表与第一层不透水层之间，是无压力重力水，可向四周渗透。

从工程实践来看，潜水大多来源于大气降水和地下埋设的上下水管道破裂漏水，主要积存于地表下杂填土和老建筑物被冲刷掏空的地基中。

承压水储存于两个不透水层之间含水层中，若水充满此含水层，则水具有压力。

所以，要根据地质和水文资料，搞清楚场区各处透水层和不透水层向下沿深度的分布厚度和变化情况；掌握场区各处承压静止水位埋深和他们的年变化幅度及水位标高；查明场地地下水补给源的方位、距离和透水层的联系情况；搞清楚地下水层是否与江、河、湖、海等无限水源连通；不论潜水或承压水若与无限水源连通，都会造成降水困难甚至于降水无效。

综上所述，在基坑工程降水存在许多缺陷如会引起邻近建筑物的不均匀沉降，施工时要采取措施防止不均匀沉降；根据场地条件、建筑物设计施工资料、地质情况及场地地下水情况选择合适的降水方法，以减少基坑工程施工中的事故。

参考文献
[1] 龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册[m].北京:中国
建筑工业出版社，1998.
[2] 高大钊，陈忠汉，程丽萍.深基坑工程[m].北京:机械工业出版社，1999.
[3] 余志成，施文华.深基坑支护设计与施工[m].北京:中国建筑工业出版社，2000.
[4] 杨育文，袁建新.坑工程支护选型多样性探讨[j].岩土力学，1999(3):69～73.
[5] 秦四清.深基坑工程优化设计[m].北京:地震出版社，1998.9,14～24.
作者简介：
1.赵延涛，1983年生，男，汉族，山东济南人，本科，主要从事市政工程施工等方面的工作。

2.宋秀群，1983年生，男，汉族，山东烟台人，硕士研究生，主要从事岩土工程勘察、设计等方面的工作。