高層建筑基坑施工地下水回收利用探討

張成興

(許昌學(xué)院土木工程學(xué)院，河南 許昌 461000)

高層建筑基坑施工地下水回收利用探討

張成興

(許昌學(xué)院土木工程學(xué)院，河南 許昌 461000)

本文對許昌地區(qū)高層建筑基坑開挖時汲取地下水的后處理情況進行實地考察，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)許昌地區(qū)高層建筑基坑施工地下水浪費嚴重.就該問題本文提出地下水回收利用相關(guān)措施.所提建議和措施對保護地下水資源，加快許昌城市生態(tài)發(fā)展，改善生態(tài)環(huán)境，加快生態(tài)文明建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義.

基坑施工；地下水；回收利用；探討

許昌坐落于中原腹地，由于受地理條件的限制，自古以來許昌市地表水資源十分匱乏，是我國嚴重缺水的44個城市之一[1].隨著中國經(jīng)濟水平的不斷提高，人民生活條件不斷改善，對淡水的需求也與日俱增，使得許昌城市缺水問題日益嚴重.淺表地下水作為淡水資源的重要構(gòu)成，具有埋藏淺，便于汲取，投資小的特點，成為人民生活用水的重要來源[2-4].隨著計算計算的不斷進步，輕質(zhì)高強的建筑材料不斷涌現(xiàn)，新的結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn)，新的施工技術(shù)不斷發(fā)展和成熟，使得建筑的層數(shù)和高度極限不斷被突破.同時城市人口劇增，土地資源短缺也促使高層建筑不斷涌現(xiàn).由于高層建筑本身的特點需埋置深度較大，施工過程中基坑工程涉及到地下水汲取問題[5].如何對汲取的地下水充分、綠色、有效、環(huán)?；厥绽檬敲總€土木人應(yīng)該思考的問題.

1 高層建筑基坑施工地下水回收利用現(xiàn)狀

本文對許昌地區(qū)高層建筑基坑施工地下水回收利用情況進行調(diào)查，通過21個高層建筑施工現(xiàn)場地下水的回收利用情況可以看出地下水回收利用情況不容樂觀，見圖.1所示.

圖1 基坑施工地下水處理情況

從圖1可以看出大部分高層建筑施工現(xiàn)場對汲取的地下水未進行回收利用，而是將汲取的地下水通過收集總管排到場地外的市政管道里面.為了更加直觀說明基坑施工地下水浪費問題，將統(tǒng)計的結(jié)果繪制圖表，見圖2所示.

從圖.2可以看出地下水汲取的兩個階段中汲取量最大的時間段在基坑開挖到基礎(chǔ)完成這一階段，該階段地下水汲水量是基礎(chǔ)完成到建筑封頂這一階段汲水量的10倍左右。因此可以看出高層建筑基坑開挖地下水浪費最嚴重的時間段為基坑開挖始到基礎(chǔ)完成止這一階段，也是控制基坑施工地下水浪費的最佳時間段.此外通過分析發(fā)現(xiàn)所調(diào)查的21個建筑場地中，91%的地下水汲取之后未做任何回收利用而直接排入市政管道，只有9%汲取的地下水被當?shù)氐氖忻窈徒紖^(qū)人民用來洗衣，洗車，洗菜，利用率極低.

圖2 不同施工階段地下水排水量對比圖

2 高層建筑基坑施工地下水回收利用探討

中華人民共和國建設(shè)部早于2007年9月印發(fā)“綠色施工導(dǎo)則”，為綠色施工提供指導(dǎo)和方向[6]，導(dǎo)則中要求實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)保”，其中“四節(jié)一環(huán)?！敝傅氖枪?jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護.許昌作為全國嚴重缺水城市之一，各高層建筑施工現(xiàn)場更應(yīng)該做到節(jié)水和保護環(huán)境要求.因此探討高層建筑基坑施工地下水回收利用勢在必行.

2.1 作為混凝土、砂漿攪拌水

我國建筑業(yè)工程施工過程中仍然以粗放型施工模式為主，但是向精細化模式發(fā)展。因此作為工程結(jié)構(gòu)的主要建筑材料混凝土出現(xiàn)商品化，但高層建筑施工現(xiàn)場仍然需要現(xiàn)場攪拌混凝土和砂漿.作為混凝土和砂漿拌合材料的水需符合《混凝土用水標準》J G J63-2006中規(guī)定的要求，見表.1所示[7].許昌地區(qū)地下水水質(zhì)符合混凝土拌合用水和砂漿拌合用水要求，故將汲取的地下水經(jīng)過簡單的過濾、沉淀等處理后直接用于施工現(xiàn)場的混凝土、砂漿拌合用水，降低地下水的浪費，進而起到節(jié)水的作用.表1混凝土拌合用水水質(zhì)要求

2.2 作為混凝土養(yǎng)護用水

混凝土所處的環(huán)境溫度和濕度是影響混凝土強度的重要因素。混凝土澆搗后，之所以能逐漸凝結(jié)硬化，主要是因為水泥水化作用的結(jié)果，而水化作用則需要適當?shù)臐穸葪l件.為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強度不斷增長，必須對混凝土進行養(yǎng)護.高層建筑基坑施工汲取地下水符合作為大體積混凝土的養(yǎng)護用水的要求，起到降低水化熱的作用，進而控制裂縫開展.地下水作為混凝土養(yǎng)護用水可以做到就近取材，節(jié)省大量水資源，符合綠色施工導(dǎo)則要求，見圖.3所示.

2.3 作為場地民工生活用水

圖3 混凝土灑水養(yǎng)護

民工是指由農(nóng)村流動到城市、主要從事修建、運輸?shù)霓r(nóng)民；也指被動員參加修路、筑壩或幫助軍隊運輸?shù)裙ぷ鞯娜?，在政府動員組織下，從事某項工作的民間勞動力，亦可以稱為城市建設(shè)者.城市的發(fā)展和進步離不開農(nóng)民工，而民工由于流動性和工作性質(zhì)的要求，絕大部分居住在建筑所在工地從事建筑工作，因此在建筑工地需要為民工提供相應(yīng)的生活用水.而高層建筑基坑施工所汲取的地下水經(jīng)簡單處理之后滿足我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》（G B5749-2006），所以將汲取地下水作為場地民工生活用水（洗漱用水、沖洗廁所用水、飲用水等），可以節(jié)約大量生活用水，同時避免了大量地下水資源的浪費，亦可以起到節(jié)水的作用。見圖.4所示.

圖4 民工生活用水

2.4 作為場地地面灑水和車輛沖洗用水

在高層建筑場地經(jīng)常有材料運輸車或者其他運輸機械以及起重機械的進出，另加上場地的環(huán)境的限制，經(jīng)常會引起大量塵土飛揚，影響城市空氣質(zhì)量。綠色施工導(dǎo)則提出對于場區(qū)內(nèi)可能引起揚塵的材料及建筑垃圾搬運應(yīng)有降塵措施，如覆蓋、灑水、局部遮擋、水淋沖洗等.在不同的施工階段可以將基坑施工地下水汲取后進行收集處理作為場區(qū)內(nèi)的降塵用水，起到揚塵控制的作用，同時對地下水進行了回收利用，起到了環(huán)境保護的要求，一舉多得.此外，對于機車和施工機具清洗用水還可以建立廢水收集回收利用系統(tǒng)，既節(jié)約了水資源又減少了環(huán)境污染.見圖.5所示.

圖5 場地揚塵控制用水

2.5 作為市政綠化和道路灑水

圖6 城市道路和綠化帶灑水

根據(jù)許昌市城鄉(xiāng)總體規(guī)劃（2015-2030)要求，至2030年城區(qū)綠化覆蓋率達到45%，人均綠地在12平方米以上，真正實現(xiàn)生態(tài)宜居的城市目標.同時許昌擁有城市道路若干公里，城市道路灑水和綠化帶灌溉用水量驚人.高層建筑基坑施工地下水經(jīng)處理之后，通過開發(fā)商和市政園林管理部門進行溝通，可以將汲取的地下水進行收集并根據(jù)汲水量進行公路灑水車和綠化帶灑水車的罐裝，將地下水作為道路灑水和城市綠化帶澆灌用水，可以大大節(jié)約政府開支，具有很好的經(jīng)濟性.另一層面對基坑施工地下水進行了回收利用，節(jié)能，節(jié)水，環(huán)保，符合綠色施工導(dǎo)則指導(dǎo)原則.見圖.6所示.

2.6 作為農(nóng)田灌溉用水

圖7 農(nóng)田灌溉用水

許昌市作為中原腹地的一座內(nèi)陸城市，地理位置優(yōu)越，人均耕地面積1.23畝，是河南省糧食主要產(chǎn)區(qū)之一.主要經(jīng)濟作物煙葉、棉、小麥、玉米等.由于許昌地理位置的特殊性，氣候亦是干燥少雨，多年平均降水量729.8mm.因此將高層建筑基坑施工汲取地下水作為農(nóng)田灌溉用水不但可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，加速農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，保證農(nóng)民勞有所獲.而且地下水經(jīng)利用之后可以通過土體的滲透、滲流補給地下水，真正起到回收利用的目的.見圖7所示.

3 結(jié)語

本文對許昌高層建筑基坑施工地下水浪費現(xiàn)狀進行了調(diào)查、分析，分析結(jié)果表明許昌高層建筑基坑開挖過程中存在地下水嚴重浪費問題.針對存在問題的現(xiàn)狀，文章提出了許昌高層建筑基坑施工地下水回收利用的多種途徑，文中提出的多種地下水回收利用的途徑和方法對保護生態(tài)環(huán)境，節(jié)水，節(jié)能有重要的意義，符合中國建設(shè)部提出的綠色施工導(dǎo)致指導(dǎo)要求，亦是利國利民的舉措.

[1]荀濤.地下水回收再利用技術(shù)[J].工程質(zhì)量,2008,（01）：33-36.

[2]張成興.許昌高層建筑基坑施工地下水后處理現(xiàn)狀[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2014,13（5）:50-52.

[3]張成興，朱亞紅.許昌高層建筑基坑施工地下水后處理探討[J].地下水,2014,36（6）:51-52.

[4]石雷.建筑施工中地下水的利用和保護[J].地下水,2005,21(1)：14-43.

[5]趙志縉.高層建筑施工[M].第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[6]中華人民共和國建設(shè)部.綠色施工導(dǎo)則[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[7]喬紅宏,曹輝等.土木工程材料[M].北京:中國電力出版社,2014.

責(zé)任編輯：張隆輝

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1672-2094(2016)03-0160-04

2016-03-06

2015年許昌市科技計劃項目（編號：1504008）

張成興（1977-），男，遼寧朝陽人，許昌學(xué)院講師，博士.研究方向：建筑、水利等。