基坑降水技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用

陳隆文

（福建省延隆建設(shè)有限公司 福建南平 353000）

1 引言

經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，土地資源也越來越稀缺，人們對(duì)于地下資源的利用越來越多。比如城市中正在興建的地鐵工程，摩天大廈的地基越挖越深等。有效的基坑降水技術(shù)可以顯著降低施工工地區(qū)域范圍內(nèi)的地下水位，避免因?yàn)榈叵滤^多帶來的流砂、管涌、坑底失穩(wěn)、坑壁坍塌等問題出現(xiàn)，以此保障工程的質(zhì)量和安全性。

2 基坑降水理論綜述

基坑降水就是把工程施工地區(qū)的地下水通過井點(diǎn)的方法引流至他處。一共需要做到兩點(diǎn)：①處理地下水，使得基坑能夠一直保持干燥的狀態(tài)，創(chuàng)造有利的施工環(huán)境。其中，處理地下水在基坑降水工作中十分關(guān)鍵。如果地下水處理妥當(dāng)，整個(gè)工程就不會(huì)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象導(dǎo)致的工程塌方問題，可以處理好土質(zhì)和積水，工人也可以更加高效率地施工，而不用擔(dān)心土體移位等狀況發(fā)生，安全系數(shù)也因此得到保障。②穩(wěn)定邊坡，防止坡面上有水滲漏?；咏邓ぷ魈幹猛桩?dāng)，可以有效防治基坑基地和坡面上有水滲漏，這樣就可以穩(wěn)定邊坡，防治沙土的流失，還能夠改善土質(zhì)，讓土壤承載力和支撐能力得到有效提升。

3 建筑工程基坑降水方法

3.1 明溝排水法

在基坑內(nèi)部安置排水溝和排水井，然后使用抽水機(jī)械進(jìn)行抽水。抽水井中抽出了地下水，就可以保證基坑內(nèi)部保持相對(duì)干燥。

3.2 輕型井點(diǎn)法

輕型井點(diǎn)法基坑降水技術(shù)的主要原理是利用真空，讓土壤中的水分成為水氣混合物，經(jīng)過管道系統(tǒng)進(jìn)入到水氣分離器。之后再做出進(jìn)一步的分離，空氣進(jìn)入真空分離，水分進(jìn)入離心泵水管中。

這個(gè)方法使用的范圍比較大，同時(shí)由于施工流程簡(jiǎn)單、相對(duì)經(jīng)濟(jì)適用，使用關(guān)于地下水水位不深、基坑面積不大地施工場(chǎng)所。所以在我國(guó)的建筑行業(yè)中，廣泛使用的就是輕型井點(diǎn)法施工技術(shù)，不過需要注意的是在土壤滲透系數(shù)很小的情況下，要采用適當(dāng)?shù)臍饷苄源胧拍鼙Ｕ陷p型井點(diǎn)法有效實(shí)施。

3.3 管井井點(diǎn)法

管井井點(diǎn)法一般是以鉆孔成井，然后每個(gè)井中都分別使用離心泵抽取地下水，這種辦法適用于其他方法不容易解決的，滲透系數(shù)超過0.1的沙土、碎石塊等環(huán)境中。該方法能夠產(chǎn)生很好排水效果，同時(shí)設(shè)備簡(jiǎn)易、方便更換維修。在實(shí)際施工中往往采用管井井點(diǎn)法。

3.4 噴射井點(diǎn)法

噴射井點(diǎn)法是采用高壓力水泵把水壓送到井點(diǎn)一側(cè)，產(chǎn)生獨(dú)立的空間，之后通過側(cè)孔流至噴嘴。由于噴嘴地姐面積很小，就會(huì)使得水流充分加速，達(dá)到30m/s以上的速度。水流在噴射之后，水煮附近會(huì)產(chǎn)生壓力，把地下水和水中的空氣一并送入到混合室當(dāng)中。這種辦法的優(yōu)點(diǎn)是能夠處理地下較深處地地下水，可是因?yàn)榫c(diǎn)管地布局和架設(shè)復(fù)雜，也需要很多監(jiān)督和管理人員進(jìn)行控制，工作速度提升不上去。

3.5 深井井點(diǎn)法

這種方法適用于井深深度大于15m的，井內(nèi)用抽水泵難以滿足需求的情況。深井井點(diǎn)法一般用于水量很大的基坑環(huán)境，特別是滲透系數(shù)較高，透水厚度較大的環(huán)境。此外深井井點(diǎn)法的實(shí)施可以把設(shè)備放置于基坑之外，這點(diǎn)對(duì)于施工來說是個(gè)優(yōu)勢(shì)。

3.6 綜合井點(diǎn)類基坑降水技術(shù)

綜合井點(diǎn)類基坑降水技術(shù)的綜合性很強(qiáng)，適合在基坑環(huán)境較為復(fù)雜的情況下使用，利用該技術(shù)可以顯著地降低排水成本，同時(shí)能夠使得效率得到提高。在施工中要考慮工地的實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)呐潘夹g(shù)方法。比如：某工程的地基使用的是砂性土，而且地下水情況比較復(fù)雜，很容易會(huì)出現(xiàn)流砂的情況，甚至可能發(fā)生嚴(yán)重的基坑坍塌事故。因此，一定要采用有效的基坑降水技術(shù)來降低該工程的水位，避免發(fā)生工程質(zhì)量問題，同時(shí)這也是基坑降水技術(shù)的最終目標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的施工過程來看，基坑的面積很大，需要降低的地下水水位也不深，這種情況下十分適合采用輕型井點(diǎn)法來進(jìn)行基坑降水處理。在實(shí)際施工中，成孔工具選用型號(hào)為3B的功導(dǎo)桿式水沖槍，采用粗砂作為粒料，采用型號(hào)特定的真空泵機(jī)作為抽水設(shè)備，該泵機(jī)的功率保持在7.5kWh等等。事前一定要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，確保基坑降水工程得到精確實(shí)施。

4 工程實(shí)例分析

4.1 工程基本資料

某綜合辦公大樓是該地區(qū)的重點(diǎn)工程之一，本工程的二期辦公大樓，長(zhǎng)為125m，寬為85m，基坑的開挖深度大約是8m。在該工程的地下水主要是淺水，水面處于地下1.5m左右的深度?；硬捎幂p型井點(diǎn)沿著工程施工工地的周邊布置，場(chǎng)地中間布置少量的管井進(jìn)行排水。

4.2 基坑降水方案

降水工程的目標(biāo)是完成基坑內(nèi)最大坑深的降水，在施工過程中可能要加大地基的開挖深度，這樣降低深度在江水設(shè)計(jì)中能夠給后續(xù)工程留有一定的余地。此外，基坑開挖的工期十分緊張，要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成基坑降水工程，同時(shí)把地下水位降到基坑深度以下。

基坑工程降水會(huì)改變基坑周圍土壤的受力狀態(tài)，一方面水位下降加強(qiáng)了土壤的自重應(yīng)力；應(yīng)一方面地下水從靜止轉(zhuǎn)向流動(dòng)，必然引發(fā)滲流作用。力學(xué)計(jì)算難度很大，本工程簡(jiǎn)便起見，只考慮坑外土體在重力方向發(fā)生單方向的滲流。

針對(duì)工程地質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)問題，本工程采取的技術(shù)是：輕型井點(diǎn)法和管井井點(diǎn)法，這樣能夠有效解決滯留水滲出等問題。觀景的深度一定要夠，同時(shí)能夠按具體需求，留有可以加深深度的泵頭和能夠及時(shí)調(diào)節(jié)抽水速率和功率的泵頭。基坑內(nèi)一定要不知若干個(gè)疏干井點(diǎn)，加速開挖土體內(nèi)的地下水疏干。住宅樓等其他項(xiàng)目工程統(tǒng)一劃片，布置輕型井點(diǎn)和管井，在一次施工中統(tǒng)一進(jìn)行基坑降水工作。

4.3 基坑降水主要施工流程

4.3.1 施工前期準(zhǔn)備

根據(jù)井點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，輕型井點(diǎn)法使用的降水設(shè)備為4臺(tái)2BL-6型的JSJ60射流泵。排水量為每小時(shí)25m3，井點(diǎn)立管設(shè)置為直徑38的鋼管，長(zhǎng)度為8.0m，井點(diǎn)管的底端1.2m位置是濾管，二者之間采用橡皮管相互連接。

4.3.2 井點(diǎn)管安裝施工

因?yàn)楣こ痰纳戏酱蠹s用2m厚的雜土，不方便沖孔工作開展，為了保障沖孔的安全性，根據(jù)基坑開挖坡頂線位置在坡頂線外50cm左右的位置開挖溝槽，深度約1.0m。井點(diǎn)管鋪設(shè)采用水沖法，利用高壓水沖刷土體，用沖管攏動(dòng)土體助沖，把土層沖成圓孔之后埋設(shè)井點(diǎn)管。注意在沖擊過程中一定要不斷搖動(dòng)沖水管，使得圓孔的直徑達(dá)到300mm左右，方便沙石的填充。為了達(dá)到井點(diǎn)管抽水切斷外圍水進(jìn)入基坑的內(nèi)部，井點(diǎn)管應(yīng)該埋在粉質(zhì)黏土或是淤泥粘土的上部，同時(shí)要結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際沖擊的難易程度，來確定井點(diǎn)管掩埋的深度合理準(zhǔn)確。

總管應(yīng)當(dāng)處于井點(diǎn)管外側(cè)50cm處，在鋪設(shè)前同樣要開挖溝槽，把槽底填平，將配好的管子一根根放入溝槽內(nèi)部，在端頭處穿上螺栓，墊上橡膠的密封圈，然后擰緊螺栓。井點(diǎn)管鋪設(shè)完畢之后，應(yīng)當(dāng)把抽水設(shè)備、總管和井點(diǎn)管進(jìn)行相互連接，并且進(jìn)行抽水預(yù)試驗(yàn)，檢查是否有漏水、漏氣、堵塞等異常情況出現(xiàn)。此外現(xiàn)場(chǎng)要存放少量的粗砂，防止產(chǎn)生死井，以便于再次沖孔安裝井點(diǎn)管。

4.3.3 管路安裝

在所有井點(diǎn)管完成鋪設(shè)之后，用吸水膠管把井點(diǎn)管和總管相連，同時(shí)用鐵絲捆牢，然后再與抽水設(shè)備連通。此后接通電源就可以進(jìn)行抽水試驗(yàn)。在這期間監(jiān)察出水是否正常；主管路的流水坡度是不是坡向射流真空泵；集水管和井點(diǎn)管連接的膠管在進(jìn)行抽水試驗(yàn)中是否有漏水漏氣的現(xiàn)象等等。凡是出現(xiàn)了異常情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行檢修和維護(hù)工作，之后再次試驗(yàn)，直到?jīng)]有問題產(chǎn)生方可投入實(shí)際工程的基坑降水工作中。

4.3.4 井點(diǎn)降水施工

一套輕型井點(diǎn)管安裝完畢之后進(jìn)行抽水試驗(yàn)，在井點(diǎn)使用過程中應(yīng)當(dāng)保證抽水的連貫性。在抽水試驗(yàn)一切正常之后可以開始實(shí)際抽水作業(yè)。抽水開始之后沒天要觀測(cè)3次水位和水量。當(dāng)水位達(dá)到了預(yù)先設(shè)定好的水位目標(biāo)并且保持穩(wěn)定之后，可以每天觀測(cè)量減少到1次。在監(jiān)測(cè)過程中要及時(shí)整理檢測(cè)的記錄，繪制相關(guān)的曲線圖，分析水位下降的趨勢(shì)，然后進(jìn)行合理的時(shí)間預(yù)測(cè)，保障基坑降水工作的質(zhì)量和精度。

5 結(jié)語

在建筑工程的基坑降水工作中，一般采用的是井點(diǎn)降水方法。沿著基坑四周或者兩側(cè)埋入深于基坑的井點(diǎn)濾水管或是管井，然后連接總管進(jìn)行抽水工作。使得地下水位降低到坑底之下。但是在實(shí)際工程中，要對(duì)工程地塊內(nèi)的土壤進(jìn)行分析，同時(shí)計(jì)算基坑涌水量，以此確定井點(diǎn)管的布置數(shù)量，精心組織施工，高質(zhì)量地完成施工，同時(shí)確保施工中的安全。

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[2]吳軍.淺談基坑降水技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用[J].工程科技，2014（2）：228～231.

[3]黃瑞.基坑降水技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用分析[J].新材料新裝飾，2014（5）：287～290.