淺談基坑降水在建筑工程中的重要作用及方法

孫浩楠　孫小嘯　馮正陽　胡順達　王歆淇

摘要：中國疆域?qū)拸V，覆蓋了各種各樣的地形地貌，包括干旱的戈壁灘和黃土高原，也包括雨水充足的肥沃草原和沿海四季雨水充足的城市。建筑施工中，土力學中，土壤的濕度是影響土壤力學性能的一個重要指標。在施工過程中，基坑的穩(wěn)定性很容易受地下水影響，地下水一但滲出，輕則無法施工，重則導致重大工程事故造成人員傷亡，所以基坑及降水是必須做到未雨綢繆。

在基坑施工之前，要充分考慮地質(zhì)條件、基坑開挖、基礎形式等施工條件確定是否需要降水，需要降多少，采用哪種方法，確保有效高效地進行排水降水。

關鍵字：地下水;建筑施工;基坑;基坑排水;

1? 地下水對施工的不利影響

1.1? 潛蝕

滲透水流在一定的水力坡度下產(chǎn)生較大的動水壓力，沖刷、挾走細小顆?；蛉芪g巖石體，使巖土體中的孔隙逐漸增大，甚至形成洞穴，導致巖土體結構松動或破壞，以致產(chǎn)生地表裂縫、塌陷，影響建筑工程的質(zhì)量。在黃土和巖溶地區(qū)的巖、土層中最易發(fā)生潛蝕作用。

潛蝕分機械潛蝕和化學潛蝕兩種。在地下滲透水流的作用下，產(chǎn)生巖土體中細小顆粒的位移和掏空現(xiàn)象稱為機械潛蝕;易溶鹽類（如方解石、菱鎂礦、白云石等）在流動水流的作用下，尤其是在地下水循環(huán)比較劇烈的地域，鹽類逐漸被溶解或溶蝕，使巖土體顆粒間的膠結力被削弱或破壞，導致巖土體結構松動，甚至破壞，這種現(xiàn)象稱為化學潛蝕。機械潛蝕和化學潛蝕一般是同時進行的，且二者是相互影響、相互促進的。潛蝕產(chǎn)生的條件主要有兩個：一是有適宜的巖土顆粒組成;二是有足夠的水動力條件。

1.2? 管涌

在一定的速度或傾角作用下，細顆粒被沖走，巖土痕跡逐漸增多，形成了一種開挖過程中細管路徑的景象，抽水時容易產(chǎn)生較大的水力傾斜度，如果殼體有裂縫，則不應采取措施防止漏水，排水孔將通過這些裂縫滲漏到砂孔中孔。連續(xù)膨脹導致渠道滲漏，最終導致嚴重坍塌。

管涌多發(fā)生在非粘性土中，其特征很明顯：顆粒大小比值差別較大，往往缺少某種粒徑，磨圓度好，孔隙直徑大而且相連通，細粒含量較少，不能全部充滿孔隙;顆粒多由比重較小的礦物構成，易隨水流移動，有較大的和良好的滲透水流出路等。

1.3? 突涌

當施工時，若果下層存在承壓水，施工就會到導致含水層上所覆蓋的不透水層的厚度，當這個厚度減小到一個臨界值時，土的重力無法抵擋承壓水的壓力，就會頂裂甚至沖毀基坑，就是突涌現(xiàn)象。這種情況會破壞地基強度，給施工造成很大困難。

2? 基坑工程治水技術

在建筑施工過程中基坑降水技術有很多種，例如管井井點類基坑降水、綜合井點類、噴射井點類基坑技術、綜合井點類基坑降水技術這些都是基坑降水的方法。

2.1? 管井井點類基坑技術

這項技術的原理就是圍繞所開挖的基坑進行鉆孔成井然后再設置管井每個管井之間要做到隔20米到50米的距離并且在抽取地下水的時候一定要采用獨立的水泵來達到降低地下水位的目的這項技術主要是采用了滲透技術超過0。1和地下水較為豐富的土層碎石土層和分圖層這項技術是輕型井點類技術難以比擬的。

2.2? 噴射井點類基坑技術

噴射井點基坑技術適用于噴射井點法人工降低地下水水位本標準適用于采用當降水深度大于6m場地狹窄不允許設置多層輕型井點時可采用噴射井點降水噴射井點降水適用含水層為粉土砂土、圓礫土層含水層的滲透系數(shù)k=0。1～50。0md水位降低深度為6～20m

2.3? 綜合井點類基坑降水技術

綜合井點類基坑降水技術綜合性強是在基坑施工的環(huán)境復雜的情況下使用此技術能很大程度的降低成本同時提高效率，所以施工中要結合實際情況選擇適當?shù)募夹g方法舉例說明某工程地基是使用砂性土而且地下水比較復雜容易出現(xiàn)流砂嚴重的情況會發(fā)生基坑坍塌。

2.4? 帷幕排水技術

輕型井點類基坑降水技術的基本原理是利用真空原理即真空土具有較強滲透性的位置則多采用帷幕排水方式。在建筑工程處于建筑物密集及地基時，開挖時采用帷幕排水方式時可以有效的防止基坑周邊地下水的滲入有效的實現(xiàn)對基坑側壁的支護。而且利用帷幕降水方法基坑內(nèi)排水量減少有利于實現(xiàn)對基坑附近建筑物及管網(wǎng)等地面沉降的有效控制減少基坑施工過程中對周圍建筑物及構筑物帶來的破壞。但在齡應用帷幕降水過程中需要科學進行設計并根據(jù)標準的規(guī)范來指導施工作業(yè)以此來保證基坑的順利開挖避免安全事故發(fā)生。對管道系統(tǒng)和電纜進行設置時避免抽水過程中由于吊車、挖掘機等機械碾壓造成破壞的現(xiàn)象發(fā)生。因此現(xiàn)場應對這些設備進行標識當排水系統(tǒng)和抽水安裝完成之后再進行試抽水處理。

3? 基坑降水技術的施工

首先是定孔位在孔位定位施工時需要與降水井的井位布置相結合對位進行測量放樣在進行點布設時當?shù)孛嬲系K物和施工條件會對其造成影響時則需要而且要及時對現(xiàn)場進行調(diào)整。成孔待并位確定后鉆機就位后鉆頭要與孔位中心對準開展具體的鉆井施工。在成孔后則在孔內(nèi)進行自然造漿。鉆井施工過程中需要控制泥漿密度當停工和提升鉆具時則要在孔內(nèi)壓滿泥漿避免孔壁出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。清孔換漿當鉆孔至標準標高時在鉆桿提升對與孔底之間距離達到0.45m左右時需要進行沖孔作業(yè)將孔內(nèi)存在的污物徹底清理干凈并對孔內(nèi)泥漿密度進行調(diào)整確保返出的泥漿不存在泥塊。

下井管采用水泥礫石管下井前要對管子進行檢查測定孔深當孔深與設計標準一致時則可以下放井管。需要提前將井底座在管底的槽內(nèi)綁牢利用鋼絲兜住底座平衡放入孔內(nèi)。為了保障管身的整體性宜采用鐵絲和竹板將其牢固綁扎下管時管身宜處于垂直居中狀態(tài)。填筑濾料在填筑濾料之前需將鉆桿下入井管內(nèi)使其與孔底保持在0.35～0.45mm范圍內(nèi)通過鉆桿內(nèi)泵對泥漿進行穿束邊沖孔邊調(diào)節(jié)泥漿使孔內(nèi)泥漿由濾水管外的孔壁、井管呈環(huán)狀間隙進行返漿對孔內(nèi)泥漿密度進行調(diào)整使其保持好在1.04即可。隨后與井構造設計標準相結合實施濾料填筑井濾料均勻地從井口絲狀向周圍回填避免造成并管被擠扁的現(xiàn)象發(fā)生。洗井運用污水泵抽水、活塞等洗井法進行操作。當涂料填充完成之后污水泵向井內(nèi)下入對泥漿進行抽除。污水泵在井周邊地下水中發(fā)揮出應有的作用從而滲入井內(nèi)即可使污水泵進行不斷抽水清水也可替代清水從而完成洗井工序。

下泵試抽當完成成井之后將潛水泵及時向降水井內(nèi)下入對地面電纜和排水管道進行預設在建筑工程施工過程中基坑降水施工需要與地質(zhì)條件、基坑開挖及基礎底板結構施工等要求相結合通過降低基坑開挖范圍內(nèi)土層的含水量避免出現(xiàn)流砂現(xiàn)象有效的滿足基坑開挖的條件有效的實現(xiàn)對地下水的處理確保建筑工程施工安全、順利的開展。

4? 結語

在給基坑降水時，在保證降水效果的同時，還要最大程度的不破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和地下水資源，不能因為一次小的降水作業(yè)，導致當?shù)厣鷳B(tài)壞境的破壞，要以“金山銀山就是綠水青山”原則，在建設經(jīng)濟的同時保護好我們的家園。