戴展
新疆吐鲁番市托克逊县住房和城乡建设局 838100
摘要：基坑降水技术是为保证基坑边坡稳定性的措施，能够促进房屋建筑工程的顺利进行。本文就建筑工程施工中的基坑降水技术进行了简单的分析。
关键词：建筑工程；施工；基坑降水技术
一、承压水对基坑的危害
承压水问题是地质问题中的老问题，承压水在基坑工程中承压水产生的危害很大且范围非常广泛，随着地质工程开发的数量及规模不断上升，地质工程面临的风险控制和沉降控制等多个方面的威胁，在保证工程安全基础上，还要注意保护周边环境，所以应该对承压水水位进行控制，以满足工程环境安全需要，工程的综合治理思路要以沉降控制为中心。选择一种合理的基坑降排水技术，是保证工程基础质量和工程的成败。所以应该对工程的地址水文条件等因素进行认真分析，不断地探索排水技术方案。大量的实例表明承压水导致了工程周围过量沉降。
牢固树立以沉降控制为中心的工作思路，承压水导致了顶托破坏，破坏的表现形式多样，主要的是坑底突涌，其表现形式有坑底流砂、坑底顶裂、及坑底“沸腾”等，究其原因可归结为地质探孔未完全封闭或抗突涌的安全系数不足等因素。承压水还会导致开挖面突涌，开挖面突涌的其形成原因主要是因为围护结构缺陷导致开挖面以上渗漏。我们知道地下潜水压力的形成主要是由水体自重，这种情况属于无压渗流范畴，但是工程中的承压水属于有压渗流，其水头不会随渗漏速度加快而降低，所以有压水潜水的危害更为严重。
承压水也会导致异常管涌现象，工程中把这种危害称之“开裤衩”，由于坑内外存在压差，开挖面下围护结构渗漏最终导致了开挖坑底涌水现象，主要是因为围护结果施工不当而起不到止水效果；承压水导致工程有效应力丧失。应该明确基坑开挖过程即为总应力降低过程，在这个过程中应该采取降压措施以降低孔隙水压，否则就会最终导致有效应力降低，如果开挖抗突涌安全系数降低就会致使土体有效应力降低，在这样的情况下，土体颗粒处于悬浮状态，而且坑底土体的正常回弹叠加了承压水的顶托作用，所以造成了基坑回弹量异常偏大，明水涌出也就不足为怪。
二、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，基坑周围的水位降落必定是近大远小的曲面分布。对于水位降低，一方面使地下水对建筑物的浮托力减小了，使得软弱土层因受压缩而发生沉降；另一方面土中空隙水排出，使得土体固结，这本身就是压缩沉降过程。发生不均匀沉降，且达到一定程度时，建筑物就会出现裂缝、倾斜甚至倒塌。因此必须高度重视降水对建筑物的影响，让不均匀沉降控制在允许的范围内，以确保基坑及邻近建筑物的安全。可从以下几方面减少不均匀沉降的发生：
1减缓降水的速度，使建筑物均匀沉降。在邻近建筑物的一侧将井点间距加大和调小抽水设备阀门等，来减小出水量，达到减缓降水速度的目的。
2基坑的周围水位降落曲线随具体方案、降水方法和降水要求的不同而差别较大，为此不要提出过高的降水深度要求，最好在满足了基本降水要求的前提下，针对各种降水方法应比较和分析，从中筛选出最佳的降水方案。
3增强降水工程施工质量，对出水要严格控制其含砂土量，防止地下砂土流失过多，导致地面建筑物开裂。
4设置观测井和倾斜、位移、沉降等观测点，定时进行观察、记录和分析，以便随时掌握水位降低与基坑周围建筑物变化动态，以方便及时作出调整。
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5在重要建筑物与降水井点之间设置回灌沟和回灌井，在降水的同时使降水回灌其中，使在基坑附近的建筑物地下水位降落大大减小，以控制地面的沉降。
三、基坑降水的施工方法
降水方法是指在基坑施工中采用各类井点降低地下水位的方法，可以分为集水明排和井点降水两类。
1集水明排
集水明排属于重力降水，是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟，并每隔一定距离设置集水井，是基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井，然后用水泵将水排出坑外。优点是该方法实施简单，费用较少，适用于开挖深度较低的小型基坑工程。缺点是用该方法降水基坑施工环境不好，土体软化或泥泞，在粉砂或细砂等土颗粒较细的土层中容易产生流砂现象，对土体造成影响和工程造成危害。
2井点降水
井点降水是应用最广泛的降水方法，是高地下水位地区基坑工程施工的降水方法。它是将降水工具沉设到基坑外四周或坑内土层中，利用各种抽水设备，在不扰动土体结构的情况下，将地下水抽出，使地下水位降低到坑底以下，保证基坑开挖能在较为干燥的施工环境中进行。
井点降水的主要方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等。分别适用于不同土质类别、水文地质特征和降水深度要求，土体的渗透系数是选用相应井点降水方法的主要技术参数。
通过井点降水可以消除基坑坡面及坑底的渗水，改善作业条件，增加边坡稳定性，防止坡面和基底土体流失；可以降低承压水位，防止坑底隆起与破坏；改善基坑的砂土特性和加速土的固结。
四、基坑降水应用分析
1条件设置
建筑工程施工中基坑平面尺寸约125m × 87m，基坑开挖深度9m，场地土层从地面依次为①杂填土；②粉质黏土；③残积质黏土，上部多为黏土，粘性较强；下部多为粉砂，遇水容易软化，轻振即液化，水量丰富；④强风化花岗岩；⑤中风化花岗岩；⑥微风化花岗岩。场地水文地质条件较为单一，地下水属第四孔隙潜水，场内地下水位在1.2m ～1.7m 之间，其含水层主要为第②层至第④层，渗透系数为（0.75 ～45.50）× 10 － 6 cm/s。第⑤层为不透水层。
2降水方法的选择
根据地质资料和工程特点分析，工程采用大口径深井井点降水，用深水电泵进行抽水，考虑到降水深度大，影响半径范围广，长时间抽降水势必会影响场外周边环境，为了增强降水效果和缩短抽水时间，采用间断性抽水，减少外围影响面积，并设置沉降观测点，降水井口径大于600mm，孔深15m，护壁套管直径为600mm，套管外包两层尼龙网布，套管外四周用粒径为0.5cm ～ 2.0cm 砾石料填充，作为滤水层，滤水层应填至原地下水位线，其上部用黏土回填并捣实。施工中应严格按照降水井施工规范要求埋设管井，采用泥浆护壁钻孔法成孔。井孔钻孔后清孔并安装井管。
3轻型井点降水应用
3.1工程条件设置
有钢筋混凝土结构地下构筑物截面尺寸4m × 3.6m，底板标高为－4.20m，场地绝对标高为地面标高3.30m，土层分布为①填土厚度为0.9m；②灰黄色砂质粉土厚度约为1m；③灰色淤泥质粉质黏土厚度约5.3m；④灰色淤泥质粘土厚度约9m。渗透系数值约为（0.39 ～ 25）×10 － 6 cm/s。
3.2降水方案的制定
根据工程特点和现场地质条件，采用多级轻型井点降水，结合开挖方案分二级放坡和二级井点。每级降水深度为7m。
轻型井点降水设备采用φ48 壁厚3.5 的井点管，长度6m，滤管1m；外缠滤网。总管用102mm 钢管法兰盘加橡胶垫圈连接，抽水设备用真空泵。冲孔设备采用一根高压胶管绑缚于一根长度约为10m、φ48mm 的钢管上，枪头管上焊冲孔尖型枪头和喷嘴，外径150mm，用高压离心水泵冲孔。
井点管采用双排布置，沿开挖边线确定井点位置，先开挖1m ×0.5m 排泥沟，每1.5 ～ 2m 距离标出井点孔位，进行冲孔。冲孔直径300～ 350mm，深度超过7m。冲孔完成先填少量滤砂于孔底，然后下井点管，填砂至孔口一下约300mm，然后用黏土封口。井点设备安装完成后开启试压，井内真空度达到要求说明井点孔口密封较好。
3.4 轻型井点降水施工的思考
轻型井点降水方法是井点降水方法中常用的一种，应在井点系统设计、施工、管理上保证井点降水能够达到预设效果。建议从如下几个方面应得到重视：（1）重视井点降水的方案设计；（2）重视井点材料的选用；（3）重视井点成孔设备和工艺过程；（4）重视井点安装过程中的关键质量环节。
结束语
基坑降水方法的选用和降水技术方案的制定涉及到设计、施工、管理的方方面面，在关注降水效果和达到施工效率的同时，要注意和预防施工降水对周围环境的影响，采取正确的措施进行控制和预防，避免造成不可挽回的事故。在多种降水技术方法的选用上要根据工程实际，地质客观条件，企业自身要求等来合理选取，做到挖土先降水，降水即安全的效果，为工程的顺利施工和质量铺路。
参考文献：
[1]刘俊岩．《高层建筑施工》同济大学出版社2014．
[2]田洪臣，白有良．《土木工程施工》中国建材工业出版社2013．
论文作者:戴展
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/29
标签：基坑论文; 工程论文; 冲孔论文; 方法论文; 建筑物论文; 黏土论文; 土层论文; 《基层建设》2016年3期论文;