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摘要：随着基坑开挖深度及基坑规模的增大，深基坑工程支护设计面临的挑战越加严峻。基坑场地地质条件的复杂性，促使着众多学者对基坑工程的支护理论与施工工艺进行深入研究，以便实时将新技术、新方法运用到深基坑工程中去，从而提高基坑支护结构的稳定性。基坑降水开挖时，周边通常分布着各种地下工程结构，支护结构如果变形太大有可能影响地下结构的耐久性及使用寿命。基于此，本文主要对基坑支护地下水治理措施进行了简要的分析。
关键词：基坑支护；地下水；治理措施
引言
随着我国社会主义市场经济的快速发展，基础设施建设进入了全新的发展阶段。基坑开挖作为建筑施工的基础部分，其开挖质量对建筑整体质量有很大的影响。在基坑开挖过程中，地下水渗流对开挖质量有较大的影响。
1地下水渗流介绍
在实际的基坑开挖施工过程中，当地下水埋藏位置较浅时，需要先对基坑进行抽水处理，以确保基坑挖掘过程中周围施工环境的稳定，为建筑施工的顺利实施打下坚实的基础。当基坑外围有水源分布时，需要建立防水帷幕。由于防水帷幕的建立会造成坑内外水位较大的差距，从而产生地下水渗流，较常见的地下水渗流有稳定渗流和不稳定渗流2种。不稳定渗流主要发生在基坑挖掘深度增加的过程中，其各物理量随空间和时间的变化而变化；而稳定渗流通常出现在基坑开挖结束后，并且地下水位和外部压力趋于稳定后。通常不同的土质达到稳定渗流的时间不同，黏性土居多的基坑需要较长时间才能趋于稳定，而渗透系数较大的土体通常在挖掘结束后就能形成较稳定的地下渗流。
2地下水对基坑工程的影响分析
2.1潜水影响
基坑潜水的水位埋深处于4.5~5.6m，开挖基坑的深度大约为10m，即便坑外不降水都可能造成坑内水头过大，极易发生管涌、流砂、坑壁土体坍塌等各种危害。高水位潜水极易造成围护结构的内外出现高水位差，从而破坏基坑的底部渗流；水位差过高极易产生较大侧向压力，对支护结构造成较大影响。如果抽降坑外的潜水，必定会造成基坑周围的地面出现不均匀沉降，如果沉降严重还会造成周边建筑物发生倾斜或者开裂，给周围环境带来巨大风险。
2.2裂隙水和坑内积水的影响
由于基坑中第三系为红砂岩，这种材质属于相对不透水层，但是挖开到红砂岩层时，就会发生像蘑菇状渗水现象。随着挖掘深度不断增加，冒水股数增多、冒水量增多，由此表明红砂岩里包含了非常丰富的裂隙水。在基坑围护中有多种水源汇集在坑内，包含渗漏水、降雨、原地层潜水及裂隙水等，让坑内的积水非常严重。红砂岩的胶结构层程度弱，一旦遇水就崩解泥化，其水理性质差。如果不处理这些积水，必定会让坑内砂岩层处于泥化状态，从而对开挖施工与底板浇筑造成影响。
2.3地下水渗流对基坑工程岩土体的影响
地下水渗流对基坑工程岩土体的影响主要包括物理影响、化学影响和力学影响。首先，地下水渗流对岩土体的物理作用是指水分子在矿物表面势能的控制下，在其表明形成水膜，进而对岩土体产生润滑、软化和泥化、冻融的作用；其次，地下水渗流对基坑工程岩土体的化学影响指的是水与岩土体之间的离子交换、氧化还原作用、水化作用、溶蚀作用等，从而影响岩土体的强度；最后，力学影响主要是指岩体中的水分不受矿物表面的吸附力控制，而是受重力的作用，对岩土体产生潜蚀、溶蚀和压力作用。
2.4静水压力作用对基坑支护结的影响
根据上述分析可知，地下水渗流会形成具有润滑作用的水膜，使土钉外表与基坑土体相分离，降低二者之间的黏结力，在水膜的作用下，基坑土钉之间的摩擦力也会大大降低，对整个基坑的支护结构造成影响。此外，地下水渗流产生的静水压力会对土体支护结构增加额外的荷载，对土体颗粒产生冲刷作用，增大土体颗粒间的孔隙，而土体孔隙增大会减弱土体的抗剪强度，降低基坑土体的强度，最终导致支护结构失去稳定。
3地下水控制
地下水位高地区在基坑开挖和支护前必须进行地下水控制，基坑开挖遇到地下水会使支护设计就变得更为复杂。地下水控制措施可以提高基坑工程的稳定性，缩短施工工期和节省工程造价等。该深基坑工程地下水较为丰富，承压水分布广，且基坑范围较大，开挖深度较深，应采取地下水控制措施。具体措施：坑外采用高压旋喷桩止水帷幕措施，坑内采用管井井点降水＋直接抽排水以及坑顶开挖截水沟、坑底有组织明排相结合。
3.1管井井点降水
基坑内布18只降水井，观测井9只?降水井及回灌井外径700mm，内径400mm，内管采用无砂涵管，级配粗砂及石子作为滤料；坑内降水井在降水结束时，按规范进行封井；基坑内土方分层开挖，应设置集水坑及排水沟分层明排?
3.2排水处理
在基坑开挖时，处于地下水位以上的土层不需要处理就可以直接开挖；但地下水位以下的土层必须要采取排水处理，本次工程中采用坑内集水明排。将集水井设置到坑内，一边用水泵抽水井中的水一边开挖，最后通过管道把水排到市政管网。本工程坑内总共设置了3处集水井，先采用钢筋焊接，形成一个圆形钢筋笼，而且在外面覆盖了一层稻草，主要发挥过滤作用，这样就能有效防范沙子进入真空水泵的洗盘中，确保真空泵能够正常工作。同时，还在坑外浇筑了水泥砂浆，用作垫层，采用水泥砂浆将坑底部分渗水堵住，在上面铺上木板来满足施工操作的要求。工程项目中采用坑内积水明排方式，随着含水率不断降低，基坑内红砂岩的强度逐渐提高，从而提高了施工开挖的速度。本工程项目坑外排水主要是坑外降水井抽出的水，在池坑中经过沉淀后再利用管道排放到市政管网中。
3.3止水帷幕设计
考虑到该基坑场地内水文地质条件较为复杂，采用高压旋喷桩止水帷幕，其双重管施工工艺，桩径６００ｍｍ，搭接２００ｍｍ，止水帷幕设计简图如图1所示。
图1止水帷幕设计简图
3.4加强监测
在实际开挖过程中，监测必然会受到测点破坏、点位布设、操作误差、策略仪器误差等各种因素影响，具有一定局限性。因此就要加强日常巡查，尤其是加强夜间的巡查，结合工程经验，注重细微变化，预防渗漏风险。
结束语
总而言之，地下水渗流对基坑工程的稳定性有较大的影响，也是制约建筑项目施工发展和工程勘测质量的重要因素。最大程度地减小地下水渗流对基坑稳定性的影响，是现阶段建筑工程施工的工作重点，也是促进我国基础设施建设发展的必然选择。
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论文作者:李瑞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/20
标签：基坑论文; 地下水论文; 岩土论文; 工程论文; 砂岩论文; 作用论文; 帷幕论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;