摘要：随着我国城市化发展，地下资源越来越多地被加以开发利用，尤其深基坑开挖的降水问题是不可避免的，对于高压富水地层，这个问题显得更加突出。深基坑开挖引起的降水以及对周围地表沉降的影响已成众多建筑专家美注的焦点问题，但是，目前还有很多工程的实际问题没有得到有效解决，需进一步的探讨。
关键词：深基坑开挖；降水；高压富水地层；地表沉降
1 选题研究意义及现状
随着城市建设的飞速发展，地下空间资源正越来越多地被加以开发和利用。基坑的施工对周围的环境会产生很大的影响，地下环境千差万别，特别是软土质地层和高压富水地层，这对于基坑施工是一个极大的考验，在保证基坑施工边坡和坑壁的稳固的同时，还要使坑底保持干燥，创造一个良好的施工环境，这就需要进行降水。而且，往往需要将地下水位降低至定深度，以满足基坑开挖、边坡稳定性及施工作业等要求。
基坑施工降水是很有必要的措施，一是为了使基坑的边坡和坑壁保持稳固，不至于发生边坡失稳和坑壁坍塌现象；二是为了使基坑底部保持一个干燥的环境，不会对施工造成影响。我们既要满足基坑施工的需要，还要顾及到基坑对周围地表和建筑物的影响，如果基坑施工降水不合理就会很容易造成地下埋设的管线受损，严重还会使周围建筑物沉降甚至开裂。这些都是我们要考虑到的问题，不能等到施工时出现问题了再想应急办法就为时已晚，必须结合具体施工环境，在工程开始前，让技术人员拿出一个综合考虑基坑施工和对周围环境影响的施工预案，并认真探讨论证，力争不出现纰漏，倘若施工一旦出现问题，应立即启动应急预案，在保证施工点周围建筑物不受影响的情况下，继续进行基坑施工。
我国从上个世纪五十年代以来，就开展了基坑施工地下水沉降问题的研究，取得了不小的成就特别是上海宝钢总厂的建设，其施工的高难度是有目共睹的，就是在这样的条件下，施工术人员克服困难，积极研究对策，勘测施工现场，最后拿出理想方案，并如期完工，成为我国深基坑施工的一个里程碑式的典范。国外许多国家，如德国、比利时，还有前苏联、日本等国家在隧道施工和地铁施工中，成功运用深井排水、喷射井点等方法实现降水的预期目标，保证施工的顺利进行，也是有着相当好的借鉴意义。
基坑降水问题由来已久，我们不能简单停留在感性认识层面要深入研究它们的关系以及作用机理，还要建立适当的数学模型加以计算，这对于我们的工程方案的制定有着积极的意义。目前研究的热点集中在以下几个方面：
（1）基坑降水对地表和周围建筑物的影响机理；
（2）附加沉降的建模和计算；
（3）降水方案对周围环境的影响范围；
（4）沉降的程度与降水深度的关系研究。
2 基坑降水方法对地表及周围建筑物的影响
面对我国软土质地区，地下水相对比较集中，土壤中的含水量较高的现实问题，在基坑开挖过程中，要特别注意施工周围环境的特点，避免造成基坑坑壁被地下水破坏，边坡失稳，严重时还可能使基坑发生管涌现象，造成人员伤亡。在基坑工程中地下水的危害主要表现为流砂、管涌和基坑底的突涌，而且主要发生在土壤颗粒细饱和含水的地区，在这些地区通过降水能避免可能产生的工程危害。此外，地下水对坑壁和坑底上的潜蚀、富水地层压力的增长引起有效应力的减小及相应的抗张强度的减小等多方面的影响都不容小觑。
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在基坑工程施工过程中，为防止高压富水层对坑壁的渗透破坏，减少坑内外的地下水压差是非常有效的措施，可以达到提高土体强度，减小坑底水压力，防止边坡失稳等目的。尤其是沿海土质较软地区，由于富藏地下水，地下水位比较高，在这些地区进行基坑开挖时若不采取有效的地下水措施，容易导致因坑底水压过高而使得地下水涌入基坑或地下水通过基坑边壁大量渗入坑内的现象发生，一且渗透大到足以破坏土架结构并引起土颗粒涌动时就会发生管涌、流砂等现象，严重时会造成施工人员的伤亡。此外，基坑施工中进行降水后可减轻作用在围护结构上的压力，使基坑开挖后坑底保持个相对干燥的施工环境。基坑工程的成功与否，降水设计非常重要，所以在开挖深基坑时要预降地下水，保证工程如期完工。
基坑施工要排除地下富水层的影响，基本上可以有直接排水和局部渗水两种方案，直接排水就是先将基坑周围的地下水位降低到基坑以下一定深度，然后再进行基坑施工，地下水位深度要视情况而定，如果是软土质地层，就要尽量深一些，否则，地下水长期浸泡基坑底部，时间一长基坑就可能出现变形，影响施工质量；局部渗水是在基坑比较大的情况下，地下水的分布情况不同，我们要根据基坑的施工规划在不同的部位采取不同的渗水方案，总体上保持基坑底部平整和坑壁的稳固以及底部的干燥，保证作业人员和机器不受影响。两种方法相比较，直接排水法工程量可能比较大，但作业难度比较小，成本也比较低，效果比较显著，但只适用于基坑底部地下水分布情况比较均匀的情况；局部滲水法首先要对基坑底部地下水的详细分布情况进行了解，画出分布图，然后根据基坑施工方案，釆取局部控制渗水，优势在于可以随时根据基坑需要调节不同方位的渗水速度，这对于大型基坑来说是一种非常理想的方案，但是这种方案随之而来的是成本过高，而且受其它因素干扰比较明显。总的来说，不同的降水方案都有各自的最佳适用场合，关键是看我们具体施工所面临的实际环境，根据不同环境采取不同的降水方案，保证工程质量。
基坑施工中的降水措施必然会带来一些附加问题，随者下水位的下降，原来的土质情况必然会发生变化，如果不加以考虑这个问题，很可能在降水的同时，周围地表或建筑物发生不程度的沉降现象，这会给基坑周围的建筑物带来诸多问题和隐患。为了避免这些问题，施工前期必须要采取降水方案进行分析预估，最大力度减少沉降的发生，并且要有预案，一旦发生沉降，要尽快控制沉降的继续发展以及沉降造成的相应问题要迅速应对，绝对不能抱有侥幸心理。其体有以下措施：1）充分估计降水可能引起的不良影响；2）采取井点降水与回灌技术相结合方法；3）设置有效的止水帷幕，尽量不在坑外降水；4）合理使用井点降水，尽可能减小对周围环境的影响；5）缩短降水时间；6）减少基坑周围的静、动载荷影响。
3结语
本文以当前工程施工中的热点-深基坑开挖为讨论核心，首先介绍了目前研究深基坑开挖问题的现实意义以及国内外的研究现状，说明讨论这个问题的必要性和重要性，然后就我国深基坑开挖施工中遇到的普遍技术难题展开论述，分析造成这工程难题的根本原因；其次，对降水应该采取的必要措施一一列举，同时强调要结合不同的施工环境，不能一概而论；最后，指出，如果我们的降水工作做得不到位，就会造成基坑周围的地表和建筑物发生不同程度的沉降、开裂等事故，产生巨大损失。对此，提出了几个在实战中总结出来的举措，如能注意这些施工细节并严格执行这些措施就会减少不必要的事故，从而减小损失。目前，对基坑降水引起的地面沉降分析较为薄弱，有的设计环节甚至出现实践超前于理论的现象，因而对基坑降水引起的地面沉降进行深入系统的研究有着较为重要的实际作用和意义，它将为以后的高压富水地层基坑施工提供强有力的理论和技术支持
参考文献：
[1]张永波.基坑降水工程[M]，北京：池震出版社，2000
[2]周健.地下水位与环境岩土工程[M]，上海：同济大学出版社，2004.
[3]陈幼雄.井点降水设计与施工[M]，上海：上海科学普及出版社，2004
论文作者:张强,朱涛,王佳鹏,骆毅轩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
标签：基坑论文; 地下水论文; 地表论文; 建筑物论文; 水地论文; 环境论文; 方案论文; 《基层建设》2019年第26期论文;