崔立新
中石化胜利油建工程有限公司 山东省滨州市 256600
摘要：近年来我国经济快速发展，高层建筑及轨道交通建设成为趋势，深基坑工程的建设逐渐增多。因此，深基坑作业时很有必要对于地下水做有效处理，要结合项目现场的实际情况和地下水的存在状况，有针对性的采取相应措施，给深基坑作业提供良好的实施环境。本文对此进行了分析研究。
关键词：地下水；深基坑；影响；合理；控制
引言
在深基坑工程施工中，水是导致失稳的直接因素之一，主要以地表水、地下水形式作用于边坡。伴随着开挖深度的加深，当开挖操作面低于地下水水位线后，在施工过程中会出现大量的地下水，在雨季施工时，尤为突出；同时，在某些工序施工过程中，也会带来大量的施工用水，因此必须进行妥善处理，避免影响工程的顺利开展，或者导致事故的发生。
1地下水对深基坑工程的影响
1.1地下水对基坑的物理作用
1）地下水对岩体抗滑力有消弱作用，且能改变边坡滑坡的力学性能，还能降低边坡滑坡的强度，尤其是降低软弱结构面的抗剪强度。
2）改变坡体的应力状态，增加水压力（包括动、静两部分）。地下水对边坡滑坡稳定性的作用力主要是指静水压力（浮力）和动水压力（渗透力）。
1.2地下水对基坑影响的主要表现
1）地下水渗透引起的基坑开裂坍塌。
2）基坑突涌导致基坑底土开裂出现管涌。
3）暴雨袭击中基坑长期受雨水浸泡引起地基土强度降低。
4）降低地下水位引起的地面沉降及周围建筑物倾斜开裂。
1.3下部承压水的不利影响
该地下水含水层介质主要为粉细砂，物质组成及颗粒特征稳定，富水，中—强透水性，承压。其对基坑的潜在不良影响主要表现为基底破坏式地下水突涌、冒砂，水土流失，基坑大量涌水而无法正常施工。若此情况发生而仍不采取挽救措施，继续强行施工，则只能进一步加剧基坑地基、周边地基的水土流失，加剧基坑变形，严重威胁基坑及周边建构筑物的安全。
2地下水位控制的有效方法
2.1采取降水的处理模式
地下水控制的方法有很多，结合不同的项目情况可以有针对性的进行方法的选择。最常使用的就是降水处理，通常采取的降水措施有两种，即井点降水和集水明排。井点降水的使用最为普遍，是透过利用带虑管的工具放置到基坑周围的土层中，利用抽水的方式在不影响土粒结构的基础上将地下水抽出，以达到降水的效果。这种方法具备一定的稳定性，则实施的条件和设备都相对简单，在实际工程中使用非常普遍。集水明排则是一种重力降水的方法，这种排水模式通常是在基坑周围开挖明沟，在特定间距内设置集水井，能够借助重力的作用让地下水逐渐排出。这种方法在施工上相对简单，但是容易产生坑底软化的问题。
2.2截水帷幕设计
截水帷幕的作用是将地下水截断在基坑支护结构之外，因此，帷幕体质量、搭接效果及实际的封闭情况就成为影响截水效果的主要因素。
采用帷幕桩与护坡桩相咬合工艺时，咬合的时间有要求，对桩的垂直度要求更高，后施工的桩存在成孔时侧壁阻力不均匀的问题，因此对施工设备要求较高。旋喷帷幕桩工艺能使搭接效果更好，但对于粗颗粒地层，往往也要配合以堵漏措施。护坡桩外侧单独设置搅拌桩帷幕体，通过对土体进行充分搅拌，形成连续的地下水泥土墙，止水效果得以大幅度的提升，但帷幕体与护坡桩分离设置使得堵漏难度加大。
2.3基坑排水法
2.3.1明沟加集水井排水
明沟加集水井排水是一种简单经济的人工降排法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它是在基坑周围设置排水明沟、集水井，通过水泵将集水井内的地下水抽出地面，常被用来排除地下潜水、天然降水和施工用水。明沟排水时，应在沟底采取防渗措施。当基坑工程在地下水量较多、土层渗透性好的情况下，基坑侧壁渗水过多，会大大增加支护坑壁的难度。因此，它在地下水位不太高、涌水量不太大、无流砂的管沟降水中使用效果较明显。
2.3.2盲沟排水
盲沟，又称阴沟或暗沟。工程中填筑路基时，路基下经常存在着比较难解决的地下水。因此，施工者常在填筑路基之前，通过用盲沟，在不影响路基强度的方式下来排出地下水。
2.3.3管道排水
当道路上的地表水过多时，可以采用在地下埋设一些相互接通的使水汇集的排水管的方法，来保证干燥。要选择合适的排水管直径，应根据渗水土层的特征和渗透性来确定，让水的流速大于自净流速。管径太大，会减小水的流速，影响水力条件。
2.4降低水流速度
在进行深基坑排水操作时如果水流降低速度过快，这并不是合理的操作方式。因此，对于这种状况也要做相应处理。让降水速度减缓有一些不同的操作方法，首先可以就设备做调整，比如将离心泵阀调低，让抽水速度放缓，这时最直接的操作。如果是一些较为复杂的工程现场，还可以在需要保护的建筑物的一侧增大排水井的距离，需要的时候甚至可以停止排水操作，这可以立刻减缓水流速度，待其回到正常范围内再继续操作。
2.5下部承压水的防治
由于基坑渗透稳定验算不满足要求，需主动采取基坑承压水突涌控制措施来保证基坑施工的安全运行。方法可采用降水控制承压水头、或采用隔渗帷幕切断水力传递、或加固基坑地基抵抗水压。降水方案，系依据地下水渗透原理通过抽排地下水，降低基坑内的水头压力，消除承压水突涌给基坑施工带来的风险。优势在于方法可控、投资节约；缺陷在于降水运行期间会引起一定的周边地面沉降。
隔渗帷幕方案，以帷幕坐底截断承压水补给方式切断水压力传递，从而达到消除基坑隔水地基承受水压渗透破坏的压力，消除承压水突涌风险。优势在于方法可控、一次投资不干扰后续基坑施工；缺陷在于投资大，尤其是含水层深厚时没有工程优势。
加固基坑地基方案，类似帷幕工艺采用注浆或高压旋喷桩加固底板，结合侧向帷幕实现“五面围封”的方式消除承压水突涌的风险。优势在于一次投资不干扰后续基坑施工；缺陷在于投资较大，施工质量控制要求高，有一定失效风险，并补救困难。治理方案建议：结合新建场区周边环境宽松条件和经济性比较，建议采用以控制承压水水头来防止基坑突涌的降水方案。
3地下水控制设计的展望
（1）随着城市地下综合体、轨道交通和海绵城市等实体和概念的发展，地下水控制在设计及施工中的地位越来越突出，其对环境和地下水安全的影响也越来越受到重视，工程项目各参建方的环保意识均已达到了新的高度。
（2）优先选用截水帷幕进行深基坑地下水控制已形成潮流。由于未来建筑场地更加紧张，周边环境愈发复杂，深基坑地下水控制发展方向将会向基坑内降水、悬挂式截水帷幕、帷幕与降水相结合等多样化形式发展。
（3）当土钉或锚杆穿越截水帷幕时，地下水向基坑内渗漏情况时有发生，堵漏措施是难题，也是地下水控制新的研究方向。
结语
地下水是影响深基坑工程施工安全的重大风险源之一，类似工程应提高风险意识，重视工程技术管理。
1）对于水文地质条件复杂的深基坑工程，应进行针对性水文地质专项勘察，确保基坑地下水防治设计的可靠性。
2）地下水治理方案的选择，应在充分评估工法对周边环境不利影响程度的基础上，再结合经济性优选。
参考文献：
[1]王培先.土木工程施工中深基坑支护技术分析[J].开封教育学院学报，2018（02）.
[2]董华，张发旺，程彦培，等.论地下水环境系统内涵及其编图[J].南水北调与水利科技，2008（06）.
[3]黄冠星，孙继朝，荆继红，等.珠江三角洲地区浅层地下水天然防污性能评价方法探讨[J].工程勘察，2008（11）.
[4]鲁芬婷.基坑工程地下水控制方法及其对既有复合地基的影响研究[D].山东大学，2016.
论文作者:崔立新
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/26
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