摘要：基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题，放坡开挖和简易木桩维护可以追溯到远古时代⑴。改革开放以来，中国的经济得到飞速的发展，从而也促进了深基坑工程降排水技术的发展。随着我国大规模建筑基坑和地下工程的发展，尤其是近年来各大城市的地铁建设，深基坑降排水技术和方案的合理性选择得到政府和相关单位的极大重视。目前基坑支护工程中的地下水渗流特性以及地表水对深基坑开挖的影响尤为重要。因此，针对深基坑降排水过程中存在的地下水易入渗、基坑浸水及地面沉降风险等问题，设计出一个合理的降排水方案。
关键词：深基坑工程；渗流；降排水方案
1深基坑的影响因素
1.1渗流对深基坑的影响
首先，地表水、地下水渗入深基坑，将导致基坑周围土体软化，从而形成降水漏斗。随着基坑进一步的开挖，地表水将被排出自由面不断下降，导致支护墙体后的土体不均匀固结沉降。地表沉降给附近的构筑物以及交通、通讯、供水、供电等基础设施带来不利影响。其次，渗流给基坑工程带来的渗透破坏常常体现为管涌和流土两种基本方式。例如，本次湖南长沙强降水灾害大部分建筑物因渗流而倒塌。当深基坑继续开挖时，在特定条件下，渗透坡降达到某一数值，深基坑可能会引起管涌和流土破坏。细颗粒在较大颗粒的孔隙中随水流流出，经常发生在级配不良的无粘性土体中被称为管涌。管涌的持续发展，将会在土体内部形成空洞，导致土体承载力急剧下降，从而极大地威胁基坑工程的安全。向上的渗透力大于上覆土体自重，使之上抬而破坏被称为流土，流土一般力学特征为基坑土有效应力消失，砂土因抗剪强度丧失而液化。最后，在地下水位较高的地区，渗流的存在会影响基坑支护结构位移，甚至影响结构的整体稳定，水体在土体孔隙中流动，将给土体颗粒施加粘滞拖拽力，称为渗透力。渗透力的存在改变了土体有效应力，改变了土体应力场分布。基坑工程的边界条件决定了渗透力作用讲对基坑侧向变形产生不利影响[1]。当施工过程中遇到强降雨补给或其他方式的水量补给，抬高地下水位，造成渗流场突变，可能会危及深基坑稳定。实际上，渗流的存在不仅影响挡土结构上的土压力、水压力分布，还影响到整个基坑土体的应力分布。
1.2地下水对深基坑的危害
地下水包括上层滞水、潜水和承压水。
上层滞水分布于上部松散地层的包气带之中，含水层多为微透水至弱透水层，无统一水面，水位随季节变化，不同场地不同季节的地下水位各不相同[2]。与区域地下水无水力联系，与邻近的地表水体可能有水力联系，但联通性较差。上层滞水一般说来是深基坑降水的第一含水层，由于其埋藏浅、水量小、只要采取合适的降水措施后，治水效果较好，对深基坑施工影响不大。如果对上层滞水的治理不重视或治理不妥,也可导致深基坑事故。
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潜水分布于松散地层、基岩裂隙破碎带及岩深等地区，含水层可为弱透水—强透水层；一般无压、局部为低压水；具有统一自由水面，水位受气象因素影响变化明显，同一场地的水位在一定区域内基本相同或变化具有规律性；水量变化较大，地下水的补给一般以降雨为主，同时接受上部含水层的入渗和场地外同层地下水的径流补给，对降水较有利，可用各种方法进行地下水的治理,对深基坑施工危害不大。
承压水分布于松散地层，基岩构造盆地、向斜、断裂及岩深等地区。一般埋藏于场地下部，具有承压性；水头随场地位置而变化，一般不受当地气候因素的影响，场地内的水头保持相对稳定；水量由含水层或含水构造的性质、渗透性等决定。承压水由于其埋深大、水头高、水量大等原因，对深基坑底板及深基坑施工危害较大，给深基坑治水工作带来一定困难，但只要精心设计和精心治理，仍可保证深基坑工程施工顺利地进行。
2降、排水对深基坑工程的重要性
深基坑工程降排水是基坑工程中的一个难点，是保证施工质量的关键，降水方案的选择正误直接关系到工程施工的成败。由于其在技术上相比一般建筑工程更复杂、管理上难度大、协调难度大等特点。因此它是提高建筑工程质量、减少事故的重点。
据北方交大的唐业清教授对103项深基坑事故的调查中可以看出，由于地下水治理措施不当（如止水、降水、排水等）引起22项事故，占调查数量的21%[3]。从近年来各大城市深基坑施工的实际情况来看，多数事故与地下水治理不当有关，尤其暴雨渗入、管道漏水等突发事件的发生。由此可见，地下水是影响深基坑工程安全的重要因素，是导致深基坑事故最直接的重大原因之一。因此，深基坑降排水对建筑物及工程施工尤为重要。
3深基坑降排水技术
基坑降水工程需根据现场勘察和室内取样实验，得到具体的水文地质条件，依次选择合适的降水方案。该方案不但技术上可行，而且施工费用合理，施工质量和安全有保证。本文提出以下两种基坑降水方式：一是明沟排水又称为积水坑排水。适用于地基为岩基或粒径较粗、或渗透系数较大的砂卵石覆盖面。基坑不深、地下水位高出基坑底面不多，且坑壁土层不产生流沙、管涌或坍塌的情况。二是人工降低地下水位。按其排水原理又分为管井排水法、真空井点排水法、喷射井点法、电渗井点排水法。后三种方法适用于渗透系数较小、土质较差的地层，且开挖深度较大。管井降水法适用于土层渗透系数较大、地下埋藏较浅、颗粒较粗的砂砾及岩石裂隙发育的地层，土质多为砂类土且地下水丰富、降水深、面积大、降水时间长。具有井距大、易于布置、排水量大、降水深、施工简便易操作，且降水效果好，各种形状的基坑均适用。
4总结
随着经济的快速发展和科技飞速的进步，超高层建筑和地铁如雨后春笋般的涌现。因此深基坑降排水施工方法得到极大地应用，同时基坑降排水工程也受到了政府和施工单位的重视。在治理深基坑地下水过程中，若只采用传统的降排水方法很难满足排水得需要，经过研究实践，可以采用明沟排水、管井降水、真空井点降水等方法进行综合的排水，以保证工程建设中降排水工程的施工质量。因此，对于深基坑工程，降排水施工在基坑施工中占主导地位，它控制着工程质量和人身安全。合理的降排水是深基坑施工成功的关键和必要的步骤。
参考文献：
［1］廖媛丽.渗流对深基坑支护工程的影响研究［D］天津大学建工学院,2007.
［2］咎丽清.高层建筑深基坑降排水施工中易发事故分析及其规范［A］内蒙古店里勘测设计院，2006.
［3］咎丽清.高层建筑深基坑降排水施工中易发事故分析及其规范［A］内蒙古店里勘测设计院，2006.
论文作者:潘亚军,毕晨
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/17
标签：基坑论文; 深基坑论文; 地下水论文; 工程论文; 含水层论文; 地层论文; 事故论文; 《防护工程》2017年第15期论文;