基坑降水方法及對周圍環境影響分析

項曉麗

摘 要：該文總結了基坑工程中地下水的不良作用，介紹了基坑工程中進行降水的不同方法及其適用條件，分析了基坑降水對周圍環境的不利影響，提出了不利影響防治措施以及水土資源保護的建議。

關鍵詞：地下水 不良作用 降水方法 不利影響 防治措施

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0245-01

近些年來，隨著基坑工程的大量涌現，基坑工程領域的研究也逐漸走向深入，相應的基坑工程的設計施工水平也得到了很大的提高。但到目前為止，基坑工程還是一門經驗性的實用學科，經驗的積累在學科發展中具有舉足輕重的地位。在多年的工程實踐過程中，人們得到了很多的成功經驗，但也有不少失敗的教訓，而且實踐中仍然存在大量需要深入探討與解決的問題。

1 深基坑工程中地下水的不良作用

當基坑開挖時，場地內的大量積水以及開挖過程中地表雨水和滯水的大量滲入，不僅影響施工的正常進行，同時將造成坑底和坑壁內側的土體長期浸泡在水中，土體強度降低，邊坡穩定性也降低，嚴重威脅基坑的安全和周圍建筑物的安全，因此在深基坑場地施工過程中必須進行降水。

地下水在基坑工程施工過程中的危害主要表現為流砂、管涌和基坑的坑底隆起，而且主要發生在土壤顆粒細、飽和含水的地區。在這些地區進行降水時，地下水位降低引起的坑壁和坑底土的潛蝕、孔隙水壓力的增長引起有效應力減小及相應的抗剪強度降低等均對工程施工產生不利影響。

流砂主要發生在細顆粒且均勻的砂土層中，特別是在松散狀態下飽和粉細砂層中，水頭差的存在將使地下水出現滲流，進而導致這些松散的細顆粒產生懸浮并在一個近似管狀的通道內隨水流運動。流砂現象具有突發性的特點，其宏觀上的表現為地基土出現不均勻沉降、基坑坍塌、支護結構失效。

管涌主要發生在缺失中間粒徑、孔隙直徑較大且互相貫通的非黏性土中。細顆粒在粗顆粒形成的孔隙通道內被水流帶走流失，孔隙也越來越大，滲流量也隨之加大，最終導致土體內形成貫通的滲流通道，土體發生破壞的現象，即管涌。其危害形式與流砂類似。

坑底隆起與突涌主要發生在基坑底面下有承壓水的情況下。基坑開挖后，上覆荷載減少，當其減少至低于承壓水的水頭壓力時，地下水將在水頭壓力的作用下頂開基坑底面，造成坑底土體隆起，地下水突涌至坑內。

2 基坑工程降水作用與降水方法

2.1 基坑工程降水作用

降水一方面可以保證基坑側壁與坑底處于干燥環境，防止滲水，降低基坑側壁土體內的滲流作用，防止流砂，增強基坑的穩定性，為主體施工提供條件；另一方面，降低土的含水量可以提高土體的壓縮性等物理力學指標，在支護體系中可以降低主動土壓力，提高支護體系的穩定性，減小支護體的位移；此外降水還可以作為一種加固地基的有效方法，降水使土的固結度增加，相應的土體有效應力也會增加，進而提高土體的抗剪強度。

2.2 基坑工程降水方法

工程降水設計采用的技術方法，可根據降水深度、含水層性質和滲透性，按表1選擇確定。

3 基坑降水的不利影響

降水雖然可以為主體工程施工提供便利條件，但其對基坑周邊環境的不利影響同樣不容忽視，首要影響即為周邊可能出現的地面沉降，以及因此產生的管線破壞、構筑物開裂等。隨著城市規模的不斷擴展，對地下水的開采利用規模不斷加大，我國不少大中城市已出現地面沉降現象，這也成為各地頻發的一種地質災害，嚴重影響地區經濟社會發展與人民群眾正常的生產生活秩序，并由此引發一系列其他問題。具體有以下幾點：

（1）河床下沉危及重大水利設施的安全運行；

（2）使城市各類管線及重要公路、鐵路、橋梁等基礎設施產生不均勻沉降；

（3）城市環境受到破壞，地裂縫頻發危及城鄉建筑安全，引起社會恐慌；

（4）加重沿海地區風暴潮等自然災害的危害程度；

（5）包括地面高程的地形測繪資料等大范圍失效。

4 降水不利影響的防治措施

井點降水必然會形成降水漏斗，從而導致周圍土壤固結并引起地面沉陷，為將不利影響降至最低，設計及施工中建議采取以下措施：

（1）降水應結合當地經驗，選擇恰當的降水方法；

（2）點井降水時應減緩降水速度，均勻出水，減少地下水對含水層的潛能作用；

（3）點井應連續運轉，盡量避免間歇和反復抽水，以減少在降水期間引起的地面沉降量；

（4）降水場地外側設置擋土帷幕，減少井點降水對相鄰建筑物以及各市政基礎設施的不利影響。

（5）可考慮在井點設置線外設置回灌井點，將井點中抽出的水經沉淀后用壓力注入回灌井中，形成一道水墻，保護臨近建筑物和地下管線。

5 水土資源保護

中國水資源保護法第三十五條規定：從事工程建設，占用農業灌溉水源、灌排工程設施，或者對原有灌溉用水、供水水源有不利影響的，建設單位應當采取相應的補救措施；造成損失的，依法給予補償。因此，該文總結了以下幾點：

（1）對濱海地區的工程降水，應注意防止海水入侵，防止淡水資源遭受污染；

（2）采用引滲井降水時，要求上部含水層的水質應符合下部含水層水質標準，以保護地下水資源；

（3）降水施工期間洗井抽出的渾水，應在現場基本澄清后排放，并應防止淤塞市政管網或污染地表水體；

（4）降水施工的水和泥漿，不應任意排放，防止污染城市地下環境或影響土地功能。

參考文獻

[1] 錢征，張清航.深基坑開挖的降水問題[A].基坑開挖中的巖土工程學術討論會論文集[C].天津：巖土工程師編輯部，1992：20-22.

[2] 姚天強.基坑降水手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2006：89-99.