淺談工程降水方法設計與施工

【摘要】水資源缺乏是一個世界性的困難問題。傳統的水資源開發已無法再滿足增加水源的需要，工程降水和雨水的回收再利用逐漸發展為一種大眾認可的既經濟又實用的水資源開發方式。工程降水和雨水雖然不是傳統資源的利用方式，但也具有自身的多種功能。雖然都是以節約用水為目的，都可以有效的緩解水資源缺乏的危機，兩者對于改變水資源日益枯竭的現狀和由此給人們帶來的不方便的生活具有很重大的意義，但工程降水的效果相對而言更好一些。本文從工程降水的幾大方法開始比較，并提出了一些關于選擇設計工程降水方法的見解。

【關鍵詞】工程降水；基坑；常見方法比較；設計選擇

1、幾種常見基坑降水方法的分析比較

基坑降水的方法主要是用在地質條件比較復雜的地方，基坑降水主要以地質條件為基礎，采用地基處理與止水相配合的方案?；咏邓姆椒ㄓ泻芏嗟姆N類，但常見的就是內排水法、外排水法和堵截法三種。

1.1 基坑降水的內排水法

內排水法又叫集水坑排水法，就是將讓水引進基坑的內部。在基坑內部挖建明溝或暗溝并使其發揮進引流的作用，將水流引入水坑后再排除。這種方法的適用條件主要是粉土、粉砂土、砂土、淤泥質粘土或粘土等廣布的巖性中。地下水為潛水，地下水位為1m左右，水量不大，淺層潛水滲透的力度系數平均可以達到0.5m/d。內排水法的優勢在于施工簡單而且經濟實惠，在進行施工時，基坑的開挖深度越是接近地下水位，基坑周圍越是要挖好一個環形的排水溝，排水溝設置位置是基礎輪廓線以外的地方，并距離基礎邊緣一定的距離，大約是2～3m之間。排水溝內設置集水井（或稱集水坑、集水池），集水井應設在地下水的上游，然后，用抽水設備自集水井向坑外強行排出地下水。隨著基坑底的不斷加深，集水井與排水溝也不斷向下加深，直到坑底達到設計標高為止。 排水溝底應比基坑底面低0.5～0.8m，集水井底不得高于排水溝底 的0.8～1m。挖方工程在施工時，一般都是從周邊開始工作，在必要時可先行排水，待持續水面降低到開挖面以下時，再按設計進行邊坡和開挖明溝的修整。

1.2 基坑降水的外排水法

外排水法又稱井點降水法，有輕型井點、噴射井點、深井井點、電滲井點降水四大類型。其中最常采用也最為普遍的類型是輕型井點降水排水法與深井降水排水法。輕型井點降水一般是被利用在滲透系數較小的地層，降深一般都會低于6m，但級別較高的降水系統的降水深度可以達到6～12m。在水文地質條件及施工條件的考慮角度來看，輕型井點降水系統適用于滲透系數較小的土層?；拥钠矫嫘螤睢⒋笮　⒁蠼瞪?、地下水流向和巖性等因素對輕型井點降水系統的平面布置情況具有決定性的影響，布置類別主要有環行、U形或線形等。當基坑寬度比兩倍的抽水影響半徑還要小時，就要考慮沿基坑外緣進行布置的情況了；當基坑寬度比兩倍抽水影響半徑還要大時，考慮加一排線形的井點在基坑中間；如果基坑的寬度比2.5m還要小且較窄的時候，降深一般要求較小，只在基坑的一側布置一排井點即可，兩端的延伸長度最好要大于基坑的寬度。深井井點降水是通過在深基坑的周圍埋置深于基底的井管，再在井管內設置潛水泵，從而將地下水抽出，達到地下水位比坑底要低的目的。這種方法的特點在于排水量大，降水量大；井之間的距離大，對平面布置產生的干擾較??；不會受土層的限制；井點制作的方法、降水設備的操作、維護都非常簡單，施工效率高；井點管具有既整根拔出又能夠重復使用等優點；但一次性投入的資金過多，成孔質量也有嚴格的要求。 適于滲透系數較大（10～250m/d），土質為砂類土，地 下 水 豐 富，降水深，面積大，時間長的情況，降水深可達50m以內。從本質而言，井點降水是采用了抽水井處降低地下水位，以井點為中心滲透形成的漏斗效應。每個井點的漏斗效應相互疊加使漏斗的最高水位低于基底標高。在諸多井點降水方法中，深井井點降水具有不僅降水效果好、施工簡便而且操作技術易于掌握的優點，使得各種形狀的基坑都能運用此方法，發展為基坑降水常用的一種手段。

1.3 基坑降水的堵截法

堵截法也就是我們所說的工程中的止水帷幕。常用的借助建立地下的連續墻、水泥攪拌樁、旋噴樁、鉆孔灌注樁等方法而形成不透水的密閉結構，防止外部的地下水滲入或流入到基坑內。以地下水對地下水位的影響程度和不透水層的分布深度為根據，當基坑的開挖遇到無法采用普通的排降水方案時，從與地質條件相適應的止水帷幕角度開始考慮，其中最常用的做法是打造水泥攪拌樁及旋噴樁建立止水帷幕。在施工中首先通過查找各種地勘資料從而找到不透水的巖層，然后對旋噴進入不透水層的厚度加以確定，正常情況下可進入強風化巖層的厚度為1m。泥攪拌樁、旋噴樁樁直徑都為600～800mm，相鄰的兩根樁需有100mm咬合度。施工基坑的外側借旋噴樁的阻力將海水擋在基坑的外面。此類方法屬于地下施工法，但由于地下的不確定因素實在太多，需注意在施工中受到地下水中的鹽對混凝土的強度影響，在兩樁結合部位的薄弱環節容易產生滲漏導致降水的失敗。

2、基坑降水方法選擇設計時的注意事項

如果基坑的開挖范圍比較大而且深度也比較深的話，為了取得良好的降水效果可以考慮多種不同類型的降水方法。例如，當基坑開挖的工程恰好在透水性較弱的地層時，深井與輕型井點組合的方法，即事先布置降低水位5～10m的大間距深井，接著在挖好的坑中建立間距較小的單級的輕型的井點系統，最后降水。當施工的工地恰好為透水性很強的砂礫層，周圍又有豐富的補給水體，就需要在基坑的開挖工程中布置降水系統，并由外往內的排列深井和排水溝?；咏邓こ淘趯嶋H的運用過程中，如果真的要采用幾種不同的降水方法時，靈活度雖然比較大，但操作起來卻比較復雜。在外側采用旋噴樁進行止水帷幕、在內側采用鉆孔灌注樁組合起來的辦法逐漸成為深基坑降水常見的方法。外側的旋噴樁具有有效止水的效果，能夠保證基坑中的作業在干燥的土體條件下進行，而鉆孔灌注樁則具有支持土方防止坍塌的作用。

結語：

工程在實踐的過程中得知，工程中的降水方案在設計時一定要以實際的水文地質條件為參考依據，不同的水文地質條件要選擇設計不同的降水方法。 深基坑在開挖的過程中，必要時可組合使用幾種不同的降水方案，以取得最佳的布置效果，獲得最大的降水量。

參考文獻：

[1]李峰.基坑降水工程設計與施工經驗淺析[J].中國煤炭地質，1997（1）：58-60.

[2]謝長松.淺談基坑降水工程施工技術[J].黑龍江科技信息，2011（31）：267-267.

作者簡介：

白繼峰（1982-），男，本科，工程師，主要從事巖土工程勘察等工作。