對基坑施工中的地下水處理及工程應(yīng)用的探討

吳超 江西省水利規(guī)劃設(shè)計研究院

1.基坑施工中地下水的危害

1.1 地下水問題導(dǎo)致軟土基坑的沉降

目前建筑工程中軟土基坑的沉降問題，主要由坑底隆起、基坑過大、兩側(cè)壓力差三個因素引起。由于坑底隆起主要會引起基礎(chǔ)周圍土體的側(cè)向移動，從而引起軟土基坑的沉降。如果建筑工程中的基坑過大，那么很容易引起支撐結(jié)構(gòu)的變形，促使基坑變形產(chǎn)生沉降問題。此外，由于建筑工程軟土基坑兩側(cè)的壓強較弱，則會引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移，進(jìn)而引發(fā)建筑工程軟土基坑的沉降問題。其次是受地下水影響，基坑內(nèi)部塑性材料變形會增大，從而加劇基坑沉降危害的發(fā)生；同時，由于地下水的影響，也會導(dǎo)致建筑物基坑底部軟粘土地基的自然強度受到破壞，使其更容易發(fā)生地基沉降。為減少基坑沉降問題的發(fā)生，針對建筑工程基坑含有地下水的情況，施工人員可以在基坑外圍挖出排水管道，促使坑內(nèi)卸載應(yīng)力下降。

1.2 地下水造成基坑形變

建筑物基坑施工過程中，由于地下水環(huán)境的影響，極易引起軟土基坑變形。通過實際調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前的工程設(shè)計計算依據(jù)，一般是根據(jù)場地勘察資料總結(jié)而成，但是一旦工程場地受地下水環(huán)境變化影響，則會導(dǎo)致場地勘察數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不但在基坑施工過程中容易出現(xiàn)錯誤，而且還會導(dǎo)致將危害和隱患潛伏在軟土基坑的施工環(huán)節(jié)中，造成基坑變形。為了有效地避免由于地下水引起的基坑變形，施工人員必須采取相應(yīng)措施，以減少或避免對地下水的侵害。

2.基坑施工中地下水的處理措施

2.1 比水法技術(shù)

現(xiàn)行建筑工程基坑施工中，對地下水的比水法處理方法分為沉井法和地下連續(xù)墻法等多種，其主要措施是在基坑周圍設(shè)置比水幕，使地下水能進(jìn)入基坑內(nèi)。但建筑工程基坑施工中所采用的高壓噴射注漿技術(shù)，主要起到了防滲帷幕的作用。但是，在設(shè)置水幕時，為了防止水幕滲漏，會產(chǎn)生漏沙、漏水、倒樁等問題，因此施工人員需要結(jié)合基地實際情況，設(shè)置同樣結(jié)構(gòu)的水幕。同時，為了防止建筑工程結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降或基面塌陷，設(shè)置比水帷幕時，必須嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行。此外，建筑工程中基坑埋深過大，或水文條件差等因素，都會導(dǎo)致水帷幕承受水壓力的能力下降，長期來看，會造成水簾幕的表現(xiàn)，進(jìn)而產(chǎn)生滲漏。上述通過對比水法技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，雖然比水法技術(shù)科處理地下水的效果更好，但施工難度更大，而且施工費用也比較大，這樣不但會影響施工進(jìn)度，而且會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 井點降水法技術(shù)

井點降水法技術(shù)主要是在基坑周圍設(shè)置適當(dāng)?shù)臐B水井點管，配置相對數(shù)量的抽水設(shè)備，使基坑內(nèi)的地下水深度減小，使其達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)深度。根據(jù)于井點降水工藝技術(shù)的不同，可分為輕井點、噴射井點和電滲井點三種類型，但對于不同的井點，其要求、環(huán)境等各不相同。但是，井點降水技術(shù)通過濾水管抽干地下水，可以有效地防止流沙現(xiàn)象。此外，建筑工程施工中的基坑井點降水技術(shù)，可以應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)類型的基礎(chǔ)施工，而且操作技術(shù)簡單，適應(yīng)性強等諸多優(yōu)點。同時，在解決地下水問題時，采用井點降水技術(shù)，也有利于后期的機械化施工，既能有效地提高基坑在施工過程中的穩(wěn)定性，又能提高整個工程的質(zhì)量。

2.3 排水法技術(shù)

對于基坑排水法對地下水的處理方法，實際上與井點降水法的技術(shù)方法類型類似，還具有施工簡便、適應(yīng)性強等諸多優(yōu)點。而用排水法處理建筑工程中基坑地下水，主要是處理土層較淺的地下水，如土層上部的降水、積水、滯水等。

3.基坑降水技術(shù)的選擇

在治理地下水的過程中，施工人員需要對基坑內(nèi)部地下水量、水位、坑壁厚度等實際情況全面掌握，再結(jié)合實際施工需要，選擇更為高效、合理的降水技術(shù)，從而減少管涌、流沙等不良現(xiàn)象，進(jìn)而有效保證施工的整體質(zhì)量，提高整體施工效率。以綜合井點類為主體降水工藝，能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的施工環(huán)境，完成降水指標(biāo)。同時，在保證施工進(jìn)度的前提下，可降低工程造價，保證工程質(zhì)量。下文將就此進(jìn)行重點介紹。

4.井點降水法的具體分類

4.1 井點降水法中的輕型井點類型

4.1.1 輕型井點工作原理

輕井點施工能有效地減少材料的使用，減少了工作人員的工作量，而且還具有一定的安全性，因此廣泛地應(yīng)用于基坑地下水處理中。但是由于建筑工程中基坑的施工結(jié)構(gòu)、環(huán)境要求、現(xiàn)場客觀要求等各不相同，因此輕井點可分為單行、雙行和環(huán)行三種不同的形式，因此為了保證輕井點施工要求達(dá)到最佳效果，因此施工人員必須結(jié)合實際選擇合適的輕井點型式。

4.1.2 輕型井點施工步驟

在輕井點施工前，施工人員要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行勘察，確認(rèn)符合施工標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行放線定位。接著完成總管鋪設(shè)，再進(jìn)行沖孔步驟。選擇砂礫過濾材料填砂，用粘土封堵上部，接通井點管。下一步是安裝泵站，待泵站安全完成后，需要連接總管。當(dāng)總管接通后，下一步就是安裝集水箱和排水管，再打開真空泵和離心泵抽水裝置。此外，在輕井點施工過程中，施工人員還需要不定期地對地下水位的變化進(jìn)行測量，以保證輕井點在建筑工程中基坑施工順利進(jìn)行。

4.1.3 輕型井點施工注意事項

地下水位下降，會引起土壤的固結(jié)，使其易引起地面沉降，同時也會給周邊建筑帶來不良的影響因素。故在輕井點施工時，可采用回灌措施，以避免周圍建筑物產(chǎn)生過大的沉降影響。這類回灌井點措施主要是在基坑抽水半徑范圍內(nèi)打鉆一排孔洞，促使在降水時向孔洞內(nèi)灌水，既有效地防止了土體的固結(jié)，又保證了地下水位不變，從而防止了地面或周圍建筑物的沉降。但是，在實施回灌井點法之前，必須掌握鉆孔中的水位情況，并作詳細(xì)記錄，以保證回灌井點法的實用性。

4.2 深井井點

建設(shè)工程基坑施工中，深井井點降水法施工步驟是先要做好井點的測量和定位工作，然后進(jìn)行開挖井口，并將護(hù)筒放置于挖井過程中。第二步是將機械設(shè)備運至最初指定的區(qū)域，然后用井筒進(jìn)行鉆孔作業(yè)。再裝上一臺泵，再安裝一個抽水控制電路，等抽水控制回路安裝完畢，即可進(jìn)行抽水工序。此外，在地下水處理完畢后，建設(shè)者必須拔掉井管，封好井，以防止地下水位上升引起滲漏，從而對建設(shè)工程周圍的環(huán)境和建筑物造成破壞。

4.3 管井井點

4.3.1 管井井點降水法工作原理

根據(jù)管井井點降水法的工作原理，主要采用成井方法處理地下水，但在成井前，首先要在施工區(qū)域周圍布置一圈管井，確保每個管井配有一個抽水機或離心泵，抽取地下水，這樣不僅有利于后期施工，而且能取得多種輕井點降水方式的效果。因此，管井井點降水法具有排出量大，抽采效果好，施工井點少，操作簡單，改善作業(yè)條件，提高效益，縮短工期等諸多優(yōu)點

4.3.2 管井井點降水法施工步驟

管井點施工時，首先要在基坑開挖之前，施工人員要將一定數(shù)量的濾水井管或管井埋入基坑四周，然后再與總管連接，安裝抽水設(shè)備，確保地下水位達(dá)到基坑底部要求范圍內(nèi)。

4.3.3 管井井點降水法施工注意事項

建筑工程基坑施工中，為了防止管井滲水問題的發(fā)生，采用管井點降水法處理地下水時，必須保證管井的樁孔直徑大于管井外徑。此外，為了防止管井井壁的破壞和損傷，下井時必須找到支撐結(jié)構(gòu)，以達(dá)到固結(jié)目的。

5.結(jié)語

總之，建筑工程基坑施工中存在的地下水污染問題，不僅影響到建筑工程的穩(wěn)定性和穩(wěn)定性，而且影響到整個工程的質(zhì)量。上述通過采取科學(xué)、合理的措施，有效地解決了建筑基坑施工中的地下水污染問題，從而有效地提高了施工的安全性，同時也有效地增加了建筑的施工效率。