基坑降水技術(shù)在建筑工程施工中的運用

孫毅

（山西二建集團有限公司，山西太原 030032）

0 引言

在建筑工程施工過程中應(yīng)用基坑降水技術(shù)，可以降低施工區(qū)域地下水位，達到保障施工現(xiàn)場安全和周邊安全的目的。這就決定了在運用基坑降水技術(shù)的過程中，會同時涉及眾多技術(shù)要點、操作環(huán)節(jié)和規(guī)范要求，對于工程技術(shù)人員以及施工人員的專業(yè)水平具有極高的要求。因此，有必要針對基坑降水技術(shù)在建筑工程施工中的具體應(yīng)用及關(guān)鍵點進行全面系統(tǒng)的研究，如圖1 所示。

圖1 基坑降水

1 建筑工程基坑降水技術(shù)概述

在建筑工程施工過程中，要想防止發(fā)生坑基內(nèi)壁坍塌，避免地下水流動對基坑施工過程和施工質(zhì)量造成不利影響；同時，避免因防范因流沙、管涌、基底隆起等問題導(dǎo)致建筑物周圍地下管線受損、引發(fā)建筑物坑壁坍塌、地基不均勻沉降等一系列質(zhì)量事故，就必須采取有效措施降低地下水水位，控制其流動量和存在量，從根本上降低基坑滲水問題的發(fā)生概率，使基坑坡面以及基坑底部的穩(wěn)定性得到可靠保障，防止基坑內(nèi)部土質(zhì)流失。上述目標均可以通過運用基坑降水技術(shù)實現(xiàn)，通過相關(guān)技術(shù)操作可以減少支撐結(jié)構(gòu)的壓力和隧道內(nèi)空氣壓力，使基坑和填土的安全穩(wěn)定性獲得大幅提升，避免基地結(jié)構(gòu)因施工不當、荷載作用遭到破壞，使施工過程和建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性得到保障[1]。

2 基坑降水施工方案的合理設(shè)計

在進行建筑工程基坑施工設(shè)計時，需要設(shè)計人員針對以下幾個方面給予高度重視：首先，基坑地面以上空間的合理設(shè)計。只有充分考慮到地面作業(yè)的實際情況，才能使基坑井在位置得到合理定位，才能使基坑作業(yè)面及各項后續(xù)施工得到有序推進，確保整個作業(yè)空間滿足基本施工需求；其次，排水法、堵水法等模式的合理確定。在選擇基坑技術(shù)的應(yīng)用模式時，需要設(shè)計人員針對所有施工環(huán)節(jié)及其作用水平進行全面系統(tǒng)的分析。以達到工程降水要求為導(dǎo)向，對地下水位控制進行有效把握。只有這樣，才能將施工過程中的流砂、滲漏隱患降至最低，充分發(fā)揮基坑降水技術(shù)的實用價值與安全保障作用；最后，基坑位置的合理選擇。目前，在針對基坑降水進行測試時，存在以下幾種常用方法：①通過電滲透確定井點位置，但這種方法的成本較高，主要適合用于黏土材質(zhì)以及淤泥土質(zhì)的井點測定；②輕型井點的測定。在測定過程中，需要技術(shù)人員結(jié)合基坑實際深度，調(diào)整好深挖的比例關(guān)系，從而使基坑位置和外側(cè)標準得到合理確定。此方法不適合用于黏土層，對于加固土體具有較好的應(yīng)用成效；③噴射井點的測定。這種方法非常適合用于加高的土層，尤其是砂土層這種出水量不理想的區(qū)域，使用此方法可以達到理想的降水效果。從這幾種方法的應(yīng)用特性上看，具體采用何種方法，需要工程技術(shù)人員結(jié)合施工區(qū)域的地質(zhì)水文條件、土體物質(zhì)以及工程預(yù)算等因素進地綜合考慮與合理選擇[2]。

3 基坑降水技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 基坑定位與成孔

對于建筑工程而言，基坑挖掘既是基礎(chǔ)施工工環(huán)節(jié)，又是事關(guān)整個建筑工程結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性、可靠性與耐久性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，應(yīng)采用有效手段針對地基施工過程與施工質(zhì)量進行嚴格管控。其中，首先需要開展便是嚴格按照基坑降水技術(shù)操作規(guī)范做好基坑降水工作，確保基坑降水效果達到本工程設(shè)計要求。在運用基坑降水技術(shù)之前，需要施工人員精準布置所有作業(yè)孔位，認真做好每一個孔位的現(xiàn)場測量工作。必要時，需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況對設(shè)計孔位進行優(yōu)化調(diào)整，避免因定位不精準、不合理導(dǎo)致后續(xù)安裝位置不得當，從而對周圍建筑物和地下管線設(shè)備造成不良影響。當確定孔位之后，便可以利用事先準備好機械設(shè)備開展鉆井工作。在泥漿配置環(huán)節(jié)，要本著“自然造漿”的原則對泥漿密制度進行合理控制，確保泥漿質(zhì)量上乘。需要注意的是，在施工中途間歇階段，為了避免出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象，要確保孔內(nèi)泥漿始終處于壓滿狀態(tài)。

3.2 清孔換漿和下井

在基坑施工的鉆孔施工中，鉆孔達到一定高度后，應(yīng)事先清洗鉆孔中的泥沙，并升級鉆具。在施工中全面清洗孔坑，換漿工作完成后，可以調(diào)整泥漿的密實度，使其在施工過程中具有有效作用，防水性和凝結(jié)性更好，可以有效清理其中的雜物，以避免在泥漿中出現(xiàn)泥塊。在井下過程中，大型水泥礫石管應(yīng)用作井管施工中的井管。一般直徑為40cm，過濾器的縫隙也是需要嚴格檢查的重點，確保其檢查符合標準，從而全方位達到設(shè)計預(yù)期。下管施工前，要嚴格測定鉆孔的深度，確保其符合設(shè)計方案中的施工標準，再進行下管施工。在下管過程中要全程保障井管的完整程度，利用現(xiàn)有工具對其進行垂直固定，確保下放過程中始終垂直不變[3]。

3.3 填筑和洗井

在洗井環(huán)節(jié)，需要利用水泵完成洗凈和抽水作業(yè)。在濾料填筑環(huán)節(jié)，需要在填筑濾料之前完成鉆桿的下放，鉆桿底部需要與孔底之間保持0.35~0.45mm 的距離。在通關(guān)鉆桿過程中，需要對泥漿進行穿束和調(diào)節(jié)，使其保持在適合的范圍之內(nèi)。此后，結(jié)合井的實際構(gòu)造在坑孔當中進行濾料填筑。在填筑坑孔時，要將濾料均勻地從井口送入，勻速完成回填，避免井管發(fā)生擠損現(xiàn)象。最后，再采用絲狀方式向周圍回填，當濾料填充完畢后，及時使用抽水泵將多余的泥漿抽出[4]。

3.4 試抽和降水試運行

在全部完成各項前期工作之后，便可以進行電纜線和排水管的安裝，為下一步試抽做好相應(yīng)的準備。在安裝時，要避免安裝材料受到其他輔助設(shè)備的損壞；還要做好施工現(xiàn)場的標識工作，以便于管理人員對地面標高和井口靜水位進行數(shù)據(jù)監(jiān)控；在試抽之前，針對所有降水設(shè)備運行情況進行檢查，確保其能夠正常完成抽水與排水工作。在完成上述準備工作之后，便可以嘗試利用抽水泵抽取地下水，在試抽過程中，工作人員要針對地下水平進行實時觀測，隨時關(guān)注承壓水頭的變化情況，以下地面沉降情況，避免周邊建筑因為地下水位變化而發(fā)生沉降[5]。

3.5 輕型井點、真空管井施工

在輕型井點、真空管井施工中，可以通過填土溶解的方式快速完成操作。但是，要做到一邊填充一邊下沉處理。在沖孔時，需要將孔深控制在500mm 以內(nèi)，還需要針對過濾管等周邊位置的過濾成效進行嚴格把關(guān)。在完成沖孔之后，需要確保水流正常之后方可進行抽水操作。在抽水之前，要確保整個運行系統(tǒng)不存在漏氣現(xiàn)象，各個井點之間的操作需保證連續(xù)進行，尤其要保證電動機和電源運行的流暢性。在真空管控井施工中，需采用正循環(huán)的方式進行操作，這樣可以更好地把控鉆孔的基本效果。在確定鉆頭位置時，需要根據(jù)工程實際情況確定成孔的口徑及位置，使施工質(zhì)量得到有效保障[6]。

4 基坑降水施工中的注意事項

4.1 控制地面不勻稱沉降

地下水水位對于地殼表面具有一定的支撐作用，而基坑降水技術(shù)是將地下水排除或者對其進行引流。如果在降水施工中處理不當，必然會對地下水支撐作用的發(fā)揮造成破壞，從而導(dǎo)致周邊建筑物發(fā)生不同程度的沉降。如果施工區(qū)域地處軟土層，在降水過程中甚至會發(fā)生塌陷事故。因此，出于安全方面考慮，需要工程技術(shù)人員密切關(guān)注基坑降水施工所造成的后續(xù)影響。同時，采用科學有效的防范措施，避免出現(xiàn)不均勻沉降、建筑物集體沉降等問題。比如通過降水速度的合理控制，確保周圍地面和地面建筑處于均勻沉降狀態(tài)；還可以適當拉大井點之間的距離，或者減少抽水量。總之，工程技術(shù)人員要充分結(jié)合不同施工場景以及工程降水需求，采用適合的降水方法。確保降水效果既能夠滿足工程建設(shè)要求，又能夠保障施工區(qū)域和周邊建筑的安全穩(wěn)定性。

4.2 有效保證降水效果

在基坑降水過程中，為了避免出現(xiàn)降水效果不佳的情況，需要工程技術(shù)人員針對施工現(xiàn)場的實際情況進行全面細致的分析，確保采用最適合、最科學的降水措施。比如，當基坑井點位于黏土層而且黏土層較厚時，需要針對黏土透水性差這一特點，對施工技術(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整。可以先在孔內(nèi)回填一些粗砂，以此增強其滲透能力。在抽水過程中，要針對管子水流情況和表面潮濕度進行動態(tài)監(jiān)查，一旦發(fā)現(xiàn)淤堵情況，要立即疏通淤堵部位，確保降水施工的順利完成[7]。

5 結(jié)語

在當前的建筑工程領(lǐng)域內(nèi)，基坑降水技術(shù)的使用頻率越來越高，與之相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、操作要求也越來越完善。在實際施工的過程中，相關(guān)技術(shù)人員和施工人員除了嚴格落實各項技術(shù)規(guī)范以外，還要做好施工經(jīng)驗的總結(jié)，憑借探索精神持續(xù)探究與基坑降水技術(shù)相關(guān)的新方法、新思路與新手段，推動這項技術(shù)的朝更加先進科學的方向發(fā)展。