建筑工程深基坑降排水施工技術(shù)

黃偉棠

摘要：在建筑工程中，對(duì)于一些地下水位較高的深基坑，由于在開(kāi)挖深基坑時(shí)切斷了含水層，地下水在壓差作用下將會(huì)不斷地往基坑內(nèi)滲流，如果不及時(shí)對(duì)基坑進(jìn)行降排水施工，基坑積水將越來(lái)越深，從而使現(xiàn)場(chǎng)施工條件變差，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)、管涌、流砂等現(xiàn)象。因此，為了確保深基坑施工的安全、順利進(jìn)行，必須采取各種行之有效的降排水施工技術(shù)對(duì)基坑水進(jìn)行處理。本文在分析深基坑地下水特性及建筑工程深基坑降排水重要意義的基礎(chǔ)上，對(duì)一些比較常用的深基坑降排水施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：建筑工程;深基坑;降排水;施工技術(shù)

1 建筑工程深基坑降排水的重要意義

1.1建筑工程深基坑地下水的特性[1]

從廣義上講，地下水指的是積聚于地面下部巖石縫隙中的水，在狹義上則是指地下水面以下飽和含水層中的水，而在我國(guó)的《水文地質(zhì)術(shù)語(yǔ)》中規(guī)定，貯存于地表以下的各種形式的重力水統(tǒng)稱(chēng)為地下水。

按照埋藏條件的不同，一般將重力水分為上層滯水、潛水和承壓水。

⑴上層滯水

所謂上層滯水，指的是積聚在離地表較淺、包氣帶中局部隔水層之上的重力水。在建筑工程深基坑中，上層滯水位于第一層含水層，其特點(diǎn)是埋藏部位淺、埋藏水量少，故而對(duì)建筑工程深基坑施工的影響較小。

⑵潛水

潛水是指積聚在包氣帶中第一個(gè)具有自由水面的含水層中的重力水，通常積聚于基巖風(fēng)化殼的溶洞及裂隙內(nèi)，其特點(diǎn)是透水性較強(qiáng)，在建筑工程基坑施工中可通過(guò)多種措施進(jìn)行處理，對(duì)深基坑施工的影響也不大。

⑶承壓水

承壓水指的是積聚且充滿于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層中間含水層中的重力水，其水量主要由含水層的滲透性和性質(zhì)所決定。由于承壓水具有埋藏較深、水量較大等特點(diǎn)，對(duì)整個(gè)深基坑工程的施工都具有非常大的影響。

1.2建筑工程深基坑降排水的重要意義[2]

建筑工程深基坑的降排水施工，主要是以抽排水的方法來(lái)降低深基坑底層的地下水位，以降低基坑土體中的含水量，促使土層的堅(jiān)固程度得到有效提高，從而增強(qiáng)地基的抗剪韌性及基坑土體的各項(xiàng)物理力學(xué)性能。一方面，在深基坑工程中進(jìn)行降排水施工能夠更好地預(yù)防基坑的基地和基坡的滲水，使基坑的坑底部位變得更加干燥，不但有效提高了基坑底和邊坡的穩(wěn)定性，也減少了流砂及管涌現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面，在深基坑的開(kāi)挖施工過(guò)程中，基坑土體的干燥程度越高，對(duì)深基坑的開(kāi)挖施工就越有利，基坑支護(hù)體系的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也就越好。由此可見(jiàn)，在建筑工程中對(duì)深基坑進(jìn)行降排水施工，對(duì)于深基坑的后續(xù)工程施工乃至整個(gè)工程施工都具有非常重大的意義。

2 建筑工程深基坑降排水施工技術(shù)

2.1明溝排水施工技術(shù)

明溝排水施工技術(shù)是指先在深基坑護(hù)壁樁的圍檀之上布置明溝，使積水自行通過(guò)明溝排出基坑外，或是通過(guò)水泵把深基坑中的積水抽排到圍檀上部的集水池或集水箱中，然后再通過(guò)排水溝向外排放出積水。明溝排水施工技術(shù)多數(shù)應(yīng)用于深基坑的積水初期或是積水含量較小的深基坑中，排水的溝渠多數(shù)使用混凝土管道或是用磚砌成。

在采用明溝排水施工技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析深基坑的積水類(lèi)型，盡可能地使積水自行排出，以節(jié)省降排水施工的人力和物力，節(jié)約施工成本。在開(kāi)挖明溝時(shí)，一般應(yīng)當(dāng)以“從高到低”為原則，以便更好地對(duì)積水進(jìn)行引流;對(duì)于自行排水難度較高的深基坑，則要將基坑的線路作為排水的依據(jù)，通?？蓪⒚鳒显O(shè)置在基坑的等高線位置上，并通過(guò)抽水泵等外力進(jìn)行排水，這樣不但能夠順利排出基坑積水，也有效確保了基坑的穩(wěn)定性。

明溝排水施工技術(shù)屬于深基坑工程中最基本的降排水施工技術(shù)，通常可分為以下三種：

⑴明溝與集水井排水施工技術(shù)

施工時(shí)，一般將排水的明溝設(shè)置在基坑的四周或一側(cè)，集水井則設(shè)置在基坑的四角，或是按20～30m的間隔進(jìn)行設(shè)置。一般情況下，排水溝要確保低于基坑的開(kāi)挖面0.4～0.5m，而集水井則要低于排水溝0.5～1.0m，抽水泵則通常安裝在集水井內(nèi)。

⑵分層明溝排水施工技術(shù)

對(duì)于由多種土層所組成的深基坑，如果中間夾有較強(qiáng)透水性的砂類(lèi)土，為了避免上層的地下水對(duì)基坑的下部邊坡造成沖刷，可將明溝和集水井分層設(shè)置在基坑的邊坡上，這就是分層明溝排水施工技術(shù)。分層明溝排水施工技術(shù)主要適用于具有較高地下水位且上部土層透水性較強(qiáng)的深基坑工程中。

⑶深層明溝排水施工技術(shù)

在相互連通的地下深基坑中，當(dāng)土層的滲水量和排水面積都比較大時(shí)，為了避免排水溝的設(shè)置過(guò)于復(fù)雜，這時(shí)可以采取“主溝+支溝+盲溝”的方式來(lái)設(shè)置排水溝，這就是深層明溝排水施工技術(shù)。施工時(shí)，一般將主溝設(shè)置在基坑內(nèi)的深基礎(chǔ)部位或其他合適部位，其余部位則設(shè)置為支溝并與主溝相互連通，對(duì)于通過(guò)基礎(chǔ)部位則以砂子、碎石等鋪成盲溝。深層明溝排水施工技術(shù)主要適用于具有較大深度的箱基深基坑工程中。

2.2井點(diǎn)法降水施工技術(shù)

井點(diǎn)法降水施工技術(shù)主要是通過(guò)在深基坑的底部挖設(shè)深度、大小、數(shù)量均為特定的濾水管作為“井點(diǎn)”，以促使深基坑內(nèi)部的地下水不斷流入其內(nèi)，然后再利用潛水泵等抽水設(shè)備把流入井內(nèi)的地下水抽出，這樣不但降低了基坑內(nèi)部土體的含水量及地下水位，同時(shí)也使基坑土體的穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。

在采用井點(diǎn)法降水施工技術(shù)時(shí)，必須確保抽水工作持續(xù)進(jìn)行，尤其是在初始抽水階段，如果抽水?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)進(jìn)行，很容易造成井點(diǎn)管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。另外，如果停止抽水的時(shí)間較長(zhǎng)，基坑內(nèi)的地下水位上升還會(huì)造成邊坡出現(xiàn)土方坍塌事故。

比較常用的井點(diǎn)法降水施工技術(shù)主要包括輕型井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)五種。

⑴輕型井點(diǎn)降水施工技術(shù)

施工時(shí)，先將井點(diǎn)管沿著基坑的四周按照一定的間隔埋入到基坑的蓄水層內(nèi)，同時(shí)把井管上部連接到總管，然后再通過(guò)安裝在總管部位的抽水設(shè)備不斷地把地下水從井管內(nèi)抽出，從而使地下水位降到基坑底以下。

輕型井點(diǎn)降水施工技術(shù)通常用于土層滲透系數(shù)在0.1～80m/d的深基坑中，單級(jí)井點(diǎn)的降水的深度為3～6m，多級(jí)井點(diǎn)則為6～12m。

⑵管井井點(diǎn)降水施工技術(shù)

施工時(shí)，先沿著基坑按照一定的間隔（10～50m）設(shè)置一根管井，并且每根管井都通過(guò)一臺(tái)獨(dú)立的抽水泵來(lái)不斷抽走地下水，從而達(dá)到降低基坑地下水位的目的。管井井點(diǎn)降水施工技術(shù)的特點(diǎn)是排水效果好、排水量較大，其降水深度通常在3～10m范圍內(nèi)。

管井井點(diǎn)降水施工技術(shù)通常應(yīng)用于以下情況：基坑土層為地下水豐富的砂層或土層;用明溝排水施工技術(shù)會(huì)導(dǎo)致土粒大量流失、邊坡坍塌;輕型井點(diǎn)降水施工技術(shù)無(wú)法滿足降水要求。

⑶深井井點(diǎn)降水施工技術(shù)

當(dāng)深基坑的降水深度大于15m時(shí)，在管井井點(diǎn)使用普通的潛水泵或離心泵已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足基坑降水的需求，這時(shí)可以采用深井井點(diǎn)降水施工技術(shù)來(lái)加以解決。深井井點(diǎn)降水施工技術(shù)類(lèi)似于管井井點(diǎn)降水施工技術(shù)，只需在加粗管井直徑的基礎(chǔ)上使用深井泵來(lái)進(jìn)行抽水，其降水深度通常為30～40m，最深可超過(guò)100m。

深井井點(diǎn)降水施工技術(shù)的特點(diǎn)是工作效率較高，但對(duì)土質(zhì)的要求也非常高，不適合在平原土質(zhì)的深基坑中使用，多用于具有較大滲透系數(shù)、降水深度及降水面積的砂類(lèi)土中[3]。

⑷電滲井點(diǎn)降水施工技術(shù)

施工時(shí)，將打入的鋼筋和井點(diǎn)管分別作為電滲井的正負(fù)極，當(dāng)接入直流電后，在電荷作用下，土顆粒由負(fù)極往正極運(yùn)動(dòng)，而土體中的水分則由于從正極往負(fù)極運(yùn)動(dòng)而集中被排出。

電滲井點(diǎn)降水施工技術(shù)一般適用于具有很小滲透系數(shù)（K<0.1m/d）的淤泥、淤泥質(zhì)土及飽和粘性土等土質(zhì)的深基坑工程中。由于電滲井點(diǎn)降水施工技術(shù)需要耗費(fèi)大量的電，通常只在特殊情況下與噴射井點(diǎn)、輕型井點(diǎn)等降水施工技術(shù)結(jié)合使用。

⑸噴射井點(diǎn)降水施工技術(shù)

當(dāng)深基坑的降水深度在8m以上時(shí)，如果采取輕型井點(diǎn)降水施工技術(shù)，則必須要使用多級(jí)井點(diǎn)，勢(shì)必會(huì)使深基坑施工的挖土量增加、工期延長(zhǎng)、施工設(shè)備數(shù)量增加，實(shí)施起來(lái)很不經(jīng)濟(jì)，這時(shí)可以用噴射井點(diǎn)降水施工技術(shù)來(lái)代替。施工時(shí)，先將特制的噴射器設(shè)置在井點(diǎn)管內(nèi)，然后再利用空氣壓縮機(jī)或高壓水泵將壓縮空氣或高壓水輸入到噴射器內(nèi)，以形成水氣射流來(lái)抽出并排走地下水。

噴射井點(diǎn)降水施工技術(shù)通常用在土層滲透系數(shù)在0.1～3m/d范圍內(nèi)的粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、粉砂，或是土層滲透系數(shù)在3～50m/d范圍內(nèi)的砂土等場(chǎng)合，其降水深度一般在8～20m。

3 結(jié)論

綜上所述，在建筑工程深基坑降排水施工過(guò)程中，必須根據(jù)工程的實(shí)際情況，來(lái)綜合、靈活地應(yīng)用各種降排水施工技術(shù)，才能確保深基坑施工的安全、順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]許索娜.建筑工程深基坑降排水施工技術(shù)控制要點(diǎn)分析[J].城市建設(shè)理論研究，2014（32）.

[2]莫永文.關(guān)于深基坑開(kāi)挖降排水技術(shù)的探討[J].建筑遺產(chǎn)，2013（24）.

[3]王輝生.超大型深基坑綜合降排水施工技術(shù)的應(yīng)用探討[J].建筑與文化，2012（5）.