浅谈深基坑地下水的处理

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　　摘要：本文通过了解地下水对深基坑的重要性和不良影响，对深基坑施工中地下水处理中常见的处理方法给予介绍，并结合具体的工程实际，使其取得了良好的控水效果。
　　关键词：深基坑开挖；地下水；基坑干燥；
　　一．水文体质特征对深基坑开挖的重要性
　　深基坑开挖首先要具备以下的必要条件：首先保持基坑干燥状态，创造有利于施工的环境；其次是确保边坡稳定，做到安全施工，如果忽视这些必要条件，其后果是及其严重的。有的基坑积水或土质稀软，使工人难以立足以致无法施工；有的出现“流砂现象”导致边坡塌方,地质破坏；有的内部基坑土体发生较大的位移，影响邻近建筑物的安全。通过现有的工程事故调查发现，有70%的工程事故是由于地下水或降雨造成的。因此，在基坑施工中应对地下水的处理给予应有的重视，正确认识各种土体的渗透规律；恰当选择合理的降水方法，科学设计止水结构，确保隔渗效果，是地下水处理的主要矛盾，对深基坑的水文体制特性的了解十分重要。
　　对深基坑水文地质的了解和掌握，不单是设计人员的事，作为施工单位的现场项目经理部经理和项目总工都应掌握。因为水文影响施工的质量和效率，影响施工组织和管理，影响施工技术的运用和事故预防。在我国，东西南北水文地质差别很大，在南方施工与在北方施工大不一样。在水位上，南方水位浅，北方水位深。在土质上除有地域差别外，同一样地域也有不同的土质存在。靠江海湖泊更不用说。如:有的地层上部以粘性土为主，下部以砂砾石层为主，自上而下可划分为杂填土、可塑状粘土、淤泥质粉质粘土、可塑一硬塑状粘土软塑状粉质粘土、粉砂或粉土夹软塑状粉质粘土、粉细砂、细砂、中粗砂、砾砂、碎石土等。有的地区深基坑开挖的地质容易出现基坑边坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井点降水引起的地面沉降、道路开裂、围护位移、房屋开裂等。只有对深基坑的水文地质掌握了，才能在具体施工中做到临危不惧，举措得当。
　　二．地下水给深基坑开挖造成许多不良影响
　　1)在粉细砂层或粉土场地，地基土在地下水动水压力作用下，基底往往会发生翻泡、冒水、土体颗粒上浮等现象,称为“砂沸”，由于“砂沸”发生的面积一般较大,影响深度也较深,故一但发生,整个地基就会受到扰动,原始结构遭到破坏，影响地基强度。
　　2)当渗流水在基坑坡面溢出时,土体颗粒在动水压力和自重下滑力的双重作用下,先将坡脚附近土粒浮起,使其失去支撑,然后迅速发展到土体流动或坑壁塌滑，称之为“流土”,这种现象往往是突发性的,对地基的破坏十分严重。如某建筑物建在河流冲击的粉砂、细砂层上,基坑开挖中采用深沟降水,当挖深到设计标高时,由于局部排水段失效,地下水从坡面逸流,使该段坑壁发生流砂,继而塌滑。使工期延误,损失惨重。
　　3)当基坑下有承压水时,开挖基坑减小了含水层上覆生活透水层的厚度,在厚度减小到一定程度时,承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板,造成突涌现象。底板裂缝使地基整体性遭到破坏,突涌带出的土体,使下卧层淘空,降低了下卧层的强度,对工程极为不利。
　　4)渗透水流在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷, 挟走细小颗粒或溶蚀岩土体中的孔隙逐渐增大,甚至形成洞穴,导致岩土体结构松动或破坏,以致产生地表裂缝、塌陷,影响建筑工程的稳定。这种潜蚀作用,在黄土和岩溶地区经常发生。
　　三．深基坑施工中的地下水处理
　　常见的处理方法:一是止水法，即通过有效手段，在基坑周围形成止水帷幕，将地下水止于基坑之外，如沉井法、灌浆法、地下连续墙等;二是排水法，即将基坑范围内地表水与地下水排除，如明沟排水、井点降水等。
　　在实现施工中止水法相对来说成本较高，施工难度较大:井点降水施工简便、操作技术易于掌握，是一种行之有效的现代化施工方法，已广泛应用。使基坑范围内的地下水降低至设计深度。
　　井点法防水适用于具有不同几何形状的基坑，它有克服流砂、稳定边坡的作用。由于基坑内土方干燥，有利机械化施工，缩短工期，保证工程质量与安全。井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点。在具体施工中，除了把握好成孔、安设井管、填充滤料、洗井、安设水泵等重要环节外，还要特别注意以下问题:一是基坑内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内。二是加强水位监测，水位差过大时，应立即采取补救措施，如设置回灌井点等。三是防止排出的地下水回渗而流入基坑。四是潜水泵在运行时要注意检查电缆是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗如电动机内。五是位于基坑内的深井井点，由于井管较长，挖土至一定深度后，井管应于附近的支护结构支撑或立柱等连接，予以固定。六是当基坑底部有不透水层时，为排除上层地下水，可采用砂井配合深井降水。如电梯井基底管涌泥水，待基底砼浇捣完成后7天内拆除封闭。
　　四．工程实例
　　印度JHARSUGUDA独立电站位于北纬21°48′东经84°3′印度Orissa邦Jharsuguda镇以南约8km的Brundamal/Bhurkamunda村附近。国道SH-10位于厂址以西约2.5km处，交通方便。工程建设总规模为6×600MW，本期建设4×600MW，留有扩建条件。本建筑物是属于电厂输煤标段的0#输煤转运站，也是整个电厂基础最深的建筑物。0#转运站是地下框架剪力墙结构，3层。基础形式为筏板基础，基础尺寸30m*15m，基础底标高为-31.500m,室外地面标高为-5.850m，开挖深度25.65m.地下侧壁底板及和土接触部分梁板柱采用C35防水砼，抗渗等级为S9.建筑场地类别II级，基础持力层为④层全风化片岩。
　　1） 工程地质条件
　　场地地层自上而下依次为：①粘土②粗砾砂③残积土，根据设计提供的基础资料，该三层土不适宜作为火车卸煤沟、输煤栈桥等建（构）筑的天然持力层；对于贮煤场区域荷载较小的（构）建筑物，该三层土可以作为天然持力层。④片岩(全风化)，该层强度较高，可作为火车卸煤沟、转运站等建（构）筑物的天然地基持力层。⑤片岩及以下地层为强风化～中等风化片岩，其强度较高，抗变形能力强，是较好的天然地基持力层，也是良好的地基持力层下卧层。
　　2） 保持基坑干燥
　　在勘测期间，地下水水位埋深约0.56～6.90m，年变化幅度3.00～5.00m，常年最高地下水水位可达地表，当雨季施工或基坑深度位于地下水水位以下时，基坑开挖前应进行施工降水，降水方法可考虑采用井点降水或坑内明沟排水（基坑较浅时）的方法。
　　由于全风化和强风化片岩具有易扰动、遇水迅速崩解，承载力显著下降的特性，因此，无论采用何种方法进行降水，均应保证基坑开挖过程中地下水水位位于基坑坑底以下0.50～1.50m，严禁基坑开挖过程中地基土被水浸泡。
　　3）确保边坡稳定
　　场地内片岩全风化呈粉细砂状，产状为倾向NE35°～55°，倾角50°～77°，具各向异性，特别是边坡具有顺层滑移的特性。考虑以上因素，基坑开挖过程中应进行放坡，在顺层坡方向上，当坡高小于8m时，建议采用小于1：1.00的高宽比进行放坡；若坡高大于8m时，建议采用小于1：1.50的高宽比进行放坡。在逆层坡方向上，当坡高小于8m时，建议采用小于1：0.75的高宽比进行放坡；若坡高大于8m时，建议采用小于1：1.00的高宽比进行放坡。
　　另外，基坑开挖后应尽快进行上部基础施工，避免基坑长时间暴露.

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