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基坑降水淺析

時間日期：2007-2-27 已被閱讀次：[7936]

佛山市新一建筑集團有限公司何兆斌

　　近年來，由于各種復雜原因。我國基坑工程事故常有發(fā)生，這些基坑工程事故主要表現(xiàn)
為支護結構產(chǎn)生較大位移，支護結構破壞，基坑塌方及大面積滑坡，基坑周圍道路開裂和塌
陷，與基坑相臨的地下設施變位以至于破壞，臨近的建筑物開裂甚至倒塌等等。大部分基坑
事故都與地下水有關，因此，在基坑工程施工中必須對地下水進行有效治理。
　　一、降水方法及比較
　　地下水治理，主要有降水和截水兩種方式。下面主要探討一下基坑降水的治理辦法�；�
坑降水主要有明溝加集水井、輕型井點、噴射井點、電滲井點、深井井點等等。各種降水方
法比較如下：
　　1、明溝加集水井：明溝加集水井是一種人工排降法，它具有施工方便，用具簡單，費
用低廉的特點，在施工現(xiàn)場應用的最為普遍。在高水位地區(qū)基坑邊坡支護工程中，這種方法
往往作為阻擋法或其它降水方法的輔助排降水措施，它主要排除地下潛水、施工用水和天降
雨水。在地下水較豐富地區(qū)，若僅單獨采用這種方法降水，由于基坑邊坡滲水較多，錨噴網(wǎng)
支護時使混凝土噴射難度加大（噴不上），有時加排水管也很難湊效，并且作業(yè)面泥濘堪有
阻礙施工操作。因此，這種降水方法一般不單獨應用于高水位地區(qū)基坑邊坡支護中，但在低
水位地區(qū)或土層滲透系數(shù)很小及允許放坡的工程中單獨應用。
　　2、輕型井點：輕型井點（一級輕型井點）是國內(nèi)應用很廣的降水方法，它比其它井點
系統(tǒng)施工簡單、安全、經(jīng)濟，特別適用于基坑面積不大，降低水位不深的場合。該方法降低
水位深度一般在3～6m之間，若要求降水深度大于6m，理論上可以采用多級井點系統(tǒng)，但要
求基坑四周外需要足夠的空間，以便于放坡或挖槽，這對于場地受限的基坑支護工程一般是
不允許的，故常用的是一級輕型井點系統(tǒng)。輕型井點適用的土層滲透系數(shù)位0.1～50m/d，當
土層滲透系數(shù)偏小時，需要采用在井點管頂部用粘土封填和保證井點系統(tǒng)各連接部位的氣密
性等措施，以提高整個井點系統(tǒng)的真空度，才能達到良好的效果。
　　3、噴射井點：噴射井點系統(tǒng)能在井點底部產(chǎn)生250mm水銀柱的真空度，其降低水位深度
大，一般在8～20m范圍。它適用的土層滲透系數(shù)與輕型井點一樣，一般為0.1～50m/d。但其
抽水系統(tǒng)和噴射井管見復雜，運行故障率較高，且能量損耗很大，所需費用比其它井點法要
高。
　　4、電滲井點：電滲井點適用于滲透系數(shù)很小的細顆粒土，如粘土、亞粘土、淤泥和淤
泥質(zhì)粘土等。這些土的滲透系數(shù)小于0.1m/d，用一般井點很難達到降水目的。利用電滲現(xiàn)象
能有效地把細粒土中的水抽吸排出。它需要與輕型井點或噴射井點結合應用，其降低水位深
度決定于輕型井點或噴射井點。在電滲井點降水過程中，應對電壓、電流密度和耗電量等進
行量測和必要的調(diào)整，并做好記錄，因此比較煩瑣。
　　5、管井井點：管井井點適用于滲透系數(shù)大的砂礫層，地下水豐富的地層，以及輕型井
點不易解決的場合。每口管井出水流量可達到50～100m3/h，土的滲透系數(shù)在20～200m/d范
圍內(nèi)，降低地下水位深度約3～5m。這種方法一般用于潛水層降水。
　　6、深井井點：深井井點是基坑支護中應用較多的降水方法，它的優(yōu)點是排水量大、降
水深度大、降水范圍大等。對于砂礫層等滲透系數(shù)很大且透水層厚度大的場合，一般用輕型
井點和噴射井點等方法不能湊效，采用此法最為適宜。深井井點適用的土層滲透系數(shù)為10～
250m/d、降低水位深度可大于15m，常用于降低承壓水。它可以布置在基坑四周外圍，必要
時也可布置在基坑內(nèi)。有時這方法與其它井點系統(tǒng)組合應用降低水位效果更好。對于基坑底
部有可能發(fā)生突涌、流砂、隆起的危險場合，深井點降低承壓水位，有助于減除壓力、保證
基坑的安全性。深井點的缺點是：由于降水深度大、出水量大和水位降落曲線陡等原因，勢
必造成降水的影響范圍和影響程度大，因此基坑周圍建筑物的不均勻沉降要足夠重視、慎重
對待、定時觀察，及時處理。
　　二、基坑降水的缺陷及防護措施
　　基坑工程中對場區(qū)地下水處理采用排降法較阻擋法的最大缺陷是會引起鄰近建筑物的不
均勻沉降。由于每個井點周圍的水位降低是呈漏斗狀分布，整個基坑周圍的水位降落必然是
近大遠小呈曲面分布。水位降低一方面減小了土中地下水對地上建筑物的浮托力，使軟弱土
層受壓縮而沉降；另一方面空隙水從土中排出，土體固結變形，本身就是壓縮沉降過程。地
面沉降量與地下水位降落量是對應的，地下水位降落的曲面分布必然引起鄰近建筑物的不均
勻沉降。當不均勻沉降達到一定程度時，鄰近建筑物就會裂縫、傾斜甚至于倒塌。因此配合
基坑邊坡支護進行降水設計和施工，必須高度重降水對鄰近建筑物的影響，把不均勻沉降限
制在允許的范圍內(nèi)，以確�；蛹爸車ㄖ锏陌踩�。為此，可以從以下幾方面制定減少不
均勻沉降的措施。
　　1、由于基坑周圍的水位降落曲線隨降水要求、降水方法和具體方案的不同而差別較大
，因此不要提出過高的降水深度，在滿足基本降水要求的前提下，對各種降水方法應分析和
比較，篩選最佳的降水方案。
　　2、在降水井點與重要建筑物之間設置回灌井、回灌溝，降水的同時降水回灌其中，使
靠近基坑的建筑物一側地下水位降落大大減小，從而控制地面沉降。
　　3、減緩降水速度，使建筑物沉降均。在鄰近建筑物一側將井點間距加大以及調(diào)小抽水
設備的閥門等，減小出水量以達到降水速度減緩的目的。
　　4、提高降水工程施工質(zhì)量，嚴格控制出水的含砂土量，以防止地下砂土流失掏空，導
致地面建筑物開裂。
　　5、布設觀測井和沉降、位移、傾斜等觀測點，進行定時觀察、記錄、分析，隨時掌握
水位降低和基坑周圍建筑物變化動態(tài)。同時，還要了解抽水量和含砂量。做到心中有數(shù)，發(fā)
現(xiàn)問題及時采取措施，預防事故發(fā)生。
　　三、基坑降水須考慮的因素
　　在采取上述處理方法對基坑進行降水處理時，對選擇的降水方法還應該考慮以下因素：
　　1、場地條件及該建筑物設計施工資料：場地條件制約著降水方案的制定，它主要包括
場地四周已有建筑物的高度、分布、結構和離擬建工程的距離；地基四周的地下設施（包括
給排水管道、光纖電纜、供氣管道等）；向外抽水排水通道以及供電情況等。有關設計施工
資料包括基坑開挖尺寸和分布；地下建筑物施工的有關要求等。這些條件決定了所采用降水
方法和具體的設計施工方案，也決定了具體保證周邊建筑物和地下設施安全的實施措施。
　　2、地址情況：了解地基土分層地質(zhì)柱狀圖及地質(zhì)剖面圖，各層巖土的物理力學性質(zhì)，
地下水類型及埋藏情況，水文地址情況，水質(zhì)分析結果，特別是土層的滲透性。土的滲透系
數(shù)取決土的形成條件、顆粒級配、膠體顆粒含量和土的結構等因素，因此場區(qū)土層的不同深
度和不同方位的滲透系數(shù)是不同的。滲透系數(shù)計算結果的真實性，勢必直接影響降水方案的
選擇。由于影響滲透系數(shù)的因數(shù)復雜，一般勘察報告提供的數(shù)值多是室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，誤差往
往較大，只能供降水設計時參考，對重要工程應做現(xiàn)場抽水試驗加以確定。
　　3、場地地下水情況：地下水分潛水和承壓水兩種。潛水儲存于地表與第一層不透水層
之間，是無壓力重力水，可向四周滲透。從工程實踐來看，潛水大多來源于大氣降水和地下
埋設的上下水管道破裂漏水，主要積存于地表下雜填土和老建筑物被沖刷掏空的地基中。承
壓水儲存于兩個不透水層之間含水層中，若水充滿此含水層，則水具有壓力。所以，要根據(jù)
地質(zhì)和水文資料，搞清楚場區(qū)各處透水層和不透水層向下沿深度的分布厚度和變化情況；掌
握場區(qū)各處承壓靜止水位埋深，混合靜止水位埋深和他們的年變化幅度及水位標高；查明場
地地下水補給源的方位、距離和透水層的聯(lián)系情況；搞清楚地下水層是否與江、河、湖、海
等無限水源連通；不論潛水或承壓水若與無限水源連通，都會造成降水困難甚至于降水無效
。
　　綜上所述，在基坑工程降水處理過程中，以上這些情況都是優(yōu)選降水方法、具體方案設
計和施工的重要依據(jù)。

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