深基坑工程中地下水处理方法

角志祥 王勇 牟德昆

摘要：深基坑工程是一项施工时间长、施工难度高、涉及学科种类多的一项复杂的工程。当深基坑的基础深度低于地下水位线时，就必须对地下水进行处理，以防止其对深基坑工程的渗透与破坏。在本文中，笔者主要通过分析地下水对深基坑工程的破坏原理，以探索出一些恰当的地下水处理方法，以期对深基坑工程的施工能够有所帮助。

关键词：深基坑；地下水；处理方法

一、引言

随着我国国民经济的快速发展和城镇化进程的加快，高楼大厦的建设已经成为了我国建筑领域的重点项目，而伴随着高楼大厦的不断崛起，深基坑工程也获得了长足的发展与进步。面对着越来越高的楼层建设和地下空间的不断扩大，我们对于深基坑工程的技术及质量要求也越来越高。但与此同时，深基坑工程还面临着许多来自于地质等多方面的不确定因素，往往会造成深基坑事故，造成巨大的损失。据一些研究者调查发现，目前我国经常发生的深基坑事故大约有七成以上是由于地下水处理不当造成的，这不仅对地质造成破坏，还影响到了周围建筑物的安全，造成了很大的安全隐患。因此，对于深基坑工程当中地下水的处理已经迫在眉睫，必须引起我们的高度重视，把握不同土体的渗透规律，采用科学合理的地下水处理方法，保证隔渗效果，从根本上杜绝发生深基坑工程事故的可能性。

二、地下水对深基坑工程的破坏

要想保质保量的完成深基坑工程建设必须满足以下两个条件：一是基坑必须要一直保持干燥状态，这样可以保证施工的顺利进行；二是要保证周围边坡的稳定，以确保安全施工。这两个条件是深基坑工程正常施工的前提条件，而它们都与地下水处理是否得当密切相关。

深基坑工程的实施要根据地下水的状态和土质的结构进行相应的调整，在一些地下水经常会发生变化的地区开展深基坑工程需要对地下水的处理进行格外的注意，这样才能保证深基坑工程的顺利进行。在深基坑工程的实施过程中，首先需要把握的是土的透水性。所谓土的透水性，就是指水流穿过土中小孔及缝隙的难易程度。如果土质的构成越粗糙，它的透水性就会越大，如果把夹杂着碎石的粗土块和细腻的粘土放在一起比较，显然粘土的透水性会更低一些；如果保证其他施工条件相同，土的透水性越大，就越容易被水渗透并加快渗透速度。

除了把握土的透水性以外，我们还需要掌握地下水的运动规律。地下水的运动有两种情况，即紊流和层流。紊流顾名思义是指水毫无秩序的流动，经常性的在土的宽大空隙中流动且速度较快；而层流是指水在土质较密的土中有秩序的流动，互相不混杂的状态。在深基坑工程的建设当中，我们必须通过对土的透水性，以及地下水运动规律的把握来防止流砂和滑坡现象的出现。通过测算我们发现，在细砂和粉土中最容易出现流砂，这是因为水的渗透力一直大于土的浮重，土质自身丧失内部压力导致其悬浮状态的出现，最后出现流砂。而粘土当中出现流砂的现象则比较少见，这主要归功于粘土的粘聚力大，压力较小的水流很难对其造成影响，使其变为流砂。因此，合理的把握地下水的渗透力和土浮重度之间的关系，对于流砂及沙沸现象的防止有十分重要的借鉴作用。

同时也应当意识到，流砂现象的出现很容易造成边坡土体的滑坡，而在深基坑工程施工的过程中若遇到降水，就很容易出现大的水力坡降，导致地下水紊流的情况出现。如果不能对此及时采取措施，坑内很容易被坑外的地下水所滲入，造成泥沙的大量涌出，引起周围地面下沉，严重威胁到周围建筑群的安全。

三、地下水的处理方法

1.查明地下水情况，仔细设计

当前很多深基坑工程发生事故大多数是由于工程师之前没有对地下水情况进行仔细的了解和把握，没有引起大家足够的重视。如果在对地下水的情况还没有查明之前，就盲目的进行深基坑工程的设计，在深基坑挖至地下水位以后，就会产生一系列的问题，如在上文中提到的流砂、边坡土体滑坡、地下水对深基坑的渗流和坑外周围地面的下沉等等，最后导致深基坑事故的出现。因此，在深基坑工程实施之前，我们必须做好相关工作，查明地下水的具体情况，并做到具体问题具体分析，仔细设计，采取相应的防水和降水措施。如果遇到软土地区，则需要更加谨慎的对地下水情况进行勘察和处理。

2.止水法

止水法是指在深基坑周围做上止水帷幕，即在深基坑工程开挖和施工时防止地下水的渗流，以确保地下水不会突涌的一种止水措施。止水帷幕是为了保持深基坑的干燥，保证地下施工作业的正常进行和防止坑外土地的下陷及变形，同时止水帷幕还可以有效防止地下水渗入基坑，阻止周围土体的位移变形。在选用止水帷幕时，也需要综合考虑多方面的因素，如工程水文地质的条件、基坑周围的环境条件以及较高的资金投入等。

止水帷幕的设置方法有很多种，目前采用较为广泛的主要有高压喷射注浆法、压力灌浆法和浆喷深层搅拌法等，这三种设置方法各有利弊，在不同地质条件下能够发挥不同的作用。高压喷射注浆法适用于粘土、粉土等土质条件，但是对于卵石层等土质设置止水帷幕时，效果欠佳。压力灌浆法有着与其他设置方法不同的优点，它适用于岩溶溶洞和砂砾石的断裂面，对于难以处理的软土和较湿的黄土都有着很好的作用。浆喷深层搅拌法对于粉质和较软的粘土、含有矿物质的粘土都能起到良好的止水作用，但也应该注意。浆喷深层搅拌法对于卵砾石等地层以及PH值偏低的土层很难起到良好的加固作用与防水作用。

止水帷幕在设计时，不仅需要进行大量的勘测与计算，还需要工程师掌握大量的土质和施工经验，只有将二者结合起来，才能确保深基坑工程的安全性。止水帷幕在进行平面布置时一般会考虑两种布置方式，一是可以将研发、数据、培训中心三个基坑都做独立止水设计；二是将这三个基坑连接在一起形成一个大的连通基坑，这种平面布置方式能够起到节约资金、提高止水效率的作用。

3.降水法

降水法是指通过对地下水位的降低，保证深基坑工程能够在地下水位以上进行施工，从而避免地下水对其的渗透压力，防止边坡滑坡和流砂等现象的出现。降低地下水位的常用方法主要有以下两种：一是井点降水，二是明排降水。一般来说，井点降水的适用范围较广一些，随着我们科技的进步与发展，井点降水也逐渐出现了多种具体的方法，主要包括电渗井点、管井点、情形井点、辐射井点等，这些方法针对不同的地质情况进行，取得了不错的效果。

井点降水法要求井点深度要深于降水的深度，然后通过井点的引渗或者抽水来进行对地下水位的降低，保证深基坑工程的顺利进行。井点降水的采用有利于保证优质的工程质量、确保施工的进度以及工程的安全。目前看来，井点降水法是增加边坡稳定性和夯实地基的有效手段之一，能够防止基底的破坏和隆起，充分截止地下渗流，减少侧土压力，有效预防深基坑工程事故的发生。另外，在降水法当中还需注意的一点是地下水位在降低之后会对施工带来一些不利影响，比如对残留水的处理、对周围建筑物的影响、地面沉降等方面。因此如果降水法对深基坑工程造成一定影响的话，可以采用堵截法对基坑与地下水进行分离，从而继续施工。

总之，深基坑工程当中地下水的处理对于保证工程质量，防止事故发生都有着极其重要的作用，我们必须对此加以重视，从根本上杜绝深基坑工程事故。在本文中笔者提出了一些具体的地下水处理方法，以期对以后的深基坑工程的施工能够有所帮助。

参考文献：

[1] 马艳霞.深基坑工程中地下水处理方法探讨[J].山西建筑，2006（2）

[2] 徐杨青.深基坑工程设计的优化原理与途径[J].岩石力学与工程学报，2001，（3）