基坑降水中常见问题的分析及处理

王小鹏

（河北建设勘察研究院有限公司，河北石家庄050031）

基坑降水中常见问题的分析及处理

王小鹏*

（河北建设勘察研究院有限公司，河北石家庄050031）

降水问题是在含水层较浅的场地进行基坑、基槽开挖工程中必须面临的问题。降水问题的处理对施工进度、工程成本及安全生产有很大影响。对基坑降水中常遇到的地下水位降低不足和地面沉陷等一系列问题进行了梳理分析，并结合理论与实践，提出了切实可行的解决方法和策略。

基坑降水；地下水位；地面沉陷

随着经济和城市化的发展，土地资源愈见紧张，导致了高层建筑和地下建筑迅速增加，促使城市基坑工程向更深、更广的方向发展，这对建筑施工中基坑、基槽开挖工程的降水问题提出了新的要求。降水问题是在含水层较浅的场地进行基坑、基槽开挖工程中必须面临的问题，降水问题的处理对施工进度、工程成本及安全生产有很大影响，是基坑工程能否顺利完成的关键，因此，工程从业者必须对此有足够的重视。

近年来，国内外建筑业界对基坑降水问题已经有了较为成熟的处理方法，但对该问题在理论层面上的总结和分析仍然不够系统，对施工过程中常见问题的预案和处理措施仍有失针对性，因此，笔者结合相关理论与多年从业经验，对基坑工程降水的常见易发事故问题进行了系统的整理和分析，并针对性地提出了预案及处理的策略与技术。

1　基坑工程地下水位降低不足

1.1表现

地下水位降低不足指的是基坑施工工地的地下水水位并没有按照原有施工方案要求降到指定高度，具体表现为：在施工地面上向下挖0.5～1.0m左右的坑，有地下水不断渗出；基坑施工工地内部土质较湿，水分过高，土方开挖难度较大，会引起基坑边坡不稳定；基坑施工时出现流砂现象。

1.2原因分析

导致基坑工程施工中地下水位降低不足的原因有以下几种。

（1）勘探调查失误。对需要进行基坑降水的区域及其附近相关区域的水文地质及工程地质情况调查勘探失误或不详细，导致对相关区域地下水、含水层、透水层的情况掌握的不明确。在收集施工资料时并未进行鉴别，甚至借用以前或附近工程的资料，导致资料与实际施工情况不符，降水时按照错误资料和错误的渗透系数进行施工，同时影响降水方案和设计的选择，自然达不到预定目标。

（2）降水设计方案与基坑施工方案不协调。基坑降水，顾名思义是在基坑工程基础上再进行的地下水下降工程，如果降水的设计方案与基坑施工方案不协调，尤其是与基坑围护方案不配套，会导致机电设备发生故障，能源和动力满足不了排水设备的要求，会影响排水效果、导致水位降低后再次回升甚至对排水设备造成破坏。

（3）施工质量不达标。施工时，很多因素会导致施工质量不达标进而导致水位降低不足的情况，这些因素有：井点、滤管的布置；井孔的大小、角度、深度；过滤水砂料的颗粒和厚度；排水沟和排水坑的设计；降水设备的维护不及时导致井孔、滤管堵塞；地下水降水深度的预设；施工人员的技术和素质等等。

1.3处理方案

（1）对出现的井孔、滤管堵塞的情况，可以以洗井的方式来处理，即以高压向井管内反复注入水或空气来达到冲洗掉内部堵塞的杂质的效果，井管和泥土层即可正常透水降水。对降水深度与工程方案要求差距较小的情况，可以缩减井管之间的距离，增加井管密度，达到降水要求；对降水深度与工程方案要求差距较小的情况，应重新进行工程评估，设计出更合理的降水方案，重新施工。

（2）基坑边坡不稳的处理。基坑边坡不稳分土方开挖和未开挖两种情况。在基坑工地土方已经开挖而产生砂土坍塌情况时，应根据塌方原因采取如放坡、支护、排水或挡土等处理措施；边坡不稳但尚未进行土方开挖的工地现场，应重新进行水文、地质勘探，详细准确掌握现场土层、水层状况和工地周围整体状况，根据掌握的情况，制定新的方案有效防止塌土。

（3）流砂现象的处理。出现流砂的情况，必须按照流砂产生的机理来迅速处理。首先应该增加降水时地下水渗透的线路，其次减少施工时的水位差，以此降低水力的冲击力度，达到快速处理流砂现象的目的。此外，在施工时可以根据具体的开挖情况如工程设计、挖土深度广度、地质条件等情况安装挡水帷幕，有效防止流砂现象。

需要强调的是，以上各种处理方式，都应该根据实际情况综合考虑经济的因素，保证施工安全的同时将成本降到最低。

2　地面过度沉陷

2.1表现

基坑工程进行降水操作时，都会出现地面沉陷的情况，只要在施工设计方案允许范围之内，是安全合格的，但是如果出现过度沉陷，就应及时进行处理。地面过度沉陷是指基坑工程周围降水施工影响范围区域内，发生的超出允许程度的地面和建筑物的沉降、倾斜、损坏甚至倒塌的现象，不光会影响基坑工程的实施，还会对周边区域带来影响，需要及时处理。

2.2原因分析

基坑工程中，基坑及周围区域的土壤中含有一定的水分，经过降水之后突然间含水量下降，一方面，突然间含水量降低使水对土颗粒的支撑作用降低，砂土收缩，另一方面，基坑内外土质含水量有差别，造成基坑外土壤中的水渗流到坑内土中，且不均匀，因此基坑外的土地建筑也会发生沉陷。

基坑降水施工过程中，井点管埋设完成，即可开始抽水，随着水位的下降，附近区域内泥砂中的水分自然流向滤管，一段时间之后，在没有承压水的情况下，井点附近会形成降水漏斗，即漏斗状的弯曲水面，在降水漏斗水面逐渐稳定的过程中，附近的地下水位相应地就会下降，随之就是砂土的固结沉降，降水面呈漏斗状，受力不均匀导致沉降也不均匀。此外，在实际的施工过程中，井点使用的滤管滤网不佳或滤砂层未呈现良好结构，会引起抽水过程中将大量的地下土、砂随水一同抽出，导致地面受力更加不匀，对地面及附近的建筑造成各种破坏。

2.3处理方案

基坑工程进行降水施工时，必须要降低对地面和周边建筑的不良影响，避免不均匀沉降现象的产生，把潜在的不安全因素降到最低。结合理论和实践，可以从以下几个方面入手，有效避免不均匀沉降。

（1）合理设计降水深度。施工前对基坑降水的深度的设计不应过高，应是在满足工程整体要求的前提下，综合实际条件，设计出最合理的降水深度方案。

（2）设置回灌工程。为避免受力不匀，可在降水井点与重要建筑下面设置回灌沟和回灌井等回灌工程，这样，可以平衡不同地方的地下水基本平衡，减少不均匀沉降。

（3）降低渗流及降水速度。降水和渗流速度过快，会引起急剧的不均衡沉降，因此降低渗流及降水速度也是一种处理不均匀沉降的良好方法。具体而言，减少降水井点的密度或调小抽水机器的阀门可降低降水速度，采取被动区加固的措施降低小坑底部砂体的渗透性，可降低渗流速度。

（4）控制抽水过程中的砂土量。降水过程中，如果过多砂土随水流被抽出，也会使一些地方缺乏支撑而导致不均匀坍塌，因此应该根据工地砂土粒径大小使用适合的井点管过滤段滤网，并保证井点管四周砂滤层的均匀度和厚度。

（5）做好安全预防工作。基坑降水施工使得沉陷是一个复杂的过程，随时会发生多种突发情况，为了预防和及时处理各种突发情况的出现，应在施工现场及周围布置观测井和观测点，随时观察记录掌握降水过程中的沉降、倾斜、位移或塌陷状况以及水位高低、地表及四周建筑物的动态，以方便及时处理突发状况，防患于未然。

3　其他问题及处理

除了地下水位降低不足和不均匀塌陷外，基坑降水工程施工中，还常会遇到井点实际出水量小于设计出水量的问题。这是在钻井施工时地下的泥皮厚、泥浆稠或是没有恰当洗井导致的。遇到这种情况，应根据井口大小分别处理。对轻型井点，可将高压清水注入井管，冲洗内部的泥皮泥浆，再用真空泵抽出，达到清洗的目的。对于管井点，可使用工程钻机在井边20cm处打直径约1m的孔，深度以到达含水层为宜，从孔中送入高压清水直接冲洗孔壁的砾料,或边送水边送气吹洗,将井孔附近的砂和滤料吹出地面,待送入清水畅快流入井后,从孔中填入新滤料,并重新进行井内洗井。

4　结语

基坑降水中出现各类问题的原因是复杂的，但最根本的原因就是施工前对工地现场的水文地质、工程地质及其他实际情况没有准确详细的勘探、分析和了解，导致设计的降水施工方案、选择的设备和具体的施工与实际情况不符，引发多种问题：或是降水工程质量不佳，降水深度达不到要求甚至无效；或是降水施工受力不均导致不均匀塌陷，影响了基坑及周边建筑物的安全，甚至导致事故发生。因此，归根结底，要想防止基坑降水施工中出现工程问题，就应该极其重视对工地及周边地区的勘探测量和资料收集的工作，以制定出真正切实可行的降水方案，当然基坑降水工程中出现的事故和问题有多种,产生的原因各异,处理方法必须在正确的原因分析基础上,采取有针对性的治理方案。

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TU46

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1004-5716(2015)07-0169-03

2015-03-19

王小鹏（1980-），男（汉族），河北邢台人，工程师，现从事建设勘察技术工作。