基坑施工中的地下水处理对策研究

孙业煊

基坑施工对实现工程安全、快速、高效的建设具有重要意义，是工程建设过程中必不可少的部分。基坑施工过程中常会涌现地下水，或因开挖过深而涌出或突出，或因社会活动导致地质体内充水、湿度增加，使地下水位快速上升。而地基土内部的水，还极可能会减少土的承载能力，出现涌水状况，不利于后续施工，引发滑坡、地面沉降、塌陷等危害；地下水可能还会腐蚀常用的建筑材料，引发建设安全事故。因此，做好地下水保护和控制措施在基坑施工过程中至关重要。

一、基坑施工中地下水处理的重要作用

地质结构的差异性使地下水呈现出两层结构，上层主要是粘性土中存留的潜水和上层的滞水，下层则是砂性土与砂卵石层内部的承压水。两类水层成分的区别，所引发的危害程度也不一样。因此，基坑施工中开挖的深度不同，对应承受的地下水危害类型与严重程度威胁也会不同。如浅一些的基坑，开挖期间涌出的地下水通常是潜水或是滞水，而包含滞水的砂层极大可能会带动周边地面的沉降，破坏尚未完工的建筑物和周边的地质结构稳定性等。而当基坑开挖将近13m 深之后，下层的砂层水就会持续上涌，此时若不尽快实施科学合适的疏导方案，就会引发基坑周边大范围的坍塌现象。另外，基坑积水或者土质松软也会无法进行施工工作，影响整体工程进度。基坑施工时需要将基坑保持干燥状态，创造便于施工的有利环境，还要保证边坡稳定，做好安全施工工作，这就需要切实高质量做好地下水处理。

二、基坑施工中地下水处理方式

（一）止水法

止水法包括基坑施工中所使用的沉井法和地下连续墙等方法。主要是在基坑的四周设置止水帷幕，达到阻止地下水进入到基坑中的目的。建筑工程施工中采用的高压喷射灌浆就是起到了防渗帷幕的效果。实际施工中，止水帷幕主要分为竖向结构和水平结构两种形式，都具有止水的效果。但由于止水帷幕会发生渗透，经常产生漏沙、漏水及倒桩的现象，甚至会使周围的建筑物发生沉降及路面出现坍塌等情况，这些现象的产生与止水帷幕本身存在的缺点、外在因素的影响有很大关系。地下连续墙存在接缝、密集的蜂窝孔洞及钢板桩深桩等情况也会导致渗漏的发生。另外，基坑开挖过深，水文条件不好等也会导致四周水压变大施加到止水帷幕上，致使其变形而发生渗漏现象。

（二）降水法

降水法施工较为简单、施工成本较低、应用非常广泛，既能对上层潜水进行有效的处理，也能够对上层滞水进行处理。但在应用过程中会对周围环境带来较大影响，而且在施工中可能会出现各种突发情况，从而影响工程进度，延误工期。

降水法中最常用到的处理方法是井点降水法，主要有轻型井点类和深井井点类两种。轻型井点类是当前建筑施工应用最为广泛的一种技术，和其他排水技术相比较具有经济安全有效的优势，特别是在大面积基坑和水位比较浅的基坑工程中使用效果较好，使用时要注重土层渗透系统较高，要在井点管顶部使用气密性措施提升系统真空度以及降水效果。深井井点类适用于管径深度超出15m 同时降水深度比较大的基坑，普通水泵无法满足工作需要时要使用特殊的深井泵来解决问题，对渗透系统比较大同时土粒比较粗、透水厚度大的基坑非常实用，在建筑工程施工中的应用也较为广泛。

（三）排水法

排水法是降水法的一种形式，使用井点降水法时需要地下水位的土层较浅，就需要利用排水法来对上层的降水、积水和滞水进行处理。

三、基坑施工中地下水处理程序

（一）水文地质勘测

首先要确定地下水的埋藏情况，在地下水较丰富地区要进行基坑施工的全面模拟研究后再进行具体施工。施工人员要及时掌握最高地下水位的标高、流量和流向、水质、压力、渗透系数、降水量和蒸发量，以及地层冻结深度等重要指标。一般来说，含水层结构单一，以砂卵砾石为主，透水性能和贮水条件均好的地区，要充分考虑基坑的涌水量，选用合适的降水措施。必须要确定地下水位降至施工面以下，才能保证施工的可能性和工程质量。只有充分掌握情况才能更加精准地确认工程防水标高、防护标准，从而制定更加科学有效的地下水防水方案。

（二）编制方案

如果施工方确定了基坑当中存在非常高的涌水风险后，要立即组织地质专家和基坑施工技术人员进行研究，制定比较周密的施工方案。还有做好实施地下水预报制度，施工人员要将钻孔技术以及物探手段综合起来，最大限度提升地下水预报的准确性，综合使用多种先进的技术方式，如地质雷达探测以及工程地质测量技术等。

（三）确定施工程序

根据审核通过的编制方案，确定施工程序，一般包括：排水降水措施—土方开挖、钻孔—确定开挖顺序、坡度—分段分层平均下挖—修边和清底等。施工程序确定之后，选择适用的施工方式：①在不同地层选择不同的钻机类型，以保证快速成孔。②选择优质黏土，及时检测泥浆指标，保证孔壁稳定和钻进工作顺利完工。③在中细颗粒地层中，选用冲击正循环配管钻或使用回转钻机也能加快成孔速度。④自渗井点降水，当降水到达一定深度时，若存在有两层及以上的含水层，且上层比下层的渗透能力小、下层水位低于降水深度时，可打通上、下含水层，上层地下水就会在水位差的作用下通过井孔自然地流到下含水层中，从而降低地下水位。

（四）施工过程中应注意的问题

基坑施工中，土层滞水、砂土层中的微承压水、裂隙水、地面排水、雨水等处理不当，都会给边坡支护和周围建筑、管线带来危害。选择地下水的处理方式时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。而上下游水位的变化，也极易造成边坡失稳。在基坑开挖过程中，监理方若发现上下游水位快速变化现象，应要求施工方及时采取措施，增加巡察班次，防止边坡含水量过大引起滑坡。要注意做到以下几点：①在基坑顶缘四周的合适距离设置截水沟，并防止水沟渗水，以避免地表水冲刷坑壁，影响坑壁稳定性。②加强对坑边缘顶面土有无裂缝的观察，注意坑壁有无松散塌落现象发生，以免影响施工安全。③坑壁边缘要留有护道，静荷载距坑边缘≥0.5m，动荷载距坑边缘≥1.0m；垂直坑壁边缘的护道还要适当增宽；水文地质条件不好时还要设置加固措施。④自基坑开挖至基础完成的时间不宜过长，要在确保施工质量安全的前提下抓紧时间连续施工，应尽量选择在枯水季节施工。⑤用机械开挖基坑，挖至坑底时，应保留≥30cm 厚度的底层，在基础浇筑施工前，用人工挖至基底高程。

（五）钻孔技术的控制

基坑施工中的钻孔技术是防止基坑塌方的主要手段，钻孔技术的控制也是完善地下水深坑技术的首要任务。在具体的施工过程中，要把握成孔角度，若发现垂直度偏差过大，可以利用钻机油缸及时进行纠偏调整。若偏差不大或套管入土不深（＜5m），可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，达到纠偏调整效果。如果偏小就要在旋挖钻机就位以后，先预钻一个深3m 左右的导孔，导孔的直径可以顺利放入套管护筒即可。

（六）基坑施工保障措施

基坑施工的各个阶段也要做好对周围环境的保护工作。根据建设场地的地质勘察报告编制地下降水方案，并要严格按照方案组织实施。根据基坑围护设计施工图编制土方开挖方案，并要经过基坑围护设计单位审核，经评审通过后才可实施土方开挖。采取信息化手段，建立并不断完善监测单位、基坑围护设计单位、业主、监理单位以及专家评审组等工程建设参与各方之间的信息沟通和交流机制，促进施工更加安全高效。综合市政管线、道路等单位的报警值，与基坑围护设计方、市政管线道路等单位一起制定工程分阶段的目标控制值，实时监测，做好施工过程的安全、质量及进度控制。

四、结语

综上所述，基坑施工中的地下水处理需要关注的因素较多，既要使基坑保持干燥状态，还要保证边坡稳定，在实施施工过程中做好降水施工控制，避免降水施工对周边环境形成破坏，维持土层的稳定性，保证施工人员的安全。施工方要根据实际情况，重视对基坑开挖过程中地下水水位的控制和边坡土体稳定工作，做好地下水处理施工程序，重视降低地下水位的方式和速度，避免出现地下水水位的急升急降，确保工程的工期、质量和安全。施工人员在具体施工时，要按照事先制定的施工方案进行施工作业，同时在施工现场要能够根据施工环境和条件的变化对方案进行实时调整■