基坑施工中的地下水处理及工程实例

(内蒙古隆升建筑安装工程有限公司，内蒙古 包头 014010)
摘 要：文章结合工程实例，介绍了基坑施工中的地下水 处理，重点介绍了井点降水法。
关键词：基坑；地下水；井点降水
中图分类号：TU992  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)12—0084—02
一般认为，基坑开挖要具备以下的必要条件：①保持基坑干燥状态，创造有利于施工的环境 ；②确保边坡稳定，做到安全施工。如果忽视这些必要条件，其后果是严重的。有的基坑积 水或土质稀软，工人难以立足，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。之所以会出现这些异常情况 ，都是由地下水引起的。所以，在基坑施工中应对地下水的处理给予应有的重视。
1 地下水的处理

地下水的处理有多种可行的方法，从降水方式来说可总分为止水法和排水法两大类。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；排水法是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。 

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。本文结合工程实例对井点降水法作一简要介绍。 

井点降水法，它是在拟建工程的基坑周围设能渗水的井点管，配置一定的抽水设备，不间断 地将地下水抽走，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。

目前国内常用的井点降水法有轻型井点、喷射井点、深井井点。在我国，井点降水法是新中 国成立后才逐步发展起来的。在工程的基坑＜槽＞附近埋设大量的渗水井点管，与此同时地 面组装抽水管路系统，通过井群连续抽吸地下水，使基坑范围内的地下水位降低到基坑以下 一定深度，以保持基坑干燥状态。通常把这一方法叫做井点降水法。

井点降水法具有下列优点：施工简便，操作技术易于掌握；适应性强，可用于不同几何图形 的基坑；降水后土壤干燥，便于机械化施工和后续工作工序的操作；井点作用下土层固结， 土层强度增加，边坡稳定性提高；地下水通过滤水管抽走，防止了流砂的危害；节省支撑材 料，减少土方工程量等。井点降水法已成为目前在含水透水位土层实施的一种行之有效的方 法。
1.1 轻型井点降水法
1.1.1 轻型井点抽水系真空作用抽水，除管路系统外，很大程度取决于抽水设备 。目前常用的真空泵型、隔膜泵型配套抽水装置。

轻型井点井点管、过滤管、集水总管、主管、阀门等组成管路系统，并由抽水设备启动，在 井点系统中形成真空，并在井点周围一定范围形成一个真空区，真空区通过矽井扩展到一定 范围。在真空力的作用下，井点附近的地下水通过砂井，经过滤器被强制性吸入井点系统内 而使井点附近的地下水位得到降低。在作业过程中，井点附近的地下水位与真空区外的地下 水位之间，存在一个水头差，在该水头差作用下，真空区外的地下水是以重力方式流动的。 所以常把轻型井点降水称真空强制抽水法，更确切地说应是真空—重力抽水法。只有在这两 个力作用下，基坑地下水才会降低，并形成一定范围的降水的漏斗抛物线。

井点管与总管的联接可用钢管和透明塑料管，因受真空力的作用，塑料管内装有弹簧，以加 强抗外部张力，保证地下水流畅通。
总管与总管的联接有法兰法和套箍法两种形式。
1.1.2 施工时应注意的问题

经过降低地下水位后，土壤会产生固结，也就会在抽水影响半径的范围内引起地面沉降，有 时会给周围已有的建筑物带来一定程度的危害。在进行降低地下水位施工时，为避免引起周 围建筑物产生过大的沉降，采用回灌井点是一种有力的措施。这种方法就是在抽水影响半径 范围内建筑物的附近预先钻一排孔，在进行抽水降低地下水位之前，事先将钻孔内的水位勘 查清楚，记录下来。当进行抽水降低地下水位时，为避免已有建筑物下面的地下水位下降， 与降水的同时向钻孔内灌水，以保证原地下水位不变化，以此来防止地面产生沉降给已有的 建筑物带来危害。
1.2  深井井点

深井井点降水是在深基坑周围埋置深于基底的井管，依靠深井泵或深井潜水泵将地下水从深 井内升到地面排出，使地下水位降至坑底以下。

深井井点降水具有排水量大、降水深、不受吸程限制、井距大等优点。但其一次性投资大， 成孔质量要求高。深井井点降水适用于渗透系数较大(10～250m/d)；土质为砂土、碎石如； 地下水丰富、降水深(10～50m)、面积大的情 况。
1.2.1 施工工艺程序(略)。
1.2.2 井点设置与使用阶段的注意事项。① 成孔。② 安设井管、填充滤料。③ 洗井。④ 安设水泵。⑤ 使用阶段注意事项。基坑 内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内；加强水位监测，特别是靠近已有建(构)筑 物的深井井点，宜在建(构)筑物附近设观测井，水位差过大时，应立即采取补救措施，如设 置回灌井点等；防止排出的地下水回渗而流入基坑；潜水泵在运行时要注意检查电缆线是否 和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗如电动机内；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；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。井管使用完毕拔出。
2 工程实例

包头市中心医院病房楼工程，地上20层，地下2层，高度75.55m，建筑面积为67 767m²， 钢筋混凝土框剪结构。
2.1 地层土质概况
依据岩土勘察报告，与工程基坑土方开挖所涉及的土层如下:
2.1.1 杂填层:灰褐色，稍湿，松散，以粉土为主，含有碎石、砖头等建筑垃圾，厚度0.0 0～2.70m。
2.1.2 粉土：黄褐色，稍湿～湿，密实，夹粉质粘土、细砂、中砂薄层及透镜体，顶板埋 深0.00～2.70m，底板埋深19.80～22.70m，厚度18.80～21.50m；属中偏低压缩性土。该层 分布连续稳定，厚度大，为基础持力层，f_ak=210kPa。
2.1.3 砂薄层及透镜体，顶板埋深19.80～22.70m，底板埋深27.60～34.50m，厚度5.8～1 1.00m，本层在基底之下，对基坑开挖及边坡的稳定有较大的影响。
2.2 井点降水方法

根据地质资料得知，拟建场地水文地质条件较为单一，场地地下水属第四系孔隙潜水。主要 补给源为大气降水，地下水受季节性影响较大。场内地下水位在第②粉土、②1粗砾砂中 ，稳定水7.90～8.20m(勘察期间)。渗透系数K=0.5～20m/d，基坑需要进行降水。工程采用 大口径深井降水，沿拟建楼周围设20眼降水井，深水电泵进行抽水。考虑到降水深度大，影 响半径范围广，若长时间抽降水，势必会影响场外附近建筑物，为了增强降水效果，又可缩 短抽水时间，采用间断性抽水，减少外围影响面积，并设置沉降观测点。降水井径大于600m m，孔深23.0m，护壁套管直径为600mm，套管外面包2层尼龙网布；套管外四周用粒径为0.5 ～2.0cm的砾石料填充，作为滤水层，滤层应填至原地下水位线，其上部用粘土回填，并捣 实。工程严格按照降水井施工规范要求埋设管井，采用泥浆护壁钻孔法成孔。井孔钻孔后进 行清孔，随后安装井管。
3 施工结果

本工程的井点降水比较成功，水位得到控制，流泥、流砂的现象也仅有少量出现，改善了施 工条件，使该工程的±0.000以下结构能保证质量并按时完成，取得了较好的经济效果。
［参考文献］
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［2］ 张俊平，张耀解放军理工大学工程兵工程学院深基坑工程中地下水问题的 研究［J］施工技术，2005，34(6).
［3］ 工程实例——包头市中心医院病房楼工程.[ZK)]
［4］ 秦春芳，魏忠泽建筑施工安全技术手册［M］北京：中国建筑工业出 版社，2005.