何莉
中国建筑第二工程局有限公司华东公司 上海市 200000
摘要：随着我国城镇化建设的发展，为了有效利用土地资源，人们对地下空间发展的需求越来越大，如地下室、地下通道、地下地铁站等，地下空间的发展推动了基坑工程的发展。近年来在大中城市里，尤其是一线城市中，大量的地铁车站、高层建筑以及地下通道都涉及到了深基坑工程。深基坑工程的广泛应用，促使人们对于深基坑工程降水的研究，基坑的降水开挖过程，尤其是在地下水丰富的地区，地下水的处理直接影响到了基坑工程的安全。富水地区的地下水位较高，如上海、广州等沿海地区。这些地区开挖基坑时，基坑内外产生的巨大的水头压力差会致使地下水发生渗流运动，甚至可能发生流沙和管涌现象，从而影响整个基坑的稳定性。
关键词：土建工程；基础；地下水
1 地基基础工程中地下水主要危害
1.1 地下水埋藏分类
按埋藏条件地下水可以分为上层滞水、潜水与承压水三类。上层滞水没有稳定的补给源，不是基坑施工考虑的主要问题。潜水一般位于地表以下第一个拥有自由水面的含水层中，以大气自然降水的补给为主，对基坑施工的危害不大。承压水是指两个稳定隔水层中的地下水，其最重要特征就是具有承压性，性质及形态比潜水稳定。当开挖到一定深度时，承压水对工程的影响是最具危害的，是地下水处理的主要对象。
1.2 土建工程基础施工的重要性
我国高度重视基础设施建设。土木工程的基础施工必须按照更严格的模式进行，否则会造成很大的疏漏和挑战。结合以往的工作经验和目前的工作标准，土木工程基础施工的重要性主要体现在以下几个方面:第一，在土木工程基础施工过程中，可以为今后的工程施工提供更多的帮助。
1.3 基坑地下水主要危害
1.3.1 渗透破坏
渗透破坏是指土壤颗粒在渗流作用下的局部运动或损失，导致土体变形和失稳。在基坑工程中，主要表现为流沙，管涌和潜在腐蚀，这些都会影响基坑的稳定性和安全性。当渗流通过松散土体孔隙时，土体颗粒会阻碍水流过孔隙，水流与土体颗粒会产生相互作用的力(渗透压力)，该力方向垂直于土体颗粒的表面。此外，土体颗粒还承受切向渗流摩擦。在渗流压力和渗透摩擦力的共同作用下，土体颗粒会和水流一起滚动或者使其发生整体失稳。
1.3.2 水压力破坏
当基坑中的土壤继续挖出时，当上覆的土壤层不足以抵抗水的压力，挖掘深度达到临界值时，承压水的水头压力会使基坑底部的水和沙子涌出。其表现是基坑底部的土壤被隆起，出现裂缝，同时向外喷水和喷砂。与此同时基坑底部充满水，土壤变软，基土失去强度，承压水位降低，并且在基坑外部发生表面沉降。如果底座的不渗透层很薄并且下部有较大的压头，则在达到临界状态后可能会引起隆起和损坏。
2 基坑地下水预防基本理论与设计方法
2.1 基坑降水的作用
在基坑工程中，采取各种降水举措具有以下作用:
(1)便于人员施工，防止基坑坡面和基底的发生渗水现象。
(2)在干燥的环境中，可以杜绝基坑中常见的流砂现象，对基坑侧壁和坑底的稳定性有加强的作用。
(3)伴随着水位的下降，土体的物理力学指标会相应的得到改善;减小支护结构的变形以改善基坑支护的稳定性和安全性。
(4)降低地下水位时，土体会由于孔隙水压力减小有效应力增大发生固结，在这个过程中，土体的抗剪强度增强，并且得到了加固，所以降水也是一种土层加固方式。
2.2 基坑降水的方法
目前现有的基坑降水方法有很多种，在深基坑工程中应用的较多的是井点降水方法，这是由于深基坑开挖的范围往往到了地下含水层以下。
在开挖前，需要把地下水降低到边坡面和坑底以下。在水文地质条件，遇到基坑底下含水层为承压含水层的时候，尤其需要注意，即使上面的潜水含水量极少，我们通常也会采用降水的方法，将承压水抽出，避免渗透水压力差过大，基坑底部发生隆胀和突涌的破坏现象。地下水的降水方法根据基坑开挖时基坑的尺寸和深度、场地地质条件和土的特性，一般有明排水和井点降水两类方案，分述如下。
2.2.1 明排水法
明排水时基坑中开挖集水井和集水沟，集水沟和集水井组成排水系统。水由集水沟流入集水井，然后水从集水井抽出，随着开挖的进行，集水井和集水沟需要重新施设。
2.2.2 井点降水
(1)轻型井点轻型井点降水原理是真空作用降水。其可设置多级降水，单级井点降低水位一般小于5～6 m，在弱含水层中降水尤其有效。在国内外降水系统中采用最多了就是此类方法，采用轻型井点降水的优点在于，它的井点的间距设置比较灵活，在设置小间距的时候，可以很好的减小滞水层中的水量，并对阻断地下水补给特别有效，对保证基坑壁的土体稳定有明显效果，特别是对小基坑、降低水位不深时尤为适宜，井点系统也可设置多级。缺点在于，占地面积大，设备较多，维护管理复杂。轻型井点的平面布置可由分为环形、U形和线性，这种布置形式是根据基坑的水文地质条件、基坑的平面形状、大小、要求降深等确定。一般布置在基坑的外侧1.0～1.5 m。
(2)喷射井点喷射井点属于真空抽水的一种，它的工作原理是内部的水流经过高压泵的作用，以极高的速度被喷出，在这种速度下，周边形成了真空环境，在真空的作用下，周围的水流不断的被吸入抽出。此法适用于对降水深度要求较大和含水层是粘土等基坑工程，缺点是降水管网布置较为复杂，工作效率不高，费用较高，人工管理要求高。喷射井点的布置形式和轻型井点相同。
3 地基基础地下水处理思路探讨与应用
土建工程是建筑工程建造的基础工程，也是影响建筑工程质量的主要因素。随着城市经济的不断发展，我国建筑工程的数量不断增多，土建工程建造也随着建筑工程增加而不断的增加。正因为如此，我国建筑工程遇到的问题越来越多，其中地下水对深土建工程的开挖影响极大，为了土建的施工可以避免由于地下水带来的不便，相关人员应对其作出研究。
(1)若开挖过程遇水，则停止开挖，整体站区高程根据现场情况抬高，高度0.5～1 m。场平填筑料采用级配良好的砂砾石。场区基础回填砾石要求压实度不小于0.96，分层夯实，每层填筑厚度不大于30 cm。
(2)站区回填砂砾石后，若局部地面继续出现出水情况，可根据现场实际情况在回填砂砾石层上部铺设25 cm厚的C25混凝土垫层，抗渗等级W4。铺设垫层范围为全站区(除主变、事故油池、管理房区域外)，其余电气设备基础可直接坐落于该垫层上，取消原有基础的垫层和换填。基础施工完成后回填土压实系数不小于0.94，最终站区地面坡度应与场平图中坡度一致。最终地面高程以实际情况为准。
(3)条形基础若场址区有地表水出露，施工前应采取降水措施确保干地施工，清除基础位置处的表层松软淤泥，使基础坐落在砂砾石层上。
4 结语
本文介绍了地下水埋藏的分类情况、基坑降水的作用，以及可能会产生的不良现象，并对目前已有的降水设计方法及其适用条件做了系统的介绍基坑降水工程是一项复杂的工程项目。每一个特定的基坑场地降水都有其工程与水文地质条件，必须根据不同的地质条件和降水要求选择经济、安全、合理的降水方法。基坑降水设计中，降水试验是必须做的，通过降水试验对降水设计的参数提供参考设计依据，并能对数值模拟试验提供必要的合理参数，从而进一步减小基坑降水方案的设计误差。
参考文献
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