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摘要：随着基坑深度的加深，基坑地下水情况愈发复杂，从而频频发生因降水不利导致的工程事故。所以在深基坑降水时疏干基坑含水层中的水至关重要，特别是在复杂地质条件下，处理好地下水已成为决定基坑工程成败的核心。本文对开挖过程中出现的含水层疏不干问题做了全面的研究和分析，首先分析了导致含水层疏不干的原因，然后指出了含水层疏不干的不利影响，最后提出了解决含水层疏不干的对策并介绍了工程现场采取的措施，以期为类似工程提供参考。
关键词：基坑开挖；深基坑降水；含水层；疏不干；
1引言
基坑开挖过程中由于降水不当而引起的工程地质灾害问题经常发生，如基坑施工过程中由于地下水渗流诱发坑壁坍塌、地下水渗流对基坑围护结构和边坡稳定性的影响、含水层疏不干引起的流砂管涌和坑底突涌等问题。在深基坑降水问题中含水层疏不干问题是深基坑降水中的一个难点，也是深基坑降水常见的一个问题，一旦含水层中的水位没有降到设计要求的安全深度，在支护结构施工和土开挖过程中极大可能会引起流砂、管涌和基坑突涌等现象，而且基坑开挖扰动出的地下水会使槽底充满泥泞，这些状况会严重影响到施工进度以及施工安全，因此含水层疏不干问题的研究显得格外重要，应该引起公众的足够重视。
2含水层疏不干原因
2.1 管井单井影响半径小
土层中含有薄夹层，特别是夹层属相对隔水层时，在降水设计时往往忽视它的存在，将其视为含水层，取一个整体的渗透系数进行计算。但是，均匀含水层形成的降落漏斗影响范围大。当存在夹层时，渗流的竖向分量受到限制，降落漏斗影响范围明显减小，甚至形不成降落漏斗，因此，严重影响了单井的降水影响范围。
2.2 地下水渗流沿程阻力大
含水层不均匀，夹有多个相对隔水层，使得地下水渗流路径受阻。并且土体中的地下水在渗流通道中流动时，必须克服与通道隙壁以及周围不同流速水质点之间的摩擦阻力，消耗地下水机械能，造成水头损失。特别是在渗透性差的土体中，地下水流动时与土体之间需克服更大的摩阻力。所以地下水渗流受到的沿程阻力很大，很难流动。
2.3 相对隔水层多且含水量大
土层多为粉质黏土层，且粉质粘土含水量大接近饱和。粉质黏土属于相对隔水层，渗透性很差，本基坑粉质粘土渗透系数K为0.0042m/d，所以粉质粘土中的水几乎不会发生流动。土中含有大量水又不发生流动，降水井抽不出水，所以土体开挖时土中涌出大量水出现疏不干现象。
2.4 施工过程中的疏忽与懈怠
施工过程在某些方面的疏忽与懈怠在一定程度上也是造成含水层疏不干的原因，比如在支护结构和土方开挖施工过程中，钻机和挖机对降水井造成了破坏和掩埋；锚索和土钉施工过于粗暴对止水帷幕造成大面积破坏；降水井成井后换浆不彻底洗井不良使井壁无法正常进水；抽水泵发生故障长时间没有发现并修复。这些疏忽懈怠会在一定程度造成降水系统无法正常运行，严重情况下也有可能造成降水系统局部瘫痪。降水系统不能正常工作自然会造成疏不干现象。
3.含水层疏不干对基坑工程的危害
3.1 引发流沙、管涌等工程地质灾害
当基坑含水层没有疏干，含水层中饱和的松散砂、粉砂（也包括一些砂质粉土、粘质粉土）在动水压力下会产生悬浮流动的现场，即产生流砂现象；地基土在水流的冲击下，其中松散的砂土被冲走，使得土体孔隙不断增大，逐渐发展成为一条贯穿地基的渗流通道，这种现象称为管涌。。
3.2 坑底积水淹没工作面使施工受阻
基坑在开挖过程中由于含水层没有疏干，使得基坑中涌出大量地下水，导致工作面被淹没，即使采用明泵抽水排出后工作面也会充满泥泞。使挂网、喷面、打锚索等支护工作不能正常进行从而严重延误了施工进度。
3.3 地下水使土钉、锚索支护的有效性降低
土钉和锚索在支护体系中起到加筋体的作用，它们的支护原理是通过抗拉锚固作用与土体之间产生约束作用，另外，每一根土钉或者锚索通过钢筋网和加强筋连接成一个整体，在土体中形成了一个完整骨架，将不同部位的土体也联接成一个整体，从而保证基坑土体的稳定性。土钉、锚索和土体之间的加筋锚固作用主要是通过土钉、锚索与土体接触产生的粘结力与摩擦阻力实现的。地下水的存在会降低土钉、锚索与土体之间粘摩阻力。从而使锚索、土钉支护的有效性降低。
3.4 降低基坑的整体稳定性
地下水是存在于自然界中的一种地质营力，地下水与土体之间的作用是相互的，一方面地下水改变了土体的各种性质，比如物理、化学和力学性质，另一方面土体对地下水的作用也会造成同样的结果。含水层疏不干残留的地下水与岩土体相互作用而使岩土体变形和强度降低，润滑作用会减小岩土体的粘聚力和摩擦角；软化和泥化作用会降低岩土体的力学性能指标；地下水渗流会对基坑坑壁土体产生一个冲击作用，使坑壁土坍塌；再加上地下水对支护结构的影响，会大大降低基坑的整体稳定性，严重情况下甚至会造成事故。
4.含水层疏不干问题解决对策
4.1真空井点降水
目前广泛应用的真空井点降水主要有两种，一是真空管井降水，二是轻型井点降水。真空管井适合降深大的基坑（大于6m），而轻型井点适合降深小的基坑（小于6m）。真空井点原理是将井点中抽成真空环境，通过大气压的作用弥补含水层渗透性差、水力梯度小的不利因素。通过大气压力将含水层中的水驱使流入降水井中。真空井点降水实施方便，成本低。
4.2 真空预压法排水
用真空预压法进行排水时，是利用大气压强作为荷载。在抽取真空环境前，薄膜内外都处在正常大气压下，地下水同样也是出于正常大气压下。随后真空度会沿着竖向排水带或者砂井向下传播，同时竖向排水带或者砂井与土体之间形成压力差产生真空度，真空度向四周的土体扩展，此时地下水处于真空状态下，地下水对土体的孔隙水压力降低形成负的超静孔隙水压力。竖向排水带或深井形成的高渗透性能通道会加速超静孔隙水压力消散，在大气压强作用下水会快速流入井中，随后被排出。
4.3 砂井降水联合低能量强夯法
土体经受强夯后能使渗透系数增大，提高其渗透性，但是强夯形成的超静孔隙水压力不会迅速消散，因而使得孔隙水不能迅速排出，砂井作为高渗透性能的排水通道能够使超静孔隙水压力迅速消散，地下水迅速向井中渗流，在砂井降水和强夯共同作用下使基坑含水层快速疏干，且低能量强夯不会形成“橡皮土”。但是砂井降水联合低能量强夯法进行降水操作起来比较繁琐，且成本较高，一般在工程实际操作中不会采取这种方法，所以这里只做简单介绍以供参考。
4.4 采用落底式止水帷幕
落底式止水帷幕使基坑内部与外界完全丧失了水力联系，基坑进行降水后含水层不会再得到水源补充，有助于加快疏干含水层。虽然止水帷幕在疏干含水层的过程当中只是起到辅助作用，但是如果止水帷幕没有完全切断基坑内外水力联系，在地下水丰富的地区进行基坑降水时，基坑内就会得到源源不断的水源补充，造成基坑含水层很难疏干。
5.结束语
本文对开挖过程中出现的含水层疏不干问题做了全面的研究和分析，首先分析了导致含水层疏不干的原因，然后指出了含水层疏不干的不利影响，最后提出了解决含水层疏不干的对策并介绍了工程现场采取的措施，以期为类似工程提供参考。
参考文献：
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[2]李享．深基坑工程降水技术及现阶段发展[J]．价值工程，2018（34）：170-172.
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作者：袁学文，身份证号：51292219780909XXXX。