談地下水豐富的深基坑開挖施工技術

王強

摘要：深基坑開挖要具備以下的必要條件：首先保持深基坑干燥狀態，創造有利于施工的環境；其次是確保邊坡穩定，做到安全施工，如果忽視這些必要條件，其后果是嚴重的。本文通過了解地下水豐富的影響來研究深基坑開挖施工技術 。

關鍵詞：地下水；深基坑；開挖施工技術

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

一、地下水給深基坑開挖造成的不良影響

1、當滲流水在深基坑坡面溢出時,土體顆粒在動水壓力和自重下滑力的雙重作用下,先將坡腳附近土粒浮起,使其失去支撐,然后迅速發展到土體流動或坑壁塌滑，稱之為“流土”,這種現象往往是突發性的,對地基的破壞十分嚴重。如某建筑物建在河流沖擊的粉砂、細砂層上,深基坑開挖中采用深溝降水,當挖深到設計標高時,由于局部排水段失效,地下水從坡面逸流,使該段坑壁發生流砂,繼而塌滑。使工期延誤,損失慘重。

2、在粉細砂層或粉土場地，地基土在地下水動水壓力作用下，基底往往會發生翻泡、冒水、土體顆粒上浮等現象,稱為“砂沸”，由于“砂沸”發生的面積一般較大,影響深度也較深,故一但發生,整個地基就會受到擾動,原始結構遭到破壞，影響地基強度。

3、滲透水流在一定的水力梯度下產生較大的動水壓力沖刷, 挾走細小顆?；蛉芪g巖土體中的孔隙逐漸增大,甚至形成洞穴,導致巖土體結構松動或破壞,以致產生地表裂縫、塌陷,影響建筑工程的穩定。這種潛蝕作用,在黃土和巖溶地區經常發生。

4、當基坑下有承壓水時,開挖基坑減小了含水層上覆生活透水層的厚度,在厚度減小到一定程度時,承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑底板,造成突涌現象。底板裂縫使地基整體性遭到破壞,突涌帶出的土體,使下臥層淘空,降低了下臥層的強度,對工程極為不利。

二、深基坑開挖施工技術

1、施工準備

深基坑一般指開挖深度大于5m的基坑。深基坑施工前，應了解建筑場地及周邊、地表至支護結構底面下一定深度范圍內地層結構、巖土性狀、含水層性質、地下水位、滲透系數等；了解建筑場地及其附近的地下管線、地下埋設物的位置、深度、結構形式及埋設時間等。對已有鄰近建筑的深基坑施工，應熟悉已存鄰近建筑的位置、層數、高度、結構類型、基礎類型，此外，也應掌握深基坑施工的其他條件，如深基坑周圍的地面排水情況，地面雨水、流水、上下水管線排人或漏人基坑的可能性以及深基坑附近的地面堆載及大型車輛的動、靜荷載。

2、深基坑施工方案

施工方案(或施工組織設計)是搞好一切工程的先決條件，它包括深基坑工程設計，主要有支護設計、降水或截水設計、開挖設計和監測設計。支護設計主要滿足邊坡和支護結構穩定的要求，既不產生傾覆、滑移、整體或局部失穩，深基坑底部不產生隆起、管涌，錨桿部位不致抗拔失效，同時必須滿足水平位移和地基沉降不超過允許值，支護結構構件本身受荷后不致彎曲折斷，剪斷和壓彎。深基坑支護常用的幾種方法有坡率法、排樁支護、鋼板樁支護、地下連墻支護、土釘墻支護、深層攪拌支護等。降水設計應控制由降水引起的地基沉降不致對鄰近的重要管線產生過量沉降，影響其正常使用或危及其安全；地下水控制常用的幾種方法有明溝排水、電滲降水、輕型井點降水、管井降水等。截水帷幕應控制不致因滲漏而引起水土流失和過大的變形。常用的方法主要有高壓噴射注漿、深層攪拌；土方開挖設計應滿足分層、分段、對稱、平衡、適時的原則，確保土方開挖安全、運輸合理；根據施工方案，施工前應作好設計交底，針對深基坑施工的施工工藝和作業條件，制定措施得力、針對性強、合理全面的施工方案。施工方案應充分認識深基坑施工的難點、重點和施工工藝的特點，質量安全控制目標恰當，保證措施到位，施工組織合理，檢驗監測嚴謹。

對不同的深基坑支護方式，施工的難點和要點有所不同，但總體要求基本一致。一是對施工工藝要熟悉，掌握基本的施工參數；二是要掌握主要施工機械及配套設備的技術性能；三是對水泥、砂石、鋼筋、錨桿、鋼板樁等原材料及其制品進行質量檢驗，并保證施工質量。四是根據場地特點和不同的施工階段，采取合適的降水或截水措施。五是土方開挖應分層分段進行，控制挖土進度；六是對雨季施工既要注意排除地面雨水倒流入深基坑，又要注意雨季水的滲入，土體強度降低，土壓力加大造成深基坑邊坡坍塌事故。

3、深基坑開挖時的主要技術措施

（1）提出合理的開挖程序及開挖施工參數。這是確保深基坑穩定和控制深基坑變形符合設計要求的關鍵，其基本要求為：①有支護(錨拉)的深基坑要分層開挖，分層數為深基坑所設支撐道數加一。每挖一層及時加好一道支撐或設好一道錨桿。當采用土釘墻或噴錨網支擴方案時，應按設計每挖一層土做一層支護、隨挖隨支護；②有內支撐的深基坑，每層土的開挖，對同時開挖的部分，其位置和深度，以保持對稱為原則，防止深基坑支護結構承受偏載；③保證支撐、圍檁或拉錨的施工質量，科學組織、精心施工；④規定施工場地、土方、材料、設備的堆放場地及數量，限定深基坑旁邊的超載；⑤確保排水、堵水及降水的措施，嚴防圍護墻體發生水土流失而導致深基坑失穩；⑥合理確定地基加固的范圍、質量要求及檢驗方法⑧提出監測設計，落實按監測信息指導施工防止事故的方案。

（2）考慮時空效應的開挖及支撐施工。深基坑開挖的幾何尺寸(長、寬、高)和擋墻開挖部分的無支撐暴露時間，對基坑圍護墻體和坑周地層位移有明顯的相關性。這里反映了深基坑開挖的時空效應的規律?？紤]時空效應的開挖及支撐施工應根據下述諸因素進行：①基坑規模、幾何尺寸、圍護墻體及支撐結構體系的布置；②基坑地基加固和施工條件；③選擇基坑分層、分塊、對稱、平衡限時開挖和支撐的順序，并確定各工序的時限。

（3）逆作法施工的措施。

照明、通風：采用有效方法滿足施工需要。

挖土：周邊底板逆作挖土時，按20m～30m抽條間隔挖土，挖土時先挖預留洞以下的土方，再間隔抽條挖洞口兩側的土方。每一分塊逆作挖土時，采用分皮分層挖土，分層厚度不大于2.5m，每一施工段與未開挖部位之間邊界采用臨時邊坡，臨時邊坡為1：1.5，平臺寬度為2m。

（4）深基坑降水技術措施。為確保地下水位始終在深基坑最低開挖面以下0.5m或1m處，疏干井應始終抽水，而減壓井則為控制⑤2層微承壓水水位的水頭標高，適時抽水，降低承壓水頭標高。為確保深基坑開挖過程中的抗承壓水穩定性，在深基坑周邊設置承壓水位觀測井，對承壓水的水位進行密切監測；根據有關部門提供的承壓水水文特性，通過驗算確定設置承壓水抽水井的口數、抽水時間及抽水量，掌握“適時、適量抽取”的原則，避免由于過度抽取帶來的對周邊環境的不利影響。

（5）深基坑內外排水與坡面保護。由于深基坑面積龐大，相應形成較大集雨面積，為防止深基坑內積水，深基坑內設置由明溝、集水井點構成的排水體系，確保能將雨水及時排出坑外。為減少坑外坡面滲流量，在卸土留坡的第二級平臺處打設復合土工膜防滲墻。在挖土過程中凡需長時期暴露的開挖坡面，均需采取保護措施，坑內的留土平臺及坡面在保護面鋪設φ16@200×200鋼筋網，并上覆50mm厚細石混凝土，在坑外卸土坡面上鋪設一層無紡土工布，然后鋪設φ16@200×200鋼筋網，并上覆50mm厚細石混凝土，坡面留泄水孔。

二、深基坑開挖施工質量控制要點

（1）圍護結構出現滲水、漏泥或開挖面以下出現冒水，應變處置措施：①采取止水堵漏措施；②發現薄弱環節，及時采取加固措施。

（2）支撐支柱樁不均勻沉降或上浮，應變處置措施：①在支撐上加載或卸載；②設置臨時拉系構件，以使支撐穩定；③設立豎向十字撐；④調整立柱上支托支撐的支托構件標高。

（3）土方開挖不均衡，支撐施工不及時致使支護系統受力和變化速率過大，應變處置措施：①加快開挖和支撐的施工進度，增加支撐預加軸力的次數；②調整開挖及支撐施工次序，減小每步開挖的空間尺寸，使深基坑受載均衡。

（4）深基坑隆起過大，應變處置措施：①在最下層開挖時，采取分塊挖、分塊澆筑墊層混凝土，以控制墻體位移；②采用中心島法挖土；③超前在坑底進行塊凝壓力注漿；④壓載。

（5）圍護結構剛度、強度不足，變形過大，應變處置措施：①增加臨時斜撐、角撐；②對支撐加設預緊力；③加強支撐的豎向間距；④在坑內堆載或坑周卸載。

結語

總之，深基坑工程是一個系統工程，涉及到設計、施工、監理和監測等不同單位，需要各方密切配合。由于各工程的場地的地質、環境條件不一樣，在每個深基坑工程設計施工的具體技術方案制定中，必須因地而異，不可以照搬。深基坑工程工程存在較大的危險性，易發生重大的工程事故，因此只有從實際出發制定切實可行的施工方案，經專家論證審核通過方可以實施，這樣才能確保深基坑工程安全實施。