关于建筑深基坑降水工程设计的探讨

摘要：现在我国城市建筑事业在不断的发展，城市建筑要求向高层发展，旧城也在不断的翻新，所以底层的承载能力是建筑中一个很重要的方面。一般的建筑基础都要求基础埋到地下的基层很深，深基坑在一些地下水位较高的地区对于建筑施工的顺利与否非常关键。无论是民用高层还是超高层的其他建筑都要设计地下1-3层的地下室，基坑开挖的深度一般达到5-16m，所以降水工程是建筑成功与否的关键所在。本文将介绍深基坑降水的方法及施工注意事项。

关键词：深基坑；降水设计；建筑；承载能力

中图分类号：TV551文献标识码： A

一、简介

近些年来高层建筑在城市建筑中已经接近普及，无论是在建的还是将要建的建筑中的高层和超高层，基坑深度都是很大的，有的能够达到20多米。因此，基坑的降水问题已经成为工程建筑中重要的施工组成部分了。在深基坑的设计和施工技巧成为了建筑能否顺利进行的关键所在。城市中的深基坑工程看似是临时性的工程，但是一般的深基坑都处于密集的建筑物、地下管道、地下隧道、地下管线等的近旁。所以性和复杂性都是非常大的。一旦有任何疏忽不但对自身的建筑有很大的影响，对临近的设施以及建筑物或地下设施，造成不可估量的损失，所以方案设计一定要既能保证安全可靠，还要考虑到对其它设施的合理问题。

二、简化基坑降水模型

由于基坑一般都是临时性的施工，所以很多施工单位并不是十分重视，以前在深基坑工程中事故也有发生，总结主要原因是对基坑周围设施的破坏、地面塌陷以及地下管线的断裂等因素造成。造成这些事故的主要原因就是设计没有达到足够的重视或者是对于降水排水的设计不完善。这些事故在江河地势附近发生的概率更高。在一些水位较高的地势中其地基一般都是典型的双层结构，这种结构上层是透水性较弱的而且力学强度较低的粘性的土层，而下层则是透水性强度更大，水分几近饱和的土层。这种土层的特殊结构，给施工的深基坑增加了很大的难度。坑降水是要满足基坑开挖与土建施工的，传统的一些开采方法在计算方法上有很大的区别，差异性较大，而且计算繁琐。这种新的开挖方法，在开挖前要降低地下水位。在开挖边线上设置一些降水井，目的是排除基坑内一定范围内的含水层中的地下水，而且也能阻挡基坑外的的水流入基坑。将降水井设计成深漏斗型，这样就能在基坑边线形成一道封闭的“止水堵”止水墙，止水墙可以完成使止水墙外的地下水进入墙内，止水墙内的水不能渗出。设计进入墙体的水量为降水井捧出的水量，也就是基坑涌水量。一般基坑前期的涌水量是由两部分组成的，既一部分是由基坑外侧进入基坑墙体内的水量，另一部分是基坑内部本身进入墙体的水量。简单的可以用以下公式来表示：Q=Q1+Q2。

基坑设计的内容一般包括以下几个方面：支护体系的方案设计和具体选择;支护结构的变形以及强度的计算；深坑内外土体稳定性值的计算；止水墙的渗透值得计算；降水方案的设定；挖土、运土的具体方案；对环境的要求做具体规划等

在基坑工程设计时还要考虑到以下五个方面的荷载：水压、土压、地面承载力、影响范围内建筑物等的侧向荷载和施工荷载。对于特殊环境下的施工，还要考虑黄精温度等对混凝土以及挖土过程等的负面影响。

三、基坑降水

1作用

基坑在设计中的降低水位的开挖措施主要的作用是有以下几个方面：第一，能够很好的提高基坑边坡的稳定性，同时基坑的地板稳定性也能提高，能够很好的预防基坑的底层的土层随土流失。在基坑挖到一定的深度时，地下水会向坑内渗流，这种渗流会产生渗透力，这种力会对深坑基地产生不利的影响。降低地下水位的方法可以消除渗透力的不利影响，也即防止了流沙的产生，最终达到使基坑底稳定的作用。第二，防止港水的产生，深坑在施工时都是使用机械化进行，因此防止港水产生，保证施工过程基坑的干燥是非常关键。第三，保护基坑周围的环境，能够很好的保证基坑旁边建筑物、地下管道等的安全性。第四，提高基坑的物理学指标，这种方式可以减少土体的含量，减少支护体的变形程度，增强土体的强度，因而土中的有效应力也就提高了。不同的开挖方式还对其有特殊的作用，比如，对于放坡的开挖方式则能提高边坡的稳定性。对于支护开挖的类型，则能提高被动区的土体抗力，而减小主动区的土体侧压力，这样就达到了支护体系的稳定性，减小变形。降低地下水位还能减少土体的含水量，使土体的结构度增强，减少了土壤中空隙的水压力，增强土中的有效应力。

2深基坑降水方法

（1）截水法

一些建筑是在城市的管网和建筑都很密集的地方，所以进行深基坑开挖是，考虑对周围环境的影响是非常关键的。如果设计不当时，会引起土体固结沉降，这时就会影响到周围的建筑以及地下管道的安全性。这时应该采用截水的方法来控制地下水。现在全世界堵截地下水的方法很多，主要有钢板桩、夹心墙、冷冻法以及地下连续墙等方法。

（2）降水法

在深基坑的降水中通常使用降低地下水位的方法，主要是在工程基坑周围埋设一些井点管，还要配备一些抽水的设备。在抽出地下水的过程中还要注意不要影响到土层的力学效应。通过抽水可以使地下水位降到设计深度以下，这样就保证了基坑是在较为干燥的环境下开挖。这种井点降水适合不同的几何形状的基坑。

这种群井的降水方法是深坑开挖中临时性方法使用的较多的一种，它由于效果明显，操作简单，所以被广泛应用。但是在实际的施工过程中现在很多施工单位中还有很多的误区。有的施工方认为井越多、越深，井的出水量就会越大、地下水位越深出水量越大，降水效果也就越好。但是实际情况并不是这样的，实际的工程建设中，在设计井群时，一定要按照单井的结构设计，还要充分考虑到自然地址状况、水文地质条件等的影响因素。如果只是从主观上进行，那么得到的结果一定和预期的有一定的差距。

（3）帷幕排水

帷幕排水是一种组合式的排水方式，本身优势也很突出，在城市的建筑以及水利工程建设中有很广泛的使用。比如我国著名的三峡水利工程就是使用的该排水方式。一些建筑的地区建筑物密集，地基土的渗透性也很强，在进行深基坑开挖时一般都采用帷幕的排水方法。这种方法的排水能达到以下两个方面的功效：第一，对基坑周围的渗水向基坑渗入有减少的作用，这就减少了基坑内的排水量；第二，能够支护基坑的侧壁，能够很有效的控制基坑内部的降水引起的周边地面的沉降，也即减少了基坑对其附近的管道以及建筑物的损害。这种方式虽然优势明显，但是它要求有规范的指导，如果违背了地下水的流动的基本规律，不按照要求，随意的设计和组合，不仅达不到预期的结果，而且会提高成本，更严重的甚至造成重大事故。

3降水施工注意事项

第一，基坑外的排水沟做好防渗处理，最好使用钢管等的防护设施，将水抽到钢管里，在引导城市的污水管网里。第二，选择合理的抽水泵，这样会起到很关键的作用。第三，在管理过程中一定做到组织性强，人力和物力都配合到位。第四，一定要对井深和水位进行实时的测量，保证拿到的是一手资料，以便及时、合理的采取措施。

总结

采取基坑降水是现代高层建筑中深基坑开挖的必要方法，只要采取合理的基坑降水方法才能保证施工的顺利进行。地下水的降水设计是一个复杂的过程，只有合理的实际加上严格的操作，才能保证深基坑施工工作的顺利和经济安全的进行。合理的降水设计对于固结土体作用十分重要，这也为以后的施工奠定好基础。

参考文献

[1]李艳琼．论建筑深基坑降水工程技术方法的选择．《建材与装饰 》．2013年22期

[2]孙波．建筑深基坑降水标准化设计与施工．《中国石油和化工标准与质量》．2012年z1期

[3]方宏，林封，碧波．论建筑深基坑降水的管理与成本控制．《房地产导刊 》．2013年5期