工程中基坑支护与降水设计的应用

摘要：随着工程产业的逐渐发展，工程基坑开挖深度逐渐增加，实际施工中对坑支护和降水设计的重视程度也在逐渐增加。本文针对某工程施工实际，探究其施工中坑支护降水设计的概念，探究降水设计的目的及主要方法，并对坑支护和降水技术的应用措施进行总结，以保证基坑施工的安全性和施工质量，推动工程产业的安全化发展。

关键词：基坑；支护与降水设计；工程；应用

1引言

工程产业作为我国社会经济的重要支柱，在新时期的城市化建设中更是得到了巨大的发展机遇，但是随着人们对工程质量要求的不断提升，工程施工中基坑深度也在逐渐增加，在施工实践中就必须通过坑支护和降水设计来保证工程基坑施工的整体质量，并且保证基坑施工的安全性。现代工程施工中坑支护与降水设计应用已经成为施工重点内容，对于工程产业施工发展具有重要的推动和保障意义。

2工程概况

某工程项目基础埋深设计为16.2m，在工程施工实际中，基坑开挖深度为16.1m，该项目的地质结构情况主要分为7层，第一层主要为杂填土层，土质结构松软，并且土壤结构的密实度分布也并不均匀，结构层厚度最薄处为0.9m，最后处为4.9m；第二层结构为粉质黏土，整体呈现为软质状态，具有可塑性特征，具有中压缩性，层厚为0m~2.6m；第三层结构为灰黑色粉质黏土，呈现为软塑状态，具有高压缩性特点，层厚区间为0m~3.2m；第四层为砂质土层，呈稍密的土质结构状态，层厚为0m~2.1m；第五层为粗砂层，地质结构罗米度相对较大，达到了中密状态，层厚为0.4m~5.1m；第六层为全风化泥岩结构，硬度极低，岩芯强度较低，层厚为0.8m~3.6m；第七层为强风化泥岩，硬度相较于全风化泥岩较高，岩体结构呈现为破碎状，质量等级分类为V类，层厚0.6m~4.8m。该项目地下水属于微承压水类型，主要流存于黏性土和砂土层之中，在工程施工的勘察期间发现，地下水位存在变化情况，初探水位深度为1.5m~4.7m.复探时水位深度增加了的0.3m左右。经过技术人员的全面研究，拟采用坑支护和降水设计的方式，来提升施工质量，保证施工安全性。

3基坑支护降水设计概念

基坑降水就是指在基坑开挖的过程中，开挖地点的地下水位高于基坑开挖深度，地下水不断渗透到基坑内部，容易导致基坑出现边坡失稳、基础流沙、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降的问题，就需要通过降水工作，来为基坑施工创造干燥的条件，保证基坑施工的安全性和基坑的承载力。在基坑支护降水技术的实际应用过程中，需要综合考虑三方面因素。第一，施工现场的条件及建筑物设计施工资料。场地条件是影响基坑支护降水方案的直接因素，主要包含了建筑物的高度、分布、结构和离拟建工程的距离；地基四周的地下设施（包括给排水管道、光纤电缆、供气管道等）；向外抽水排水通道以及供电情况等。有关设计施工资料包括基坑开挖尺寸和分布；地下建筑物施工的有关要求等。这些条件决定了所采用降水方法和具体的设计施工方案，也决定了具体保证周边建筑物和地下设施安全的实施措施[1]。第二，地质情况因素。地质结构直接决定了地质岩层及涂层的物理力学性质和承载力情况，尤其是土层的渗透性因素，更是基坑支护降水施工的决定性影响因素。渗透系数计算结果的真实性，势必直接影响降水方案的选择。由于影响渗透系数的因数复杂，一般勘察报告提供的数值多是室内试验数据，误差往往较大，只能供降水设计时参考，对重要工程应做现场抽水试验加以确定。第三，场地地下水情况。地下水一般分为潜水和承压水两种，潜水主要是流存于地表与第一层不透水层之间，是无压力的重力水，流动特性为四周扩散。承压水储存于两个不透水层之间含水层中，若水充满此含水层，则水具有压力[2]。在工程基坑支护降水施工实际中，需要对地下水的连接情况进行深入了解，确认地下水是否与地表流动水相连接，例如江、河、湖、海等，如果存在连通情况，都会大大增加降水难度，甚至导致基坑支护降水失败的情况发生。

4基坑支护降水的主要方法分析

基坑支护降水的主要技术方法包含五种方法，如下所示。第一，明沟加集水井降水。明沟加集水井降水方法就是在场地中央和四周进行排水明沟的构建，然后在场地周边进行集水井设置，是基坑内的渗透水通过排水明沟汇集到集水井内部，然后通过水泵将之排出基坑。明沟加集水井降水技术应用中，需要在施工现场采用两路供电下路的方式，以保证的供电的稳定性，并且需要定期对电缆进行检查，避免线缆结构受损而导致水泵的运行稳定性和安全性受到威胁。第二，轻型井点降水。轻型井点降水是利用真空技术进行基坑渗透水排出的一种方式，在其技术的应用过程中，需要将土壤中的水分进行吸干，然后将之转化为一红水汽化合物，然后经由排水管道系统将之分离出去，在分离的过程中，需要采用真空分离的技术方式，保证其中水分处理的科学性和整体质量。第三，喷射井点降水。喷射井点降水技术是记住高压水泵才能够完成的基坑降水技术方式，其技术流程主要是通过在一定空间内构建一个适宜的区域，然后对基坑的侧孔进行调整，形成喷射井点降水技术[3]。由于高压水泵设备的喷嘴较小，在基坑降水的过程中存在的水分流失方面的不利影响，容易导致以下系统性问题的产生，需要在其应用中高度重视，一旦水流加速，就需要根据水流速度对高压水泵结构进行控制与操作，充分保证其技术应用的质量，避免其问题的发生。第四，电渗井点降水。电渗井点降水是通过井点管作为阴极，以钢管或者钢筋作为阳极，将井点管沿基坑进行补植，将钢管或者钢筋垂直埋设在井点内侧，然后将阴极、阳极分别用电线连接，形成通路结构，然后对阳极施加强直流电电流，使基坑内渗水产生电泳作用。进而使带有正电荷的孔隙水向着已经方面集中电渗，达到基坑降水的目的。第五，深井井点降水。深井井点降水是一种人工降低基坑地下水位的技术方式，也成为井点降水法，其技术方式就是在基坑开挖前，在基坑四周设置一定数量的滤水管或井，利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。深井井点降水法主要适用于地下水为比较高的施工环境中，是现代工程基坑支护降水的主要技术方式，能够有效疏于基土中的水分，保证基坑土体结构的干燥性，促进土体结构固结，进而提升地基的强度，降低基坑坡体侧向位移或者沉降的发生概率。

5基坑支护技术要点

在该工程的基坑支护施工中，技术人员为了保证基坑结构的稳定性，避免基坑坡体出现位移或者沉降的现实问题，技术人员根据我国《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）的要求，对基坑支护技术要点进行了深入挖掘，以保证施工的顺利进行。根据基坑支护施工的技术流程，技术人员总结了如下的坑支护技术要点。第一，支护结构选择要点。基坑支护结构主要包含了高压旋喷桩、槽钢钢板桩、钢筋混凝土板桩以及钻孔灌注桩等，不同支护结构具有不同特点。高压旋喷桩是以水泥浆作为支护材料，通过高压喷涂，将之喷入土层，形成水泥加固体，通过相互之间的搭接形成排桩，进而起到支护作用。但其实际应用中会产生大量的泥浆，会给场地的生态环境造成较大压力，与现代绿色化施工要求相悖。槽钢钢板桩多用于较浅的基坑施工中，是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成，因此并不适用于该工程的施工中。而钢筋混凝土板桩需要工厂提前预预制，并且具有运输成本，实际应用中成本较高，不具经济性。而钻孔灌注桩则是当前我国基坑支护工程应用较为广泛地技术方式，并且施工过程中有无振动、无噪声，不会产生环境污染情况，支护强度高，变形小的技术优点，因此在本次工程的基坑支护中，选择了钻孔灌注桩的支护结构。第二，施工安全管理要点。在该项目的基坑支护施工中，技术人员对场地的地质情况进行了多次勘察，为基坑开挖及支护工程施工奠定了重要的勘察数据基础。在基坑开挖的过程中，为了充分保证开挖的安全性，采用了多台挖土机共同开挖的方式，挖土机之间的间距控制在10m以上，并采用由上而下逐层挖掘的方式，对开挖深度进行严格控制，以避免出现深挖情况造成施工风险。在进行土方吊运时，也提出了严格地安全施工要求，在吊运前全面确定起吊工具的牢靠性，吊斗下方严禁人员穿行，并且在深基坑边上侧堆放材料及移动施工机械时，与基坑边缘保持安全距离，距离需要控制在0.8m以上，高度不得超过1.5m，以避免材料堆叠风险的发生。

6基坑降水应用措施

基坑降水作为提升土层黏结力和平整度的重要施工流程，能够有效提升基坑的牢固性，避免基坑出现涌水、翻砂等情况，对于现代工程产业发展具有重要意义。在该工程的基坑降水设计中，技术人员提出了以下基坑降水应用措施，以保证基坑施工的整体质量。第一，全面监管基坑降水效果。在工程的基坑降水技术应用中，必须对基坑的降水情况及效果进行全面监管，以保证基坑降水应用的实效性。在工程的施工实际监管中，需要对基坑井点的水位变化情况进行测量，并不断记录出水量和基坑水位高度变化情况，并根据记录的水位变化数据进行分析，根据基坑水位变化数据情况对降水趋势进行深入研究，确保降水过程中处于均衡装填，以避免对工程周边环境产生影响，增加施工风险。第二，注重对周边建筑物保护。在基坑降水设计应用中，需要对周边环境进行全面思考，注重对周边建筑物的保护。在基坑降水应用的实际过程中，需要对施工进度情况进行全面监管，加强信息反馈与处理，尽可能降低基坑降水对周边地质结构的影响，避免因为基坑降水导致周边的土地结构承载力遭到破坏，给后续施工造成不利影响。第三，注重施工安全监管。安全作为现代工程施工的首要原则要求，基坑降水设计作为工程施工安全保证的重要环节，需要在基坑降水过程中落实严格地安全监管措施，以保证施工安全。首先，加强材料监管。材料作为基坑降水施工的重要基础，在进行材料采购时，需要保证材料的质量满足施工质量要求标准，并对材料进行多层次、多环节的质量检验，考察材料厂家的相关资质，避免材料中存在以次充好的情况对施工产生影响。其次，加强施工监管。施工流程监管不仅是保证施工质量的关键途径，更是保证施工安全的必然过程。在基坑降水的实际过程中，需要落实严格地安全监管要求，对施工进行严格监管，充分保证施工流程的规范化进行，对施工中存在的问题及时予以纠正，避免施工问题的积累，最终导致施工问题的产生。最后，加强施工人员培训。施工人员作为工程基坑降水施工的重要基础，其专业能力和职业素养直接决定了基坑降水施工的整体质量[4]。因此，在基坑降水的实际应用中，也必须注重对施工人员的强化，为基坑降水应用奠定人员基础。

7结束语

基坑支护和降水技术应用是现代工程施工中的重要环节，是提升工程施工质量和施工安全的必然途径。在工程基坑支护和降水技术的实际应用过程中，必须对其应用要点和具体应用措施进行全面把握，充分保证基坑支护方式和基坑降水技术方法应用的科学性，推动我国工程产业的安全化发展。

参考文献：

[1]李本贵.探析深基坑支护与降水施工技术的应用[J].山东工业技术,2018(2):96.

[2]顾永攀.探析深基坑支护与降水施工技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2018(21):1313.

[3]白皓,梁若冬.基坑支护与降水方案分析[J].建筑与装饰,2019(4):151.

作者：樊昊斌 单位：江西省地质矿产开发局赣西北大队