苏宏伟

【摘要】随着社会现代化进程和交通运输多样化的发展，城市地下铁路应运而生，成为了带动城市经济发展有力保障之一。城市地下交通轨道也会越来越多，深大基坑施工越来越受关注。通过对近年来国内城市轨道交通深大基坑施工实例进行分析和总结，对影响深大基坑施工的因素进行研究、探讨，地下水含水量和处理措施是影响基坑成败的关键因素之一。

【关键词】深基坑；地下水；影响；降水控制方法

城市轨道交通作为交通工具不仅可以减缓城市的交通压力，在城市客运交通中发挥骨干作用，而且对于引导城市规划建设，促进土地开发利用，带动地域城市沟通联系有显著的优势。由于轨道交通的特殊性，在施工期间，深基坑工程的地下水问题引起了广泛的关注。因此，在城市轨道交通施工过程中，深基坑地下水作为评价重点，被列为重大安全风险源，它是城市轨道深基坑施工的关键点。

1 地下水对深基坑工程的影响和治理原则

1.1 地下水基本类型

在我国南方，气候类型大部分是亚热带季风气候和一小部分热带季风气候（云南南部、雷州半岛和海南岛）。雨水量的充足导致地下水含量丰富，长江中下游、江浙地带、珠江三角洲等地区作为我国经济发展的先锋军，城市轨道交通发展迅猛，但在地下轨道交通发展的同时，深基坑地下水的防治工作也成为了重中之重。

1.1.1 上层滞水、潜水

上层滞水是深基坑中地下水的第一含水层，常分布于砂层中的黏土夹层之上和石灰岩中溶洞底部有黏性土充填的部位。上层滞水由雨水、融雪水等渗入时被局部隔水层阻滞而形成，消耗于蒸发和沿隔水层边缘下渗。由于接近地表和分布局限，上层滞水的季节性变化强烈，一般发生于在雨季，消失在旱季。上层滞水仅能用作季节性的小型供水，而且很容易受到污染。潜水存在于地表以下，它是第一种稳定隔水层以上，具有自由水面的地下水。潜水有自由水面，地表至潜水面间的距离为潜水埋藏深度。由于潜水层以上没有连续的隔水层，所以它不承压或仅局部承压。降水和地表水通过包气带下渗、补给。潜水是重要的供水水源，通常埋藏较浅、分布较广、开采方便，但很容易受到污染，所以，需要注意保护。

1.1.2 承压水

它是充满两个隔水层之间，含水层中的地下水。承压水由于顶部有隔水层，补给区小于分布区，动态变化不大，不容易受到污染，同时，它还承受静水压力。在适宜的地形条件下，当钻孔打到含水层时，水便喷出地表，形成自喷水流，所以又称自流水。人们将这种自流水作为生活用水和农田灌溉。

以上是对上层滞水、潜水、承压水的概念介绍，它们的主要区别是：上层滞水主要是与外界相通，具有自由水面，受外界影响大；潜水是第一种在稳定的隔水层之上，具有自由水面的水层；承压水具有水压力，它属于自流水，不容易受到污染。而前两种水没有水压力。

1.2 地下水对深基坑的影响和相关分析

在深基坑施工过程中，地下水的处理措施不当，可能会导致基坑险情不断，还会严重影响基坑的施工安全和进度。地下水对基坑施工的危害主要表现为地下水突涌，造成基坑围护结构失稳，基面侵蚀，污染严重，地基承载力降低。降低地下水位引起的地面沉降和周围建筑物倾斜、开裂，基坑开裂、坍塌等现象，会造成人员伤亡和财产损失等。事实证明，通过对事故原因进行分析发现，导致事故发生的基本原因主要包括勘查设计、施工过程和气候变化三个方面。地勘设计人员在勘查过程中，对气候变化、水文地质的原理理解不透彻，对开挖前后水文地质的变化和地下水的运动规律不重视等，可能会导致设计出现偏差，使降水系统出现漏洞，防水体系不足等。在施工过程中，施工单位对设计意图的理解出现偏差或者施工材料以次充好，都会导致降水系统质量差，达不到止水效果。施工过程中气候的变化也是影响深基坑地下水的主要因素，尤其是我国沿海地区台风较多，降雨量大，雨水汇聚对基坑的冲刷、浸泡十分严重。

1.3 地下水治理的基本原则

在深基坑施工過程中，地下水的治理原则为降、疏、堵相结合。“降”是指施工前，在施工区域采用布点打井的方法抽取地下水，这会在一定程度上降低地下水的含量，使其水位下降； “疏”是指在排除基坑施工过程中，将基坑范围内的地表水和地下水采用明沟或水泵将积水引出；“堵”是指通过有效手段将地下水止于深基坑之外 ，一般做法是在深基坑周围施工地连墙、旋喷桩帷幕等。

2 深基坑地下水处理

对施工范围内的深基坑地下水降水施工应进行充分的勘探调查，充分了解施工区域内的基坑含水量，制订出相应的地下水处理措施。

2.1 降水施工措施分类

在施工过程中，需根据相应的水文地质特征和气候类型等采取相应的降水措施。目前，在深基坑降水过程中，主要采取的降水方法有重力降水（比如积水井、明渠等）和强制降水（比如轻型井点、深井点、电渗井点等）。

2.2 降水措施的选取

降水措施的选取应充分考虑施工区域的水文地质特征、气候类项、施工时间和地质条件等。在施工过程中，在地表水或地下水含量匮乏地区多采用明沟或水泵将积水引出；地下水含量丰富的地区多采用布点打井的方法抽取地下水，使地下水含量降低、水位下降。采用这样的方法抽取地下水，不但可以起到降水效果，还可以极大地节省施工时间。根据含水量的大小，设置不同口径的降水井，在开工前进行降水规划，可以有效地规避地下水对基坑施工带来的影响。通过采取有效的降水措施，及时降低基坑开挖范围内土层的含水量，将基坑内潜水位降至基坑开挖面以下，不小于1.00 m，以满足基坑开挖施工的要求。确保基坑开挖后基坑底的稳定，是保证基坑开挖安全的首要因素。

3 对地下水处理的基本要求

对施工区域进行详细的水位地址勘查，必须要有深基坑地下水处理设计的全部资料，包括地层含水量、地下水水位、地质条件、设计结构尺寸、支护类型、基坑周边环境、施工周期和施工期间的气象资料，等等。

地下水处理设计时，除了要对周边环境有足够认识外，还要对各主要建（构）筑物、地下管线和地面控制点设放适量的变形观测点、水位变化观测井，进行全过程的定期观测，以便采用信息法施工，并配备相应的应急应变措施。

地下水处理时，必须综合考虑环境、变形和技术经济指标。基坑面积与承压水头降幅（或隔渗所阻挡的承压水头高度）的乘积除以水或隔渗投入的经费，所得的就是基坑中在单位面积上每降低（或隔渗）1 m，承压水头所需的费用。通过统计计算可知，其结果是深井降水为14～48元；隔渗为186～223元；隔渗与降水相结合为41～101元。

4 结束语

综上所述，在深基坑工程中，地下水的处理是深基坑成败的关键因素之一。通过对现有的深基坑施工事故的调查发现，有70%的工程事故是由于地下水处理不当或自然条件造成的。因此，在深基坑施工过程中，必须要采取一系列的措施减小甚至排除地下水对深基坑的影响，具体措施包括正确认识各种地质条件、选择恰当合理的降水方法、科学设计止水结构等。施工时，既要确保深基坑的施工安全，又要尽量避免对水环境的影响。只有这样，才能促进社会的可持续发展。

参考文献：

[1]王谦，李百震.深基坑工程中地下水问题的探讨[J].山西建筑，2011（21）.

[2]唐业清，李启民，崔江余.基坑事故分析与处理[M].北京：中国建筑工业出版社，1999：39-41.