基坑排水施工技术应用研究

    李龙泉

    摘 要：水利工程是我国城市化建筑中的重要构成部分，而基坑排水是水利工程中的施工难点，严重影响水利工程质量。文章通过对基坑排水的施工现状进行分析，研究有效的排水施工技术，以期为提高基坑在工程施工中的稳定性提供参考。

    关键词：水利工程 基坑排水 施工技术

    基坑排水一直具备较高的施工难度，主要是由于基坑排水具有较多不稳定的因素，而且基坑中对应的地基种类多种多样，只有解决基坑排水的问题，才可提高水利工程的建设质量，为水利工程的施工提供稳定、安全的基础保障，同时还可以对工程起到一定的保护作用，在保障工程质量的基础上，促进工程的持续发展，可有效处理好基坑排水问题，是水利工程实现社会效益的保障。

    水利工程施工环境分析

    基坑排水与地基稳定存在密切关系，同时对水利工程的质量起到决定性作用，共同组成水利工程的施工环境，因此重点对施工环境中的基坑、地基进行分析。

    1、基坑排水的相关分析

    基坑排水主要是对工程施工起到排水预防作用，利用排水系统，排除水分对基坑的影响，一般可在基坑开挖的前期，利用排水装置，如：排水坡、排水管等，组成可靠的排水系统，安装在基坑四周，协助基坑排水，或主动排掉基坑内部的给水，避免影响工程施工，除安装排水系统外，还可设置截水沟、集水井，主要是防止基坑渗水，聚集到基坑底层，增加排水难度，以此即可快速排出底部水分。

    2、地基土质的相关分析

    地质土质的不同，基坑排水的效果也会随之变化，由此导致排水的差异，地基可以根据土质对水分的吸收能力分为：不亲水、弱亲水和强亲水，所以在构建基坑排水系统前，需要对地基进行细化分析，重点研究土质特性，利用钻探的手段，对土质实行分层取样，目的是得出不同层次、不同区域内的土质性质，进而获取地下水分含量、是否有隐藏的地下水，收集并汇总取样资料，将其作为参考资料存储，方便基坑排水施工，受地质内含水量的影响，水利工程的整体覆盖地质中，存在不同性质的土质，造成土质性质不能均衡分布，影响资料的标准性，因此在构建基坑排水系统时，还需进行现场的实际考察，以资料为主，考察为辅，避免出现不合理的排水设计，影响基坑排水，如发现特殊土质，立即采取措施，根据现场情况，制定排水方案。

    设计水利工程基坑排水方案

    常见的水利工程中，基坑排水方案的设计包含两项重要内容。第一是基坑降水，降水设计主要是避免基坑开挖出现大量水分涌出，因为在基坑开挖初期，需要实行深度开挖，首先需要穿过填土层，然后找准强亲水土质，在此过程中，较容易挖到涌水流，影响基坑后期构建的稳定性，所以需对基坑排水实行降水设计，尽量降低土质内探测到的水位，降水时，以承台为标准，驱使水位下降，与承台保持50厘米的距离即可；第二是降水方案，采取基坑降水中最为常用的降水法，针对降水深度，选择合适的方案，例如：降水幅度比较大，选择管井降水，较小者，选择明沟法，最终两者都需在降水过程中开挖排水渠道，排出降水过程中，遗漏的水分，同时还可预防降水过程中，旁侧形成的水流。

    由此可见，排水技术使用前，先对基坑进行严格设计，尽量排除影响施工技术使用的全部因素，确保排水技术的施工环境，同时在方案设计过程中，增加水利工程现场考察的频率，帮助工程人员发现基坑最优质的排水设计，提高方案与现场施工的实际结合度，一方面可以为排水技术的施工创建安全的环境，另一方面保障工程人员熟悉施工现场，如遇到突发事件，及时采取对策，避免事件涉及范围扩大，影响排水施工的质量，进而降低施工现场的安全环境，所以，在基坑排水技术施工前，重点对其进行方案设计，体现方案设计的优势，提高排水技术的效果。

    水利工程中基坑排水施工技术的应用

    1、基础施工

    基础施工技术的应用，是基坑排水中最早使用的技术，主要用于排出粉砂类基坑积水，早期水利工程中的基坑多为粉砂地质，由于粉砂不稳定，极其容易导致基坑渗水，而且此类渗水会引发其他类型的涌水，促使粉砂与积水混为一体，严重影响基坑施工的稳定度，渗水的起因是高水位，基坑处于下方，附近水位较高，即可造成渗水，针对渗水积水，利用排水技术不只需要排出其中积水，更是要避免泥沙影响基坑施工，因此，围绕降低水位实施排水技术。基础施工可根据渗水的基础问题，进行解决，常见的基础施工技术为：水力冲填，即利用冲水的力度，将基坑填充物送入基坑内，同时在水力的作用下，与基坑密实，有效防止水分渗入；沉箱，将装满砂砾或其他防水增重物质的箱子，密封后，沉入到基坑内，占据基坑内部的空间，以便降低水位，近几年，基础施工中研发出新技术，利用射流原理，形成井管排水，同样可以有效防止基坑渗水。

    2、井管施工技术

    井管施工，是排水施工中比较新型的技术，其中包含多项现代化的技术手段，井管施工中主要有两种类型的排水技术。第一项是在水力充填的技术上，增加沉井方法，由于此项排水技术规模比较大，不仅施工困难度较高，而且成本较大，目前在水利工程中使用较少；第二项为钻井技术，其为井管施工中的重点，在基坑井管外部，根据井管大小，采取对应的施工方式，如：井管约为4.5米，增加3■0.5米，作为钻井工具的尺寸，由此可尽量避免钻井工具引发塌陷事故，钻井时需重点做好井壁加固的工作，当钻井合适时，首先安置砼底管，按照基坑排水要求，合理布设其他砼底管，布设砼底管时，井内由深到浅遵循“高性能-低性能”的原则，布设过程中着重预防安全问题，其中有部分细节性问题如：砼底管布设完成后，必须采取加固措施，利用胶结剂凝固，依次布设其他砼底管，最终所有砼底管布设完好后，放置适量的沙土在管底部，上层铺设砂石，确保钻井无缝隙，由此才可防止水位影响。

    3、明沟排水技术

    造成基坑给水的原因有多种，最主要的为：自然降水、渗水、地下水等，在确定基坑积水的具体情况时，需要对基坑做详细调查，基本确定基坑的外在条件和基础因素，例如：基坑规模、地质、所处气候等，确定积水的实际情况后，一般在围堰后，立即采取有效的排水措施，此类型积水的水位会明显较低，利用明沟排水技术，借助积水的低水位，演变为自行排水，如果自行排水不能排尽残余水分的话，可在明沟附近继续开挖沟渠，或者直接借助抽水泵，利用外力引出残余积水。明沟技术属于施工中最为基本的排水技术，基本是利用相关地势，借助天然环境，对引流基坑积水，所以明沟技术只适合用在积水初期，水量含量较小时，明沟技术则会失去排水作用，一般明沟技术中，施工人员会着重研究积水类型，尽量使用自行排水的方式，引导水流排出，既可以有效排出基坑水分，又可以节约人力、物力，基坑排水中，对明沟技术最常用的有两种方法：第一是针对困难度较高的基坑，以基坑的线路为排水依据，例如：在等高线上设置沟渠，采用外力排水，不仅可以排水，同时还可保护基坑稳定；第二是以实际为准，遵循“由高到低”的原则，构建沟渠，引流。

    基坑排水施工技术的特殊性

    利用基坑排水为技术基础，结合水利工程实际，提高排水效果，但是在实际施工中，基坑排水具备特殊性，需在此环节提高重视度，分析如下：

    1、科学安置水泵

    水泵在功率上存在较大差别，必须根据基坑排水的实际情况，选择合适的水泵，实行科学安置，平衡抽水与排水的速率，既要避免排水过大，淤结砂石，又要避免排水不足，水流外泄。布设水泵时，最主要的是水位的控制，以过滤器为标准，防止水位过高，因为水位过高会导致滤网受到影响，例如：长期浸泡在水流内，促使滤网的金属丝网受到水汽腐蚀、氧化，无法防止排水泥沙，致使水泵堵塞，进而导致基坑抽水回流，造成基坑二次积水，严重时会冲击排水装置。

    2、严格遵循优先原则

    基坑排水与水利工程的整体施工，在工程设施方面并没有太大的关联性，但是实际基坑排水对工程或多或少都会造成影响，所以在构设排水设施时，以水利工程为主，尽量避免排水设施制约工程施工。例如：基坑的集水、排水方面，在保障深度、宽度适合基坑需求的基础上，将其结合工程实际，设置成坡度形式，大致确定基坑排水施工规模后，充分考虑工程施工，做适当改动，主要是以扩大基坑排水能力，尽量满足集水需求。

    3、做好特殊事件的预防工作

    预防工程在排水施工技术中，必须具备的项目工作，基坑施工现场需要准备诸多备用设备，如：水泵，防止投入运行的水泵发生排水故障，预防工作最主要的目的是避免成本浪费，提高工程效益，给予施工最及时的处理措施。例如：在基坑排水过程中，如果遇到特殊水力事故，可及时更换故障水泵，采取备用水泵继续工作，一方面可以避免水力事故由于基坑问题，继续扩大，另一方面有效排出基坑内部的水分。

    结束语

    由于水利工程所处环境、地质的多样性，导致其施工的地基同样具备不稳定的因素，再加上基坑排水本身就具备较高的难度，由此，必须提高排水技术的效率，利用有效的施工技术，提高基坑的稳定性，进而满足水利工程地基对能力的需要，避免水利工程投入使用后，出现地基问题，保障水利工程的质量，促使其创造更多经济效益。

    参考文献：

    [1]刘宝平.水利工程基坑排水施工技术[J].河南科技，2011，（20）：56-58

    [2]张银来.水利工程基坑排水施工技术[J].技术与市场，2011，（05）：25-27

    [3]陈锡清.浅谈基坑工程降排水方案的优化设计[J].福建建设科技，2012，（03）：36-38

    [4]郭勇刚，董春灵.南京地铁深基坑降排水施工技术[J].铁道建筑技术，2011，（04）：12-14

    （作者单位：辽宁省水利水电勘测设计研究院）