1、1浅谈建筑工程中排水与降水问题摘 要：人工降低地下水位是土方工程、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能保证对处于地下水位以下基坑（槽）的施工，稳定边坡、清除流砂，提供正常的施工条件，保证工程质量和施工安全。如果降水排水的施工不能满足工程的需要，或是降水施工质量不佳，造成降水失效或达不到预定的要求，都会影响土方工程、地基与基础工程的正常施工，甚至危及邻近建筑物、构筑物或市政设施的安全和使用功能。 关键词：地下水位 提升 降低 真空度 目前常用的人工降水方法有集水坑降水、井点降水、集水坑与井点相结合的降水方法。井点降水的方法根据其设备不同又可分为轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井
2、点等。 1 地下水位降低深度不足 在人工降低地下水位时，如果地下水位降深没有达到施工组织设计的要求，水就会不断渗进坑内；基坑内土的含水量较大，基坑边坡极易失稳；还有可能造成坑内流砂现象出现。分析其原因主要有： 1.1.水文地质资料有误，影响了降水方案的选择和设计。 1.2.降水方案选择有误，井管的平面布置、滤管的埋置深度、设计的降水深度不合理。 1.3.降水设备选用或加工、运输不当，造成降水困难或达不到所需2的要求。 1.4.施工质量有问题，如井孔的垂直度、深度与直径，井管的沉放，砂滤料的规格与粒径，滤层的厚度，管线的安装等质量不符合要求。 1.5.井管和降水设备系统安装完毕后，没有及时试抽和
3、洗井，滤管和滤层被淤塞。 1.6.降水方案与挖土和基坑围护方案不相匹配，施工过程中因土方开挖和围护支撑的拆除影响降水，甚至破坏降水设备。 2 地面沉陷过大 在人工降水过程中，在基坑外侧的降低地下水位影响范围内，地基土产生不均匀沉降，导致受其影响的邻近建筑物或构筑物或市政设施发生不同程度的倾斜、裂缝，甚至断裂、坍塌。发生的主要原因有： 2.1.由于人工降水漏斗曲线范围内的土体压缩、固结，造成地基土沉陷，这一沉陷是随降水深度的增加而增加，沉陷的范围随降水范围的扩大而扩大； 2.2.如果人工降水采用真空降水的方法，不仅使井管内的地下水抽汲到地面，而且在滤管附近和土层深处产生较高的真空度，即形成负压区
4、；各井管共同的作用，在基坑内外形成一个范围较大的负压地带，使土体内的细颗粒向负压区移动。当地基土的孔隙被压缩、变形后，也形成了地基土的沉陷。真空度愈大，负压值和负压区范围也愈大，产生沉陷的范围和沉降量也愈大。 2.3.由于井管和滤管的原因，使土中的细颗粒不断随水抽出，由于地基土中的泥砂不断流失，引起地面沉陷。 32.4.降水的深度过大，时间过长，扩大了降水的影响范围，加剧了土体的压缩和泥砂的流失，引起地面沉陷增大。 3 明沟排水不畅 地下水不能通过明沟顺利地排入集水井（坑） ，造成地下水降不到设计深度，基坑土含水率高等，影响基坑土方工程的施工。 发生的主要原因有： 3.1.排水沟没有随基坑土的
5、挖深而加深。 3.2.排水沟的深度和宽度不够，或排水沟没有一定的坡度，使水不能顺利地流向集水井（坑） 。 3.3.基坑面积大，排水沟设置少。 3.4.施工操作疏忽，泥土将排水沟堵塞，水流不通。 4 轻型井点降水时真空度时常 在降水过程中，可能会出现真空度很小，真空表指针剧烈抖动，抽出水量很少；或者真空度异常大，但抽不出水；甚至可能地下水位降不下去，基坑边坡失稳，有流砂现象。 分析其原因主要有： 4.1.井点设备安装不严密，管路系统大量漏气。 4.2.抽水机组零、部件磨损或发生故障。 4.3.井点滤网、滤管、集水井管和滤清器被泥沙淤塞，或砂滤层含泥量过大等，以致抽水机组上的真空表指针读数异常大，
6、但抽不出地下水。 4.4.土的渗透系数太小，井点类别选择不当，或井点滤管埋设的位4置和标高不当，处于渗透系数较小的土层中。 因此，井点管路的安装必须严密；抽水机组安装前必须全面保养空运转时的真空度应大于 93kPA；轻型井点的全部管路应认真检查、保养，并按照合理的程序施工。 5 轻型井点降水局部异常 基坑局部边坡有流砂堆积或出现滑裂险情。 分析其原因主要有： 5.1.失稳边坡一侧有大量井点淤塞或真空度太小。 5.2.基坑附近有河流或临时挖掘的积存有水的深沟，这些水向基坑渗漏补给，使动水压力增高。 5.3.基坑附近地面因堆料超载或机械振动等，引起地表裂缝和塌陷；如果同时又有地表水向裂缝渗漏，则流
7、砂堆积或滑裂险情将更严重。 6 喷射井点一般故障 井点倒灌水，井点周围有翻砂冒水现象；工作水压力升不高，致使井点真空度很小；井点回水连接短管爆裂；循环水池水位不断下降。 其原因分析如下： 扬水器失效，井点内管底座安装不严密，或使用过程中因管卡松动，内管上移造成底座部位漏水，井点内管及外管的接头漏水，工作水压力过低等因素，均可能发生井点倒灌水；水泵负担过多的井点，或循环水池内泥砂沉淀过多，堵塞水泵吸水口，致使工作水量不足，水压升不高，使井点真空度很小；井点阀门操作不慎引起短管爆裂；循环水池位置离基坑太近，当地表发生沉陷时，影响循环水池，开裂漏水。如果井点倒5灌水或工作水循环系统中有大量漏水时，工
8、作水的漏失量超过井点抽出水量，水池水位亦将不断下降。 工程实例 某工程，基坑底标高-16.8m，室外地坪-0.90 m，基坑净深 15.90 m。基坑支护采用-3.0 m 以上为组合挡土墙，以下为 8001600 钢筋混凝土护坡桩，设置三层锚杆，位置分别是-3.90 m，-8.40 m，-13.70 m。 该工程地质由上而下分别为人工填土、粉砂、粉质粘土、细砂、粉质粘土。地下有三层含水层，第一层含水层为潜水含水层，水位埋藏较浅，位于地面下-（1.602.40）m，含水层厚度为 34.5 m，渗透系数为 2.610-3cm/s；第二含水层位于地面下-（16.519） m，厚度为13.2 m；第三
9、含水层为承压含水层，含水层顶面埋深-（22.0328.01） m。 本工程从 3 月份初开始降水，但在 4 月份基坑开挖过程中，仍有地下水涌出，并伴有流砂现象。经补充勘察，发现在第三层粉砂、粉质粘土的下面有一层严密的灰色粘土隔水层，使地下水无法完全降低。在以后的基坑开挖过程中，发现相邻的三幢住宅楼（整体刚度较好）出现不同程度的开裂现象。这些裂缝一些是平行于基坑方向的，贯彻墙体与楼板。7 月，在 3 幢住宅楼前面邻基坑一侧隐约可见一条平行于基坑贯通的微裂缝，8 月初一场大雨后突然变成一条大裂缝，外表最大宽度达20mm，在 1 号楼和 2 号楼之间也出现一条裂纹，工地围墙旁的车棚已同墙体脱开约 2
10、0mm。房屋内的开裂和门前的大裂缝以靠近东侧的 1 号和 2号楼的东侧较为严重，根据现场检测房屋的下沉量，在 7 月中旬达到最6大值 16mm，在基坑开挖过程中出现流砂现象，以靠近东侧较为严重。 原因分析 1.住宅楼开裂和基础下沉属于整体性问题，相邻基坑降水不当是造成该事故的主要原因。 2.施工中出现的流砂现象。施工中地下水降低不完全，砂层又较厚，造成了流砂现象并加剧了相邻建筑的变形和沉降。 3.在拆除原建筑过程中，汽锤锤击引起的强烈振动使相邻建筑基础下的原本就比较敏感的砂性土受到扰动，当地居民反映此时房屋内已出现微细裂缝。 4.原建筑的拆除和基坑的开挖造成的卸载引起基坑回弹，对相邻建筑也有一
11、定影响。 5.靠近基坑东侧的相邻建筑开裂较严重的原因 1）东侧砂层较厚，所以流砂现象较严重。 2）靠近基坑东侧的相邻建筑原来地基较差。 附录 基础降（排）水工程检验方法 1.深井井管竣工后，应按国家现行的供水管井验收规范的有关规定进行验收。当国家尚无标准规定时，可按设计要求进行验收。 2.降水施工过程中改变降水设计方案，应具有设计人员与施工人员洽商处理意见书，必要时尚应具有审批手续。 3.全部降水运行时，抽排水的含砂量应符合下列规定： （1）粗砂含量应小于 1/50000； （2）中砂含量应小于 1/20000； 7（3）细砂含量应小于 1/10000。 4.验收时应提供施工记录、工程统计表、施工说明、洽商处理意见和审批文件等。 5.全部降水井、排水设施的降水深度应符合下列要求： （1）在基坑中心、最远边侧、井间分水岭处和基坑底任意部位，实际降水深度应等于或深于设计预测的降水深度，并应稳定 24h。 （2）当局部地段不能满足设计降水深度时，应按工程辅助措施、补救措施的可行性进行评估。
