地下水的处理方法与工程实践
核心提示：当基础深度在天然地下水位以下时，在基础施工中常常会遇到地下水的处理问题。本文结合工程实例对轻型井点降水、深井井点降水、电渗井点降水的施工方法与注意事项进行了全面总结与探论。
一般认为，工业与民用建筑工程基坑开挖过程必须要具备以下的必要条件：首先要保持基坑在开挖过程中保持干燥状态，创造有利于施工顺利开展的良好环境;其次是确保基坑的边坡时刻处于稳定状态，做到安全施工;如果忽视这两方面的必要条件，其后果将是十分严重的。但是在实际的施工过程中有的基坑发生积水或基坑土质稀软，工人或施工机械难以立足，无法正常展开施工;有的出现“流砂现象”导致边坡塌方，地质遭到破坏;有的内部基坑土体发生较大的位移，影响邻近建筑物的安全使用，严重的甚至造成灾难性后果;之所以会出现这些异常情况，都是由于施工过程中对地下水的处理不当引起的。所以，在基坑施工中应对地下水的处理给予应有的重视。 1 地下水的处理方法
地下水的处理有多种可行的方法，从降水方式来说可分为止水法和排水法两大类。止水法，即通过有效手段，在基坑周围形成止水帷幕，将地下水止于基坑之外，如沉井法、灌浆法、地下连续墙等;排水法是将基坑范围内地表水与地下水引流排除，如明沟排水、井点降
水等。止水法相对来说成本较高，施工难度较大;井点降水法较之多数止水法施工简便、操作技术易于掌握，是一种行之有效的施工方法，而且多年来已在工业与民用建筑工程施工被广泛应用。本文结合工程实例对井点降水法作一探论与总结。
井点降水法，它是在拟建建筑物的基坑周围布设能渗水的井点管，并配置相应的抽水设备，在基坑施工期间不问断地将地下水抽走，以使基坑范围内的地下水降低至设计深度。井点法降水适用于具有不同几何形状的基坑，它具有能够有效克服流砂造成的不良影响、稳定基坑边坡等方面的作用。通过有效的井点降水，能够使基坑内的土方保持干燥状态，这样有利机械化施工的开展，同时也会对缩短施工工期、保证工程质量、确保施工安全产生较大的正面影响。
井点降水法是指在工程的基坑(槽)附近埋设大量的渗水井点管，与此同时在地面组装配套抽水管路系统，通过井群连续抽吸地下水，使基坑范围内的地下水位降低到基坑以下一定深度，以达到预期的降水效果。目前我国常用的井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点等。在近年来的工程实践中，井点降水法因其施工造价合理、降水效果好、井点布设灵活等方面的优点而得到了迅速的发展与广泛的采用。
相比较而言，井点降水法具有下列优点：施工简便，操作技术易于掌握;适应性强，可用于不同几何图形的基坑;降水后土壤干燥，便
于机械化施工和后续工作工序的操作;井点作用下土层固结，土层强度增加，边坡稳定性得到提高;地下水通过滤水管抽走，防止了流砂现象造成的的危害;节省支撑材料，减少土方工程量等。由此，井点降水法已成为目前在含水透水位土层实施的一种行之有效的方法。
1.1轻型井点降水法轻型井点降水系真空作用抽水。降水效果除管路系统有影响外很大程度上取决于真空抽水设备的选用。轻型井点降水法适用于渗透系数为0.1～20m/d的土及土层中含有大量细砂和粉砂的土，或明沟排水易引起流砂、坍方现象的情况。目前常用的有真空泵型、射流泵型、隔膜泵型井点三种。
轻型井点由井点管、过滤管、连接管、集水总管、主管、抽水设备等组成管路系统，并由抽水设备启动，在井点系统中形成真空，并在井点周围一定范围形成—个真空区，真空区通过矽井扩展到一定范围。在真空力的作用下，井点附近的地下水通过砂井，经过滤器被强制性吸人井点系统内而使井点附近的地下水位得到降低。在作业过程中，井点附近的地下水位与真空区外的地下水位之间，存在—个水头差，在该水头差作用下，真空区外的地下水是以重力方式流动的。所以常把轻型井点降水称真空强制抽水法，更确切地说应是真空一重力抽水法。只有在这两个力作用下，基坑地下水才会降低，并形成一定范围的降水的漏斗抛物线。
1.1.1轻型井点施工工艺程序放线定位—铺设总管一冲孔—安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封一用弯连管将井点管接通一安装抽水设备与总管连通— 安装集水箱和排水管一开动真空泵排气，在开动离心泵抽水一测量观测井中地下水位变化。
1、1.2轻型井点施工时应注意的问题经过降低地下水位后，土壤会产生固结，也就会在抽水影响半径的范围内引起地面沉降，有时会给周围已有的建筑物带来一定程度的危害。在进行降低地下水位施工时，为避免引起周围建筑物产生过大的沉降，采用回灌井点是一种有力的措施。这种方法就是在抽水影响半径范围内建筑物的附近预先钻一排探孔，在进行抽水降低地下水位之前，事先将钻孔内的水位勘查清楚，记录下来。当进行抽水降低地下水位时，为避免已有建筑物下面的地下水位下降，在降水的同时向探孔内灌水，以保证原地下水位不变化，以此来防止地面产生沉降给已有的建筑物带来危害。
1.2深井井点降水法深井井点降水是在深基坑周围埋置深于基底的井管，使地下水通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。深井井点降水具有排水量大、降水深(>15m)、不受吸程限制、排水效果好、井距大、单位降水费用低、对平面布置的干扰小并可用于各种情等优点。深井井点降水的井点成孔可用人工或机械成孔均可，但其一次性投资比较大，井点成孔质量要求高。深井井点降水适用于渗透系数较大(10～25rrdd);土质为砂类土、粉质粘土、砂质粉土，地下水丰富、降低水位深(>1Om)、面积大、时间长的情况，
最大降水深可达50m。是高层建筑使用最为实用、有效、广泛应用的降水方法。
1.2.1深井井点施工工艺程序井点测量定位一挖井口、安护筒一钻机就位一钻孔一回填井底砂垫层一吊放井管一回填井管也孔壁间的砂砾过滤层一洗井一井管内下设水泵、安装抽水控制电路一拭抽水一降水井正常工作一降水完毕拔井管一封井1.2.2深井井点施工时应注意的问题
(1)基坑内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内。
(2)加强水位监测，特别是临近已有建(构)筑物)的深井井点，宜在建(构)筑物附近增设观测井，水位差过大时，应立即采取补救措施，如设置回灌井点等。
(3)防止排出的地下水回渗而流入基坑。
(4)潜水泵在运行时要时刻注意检查电缆线是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗入电动机内。
(5)位于基坑内的深井井点，由于井管较长，挖土至一定深度后，井管应与附近的支护结构支撑或立柱等连接，予以固定。
(6)当基坑底部有不透水层时，为排除上层地下水，可采用砂井配合深井降水。
(7)井管使用完毕后应当尽快拔出，不能搁置在基坑土体中。
1.3电渗井点降水法电渗井点降水法是利用粘性土中的电渗现象和电泳特性，使粘性土空隙中的水流动加快，起到一定的疏干作用，从而使软土地基排水效率得到提高。电渗井点降水法一般与轻型井点或其他管井点结合使用效果较好。
电渗井点降水法适用于在饱和粘性土中，特别是在淤泥质粘土中，由于土的渗透系数很小(小于0.1m/d)，使用重力或真空作用的一般轻型井点降水效果达不到要求时，采用电渗井点排水效果较好。 2 工程实践
2.1工程概况天水铁路住宅小区10号高层住宅楼工程，地上15层，地下1层，高度44。8m，建筑面积为12868。35m：，钢筋混凝土框剪结构，基础采用钻孔灌注桩，桩径0.8米，单桩承载力设计值1700KN，桩端嵌入风化岩层深度不小于1.7m，设计桩长13.5m，桩总数126根。
2.2井点降水的实施根据地质资料得知，拟建场地水文地质条件较为单一，场地地下水属第四系孔隙潜水，主要补给源为大气降水，地下水受季节性影响较大。场内地下水位在1.5-1.83m之间，水位很高，且渗透系数为12 17m/d。经过对本工程地质戡察资料全面研究与比选后，拟在本工程的基础工程施工过程中采用深井井点降水法，
沿拟建10号楼周围布设了17眼深井降水井，采用深井潜水泵进行抽水。考虑到降水深度大，影响半径范围广，若长时间抽降水，势必会影响场外附近建筑物，为了增强降水效果，又可缩短抽水时间。采用间断性抽水，以减少外围影响面积，并设置沉降观测点。降水井径大于600mm，孔深15.0m，护壁套管直径为600mlTl，套管外面包尼龙网布;套管外四周用粒径为0.5—2.0em的碎石料填充，作为滤水层，滤层应填至原地下水位线以上30em，上部再用粘土回填，并捣实。工程严格按照降水井施工规范要求埋设管井，采用泥浆护壁钻孔法成孔。井孔钻孔后进行清孔，随后安装井管。
2.3实施效果本工程的深井井点降水比较成功，基础范围内的地下水位得到有效控制，流泥、流砂的现象也仅有少量出现，很好地改善了施工条件，使该工程钻孔灌注桩在预定的工期内能够保证质量地按时完成，取得了良好的经济效果的同时也积累了宝贵的井点降水的实践经验。