金 鑫

(陜西省水工程勘察規(guī)劃研究院，陜西西安 710003)

隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，地下停車場(chǎng)、地下商場(chǎng)、地下倉(cāng)庫(kù)以及多種地下民用和工業(yè)設(shè)施等地下空間正被開發(fā)利用，并且規(guī)模和深度不斷加大。大量標(biāo)志性的市政工程也正在以前所未有的規(guī)模和速度發(fā)展，如大橋、地鐵、隧道、高架道路等這些大規(guī)模的工程建設(shè)都需要進(jìn)行基坑開挖，而且規(guī)模和難度越來越大，出現(xiàn)的問題也越來越多，比如基坑出現(xiàn)塌方，坑內(nèi)積水，基坑周圍地面出現(xiàn)不均勻沉降造成道路開裂，房屋開裂甚至傾斜倒塌等等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在出問題的基坑工程中，60%以上的基坑事故直接或間接與地下水相關(guān)。這些事故不僅對(duì)基坑本身影響重大，而且對(duì)周圍的環(huán)境造成的破壞也不可小視。因此，對(duì)基坑工程中地下水的影響進(jìn)行分析研究是很有必要的。

1 地下水在基坑中的作用

1.1 地下水對(duì)基坑工程的影響

基坑工程是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的巖土工程，同時(shí)還是一個(gè)綜合性的巖土工程難題，既涉及土力學(xué)中的強(qiáng)度與穩(wěn)定問題，又包含了變形和滲流問題，同時(shí)還涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用。而地下水是一種重要的地質(zhì)營(yíng)力，它與巖土體的相互作用，一方面改變著巖土體的物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，另一方面也改變著地下水自身物理、力學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)成分。一般說來地下水作為地質(zhì)環(huán)境內(nèi)最活躍的成分，對(duì)巖土體有三種作用;

1)地下水通過物理作用(潤(rùn)滑作用、濕軟化作用，泥化解作用，結(jié)合水的強(qiáng)化作用)、化學(xué)作用(離子交換、溶解作用、水解作用、溶蝕作用)改變巖土體的結(jié)構(gòu)，從而改變巖土體的C、￠值的大小;

2)地下水通過孔隙靜水壓力作用，影響巖土體中的有效應(yīng)力，從而降低巖土體的抗剪強(qiáng)度。

3)在土釘支護(hù)中，土釘對(duì)土體的加筋錨固作用主要源于土釘體表面與土體界面接觸粘結(jié)力與摩擦阻力。而水對(duì)土釘墻的作用不僅有水土作用，還表現(xiàn)為對(duì)土釘體的作用，即由于水的存在造成釘土間粘摩阻力的降低甚至完全喪失。土釘錨拉作用降低使土體分擔(dān)的外荷載增大，土體內(nèi)部軟弱區(qū)產(chǎn)生的微裂縫逐漸惡化，軟弱松動(dòng)帶裂隙最后形成支護(hù)體的滑動(dòng)面，最終導(dǎo)致支護(hù)體破壞。

1.2 基坑工程施工中地下水的破壞

基坑工程在地下水的作用下常常導(dǎo)致基坑自身的工程性質(zhì)劣化，這種情況的出現(xiàn)又可能進(jìn)一步導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目的失敗，造成嚴(yán)重的后果。在基坑工程中存在人類動(dòng)力、巖土體應(yīng)力與地下水之間的相互影響，相互作用和耦合作用等問題。

1)地下水的涌入，會(huì)導(dǎo)致“流砂”現(xiàn)象。流沙的繼續(xù)發(fā)展，會(huì)導(dǎo)致周圍地面不均勻沉降，從而周圍的建筑物出現(xiàn)裂縫。止水帷幕不封閉是導(dǎo)致流砂發(fā)生的主要原因。

2)地下水在較大水頭差的作用下繞過止水樁進(jìn)入基坑內(nèi)部，造成破壞，地下水通過失效部位進(jìn)入基坑，造成事故。

3)基坑施工時(shí)，由于降水施工操作不當(dāng)，導(dǎo)致“管涌”，“流土”等現(xiàn)象發(fā)生。

2 基坑施工中地下水的防治

(1)做好地質(zhì)勘探工作，尤其是深基坑等地下工程。

(2)基坑施工一定要嚴(yán)格規(guī)范。基坑工程的施工主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)支撐體系，降排水系統(tǒng)，止水體系等分部組成的，這些體系都是環(huán)環(huán)相扣的，任何一個(gè)方面出了問題都會(huì)導(dǎo)致基坑因?yàn)榈叵滤鰡栴}。因此，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的施工都很重要，沒有主次之分，都應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工。同時(shí)，考慮到勘探等資料不一定與實(shí)際地質(zhì)一致，在基坑施工中注意施工現(xiàn)場(chǎng)與資料不一致的情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況靈活應(yīng)對(duì)，降低事故發(fā)生的機(jī)率。

(3)由于地下水的存在，及其不可見性，使得基坑工程往往存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，不可預(yù)測(cè)性的因素很多，因此事故發(fā)生不一定就是由于疏忽大意造成的。盡管如此，為了減少事故發(fā)生，或者盡量減少事故損失，我們應(yīng)該加強(qiáng)施工組織與管理，提高施工人員的素質(zhì);同時(shí)，重視施工監(jiān)理與驗(yàn)收工作，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，認(rèn)真做好施工監(jiān)測(cè)工作，一有險(xiǎn)情馬上處理，將問題消滅于萌芽狀態(tài)。

(4)當(dāng)?shù)叵滤U(xiǎn)情出現(xiàn)以后，一定要根據(jù)實(shí)際情況想辦法排除險(xiǎn)情。當(dāng)然，在采取措施之前，一定要弄清事故原因，對(duì)癥下藥。

(5)學(xué)習(xí)其他基坑中地下水事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，尤其注意一些用于搶險(xiǎn)方面的處理技術(shù)。因?yàn)榛庸こ讨械牡叵滤鹿室话愣加型话l(fā)性，發(fā)展迅速，破壞嚴(yán)重等特點(diǎn)，因此關(guān)鍵在于發(fā)現(xiàn)及時(shí)、搶險(xiǎn)措施有力，而在這些方面可以借鑒到一些行之有效的辦法，如:雙管注漿法，它具有止水迅速、持效時(shí)間長(zhǎng)、施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，其成功關(guān)鍵在于截?cái)嗦┧?滲透性灌漿，它具有成本低、見效快、功能多、施工占地小和固結(jié)質(zhì)量好等特點(diǎn)。

以上只是因?yàn)榈叵滤蛟斐苫邮鹿实囊恍┲饕蚣胺乐未胧總€(gè)基坑事故可能都是有許多不利因素組合在一起而共同引發(fā)的，它與基坑工程自身、勘察、設(shè)計(jì)、施工、工程監(jiān)測(cè)及工程管理、自然條件等因素都有密切關(guān)系，是個(gè)綜合而且復(fù)雜的問題。所以我們分析具體工程事故時(shí)除了分析主要原因外，對(duì)次要原因分析是很有必要的。對(duì)事故原因有個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，這有助于事故的預(yù)防和處理。

3 結(jié)語(yǔ)

基坑開挖與支護(hù)工程是高層建筑和大型市政工程基礎(chǔ)工程施工中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，它的成敗對(duì)工程的造價(jià)、質(zhì)量和工期有著重大的影響，而且更對(duì)周圍環(huán)境有著不可忽視的影響。而地下水問題是基坑施工時(shí)的重中之重，縱觀目前大量的研究成果，不管巖土體失穩(wěn)破壞與水的作用過程有多么復(fù)雜的物理、化學(xué)效應(yīng)，從總體表現(xiàn)上來看，本質(zhì)上是一個(gè)力學(xué)過程，這些必然受到力學(xué)規(guī)律的控制，可以用相關(guān)的力學(xué)定律來來應(yīng)對(duì)，因此我們也不必畏懼，利用科學(xué)的指導(dǎo)，規(guī)范的施工將地下水問題消滅于萌芽狀態(tài)。