深基坑岩溶裂隙水降水方法研究

深基坑岩溶裂隙水降水方法研究

韦杰

广西基础勘察工程有限责任公司

摘要：随着我国西南地区城市的不断开发，不仅在原有城市中需要加强建筑建设，同时也需要在岩溶地区加强施工建设，为进一步提高建筑行业发展水平奠定基础。在该地区进行施工时，由于受到该地区自身承载力低下的特点的影响，需要通过利用深基坑支护工程提升地基整体结构的承载力，但由于受到岩溶地区裂隙中地下水位高且水量丰富的特点的限制，对深基坑支护工作的顺利开展产生一定阻碍，因此则需要通过利用降水的方式提升施工可行性。因此，本文以实际案例为主要分析对象，就岩溶地区深基坑工程中对岩溶裂隙进行降水的合理方法进行研究，为进一步提升我国岩溶地区施工水平及质量奠定有利基础。

关键词：岩溶地区；深基坑；裂隙水；降水；研究方法

我国西南地区地质较为丰富，而其中主要包括岩溶地区。岩溶地区的地质条件较为特殊，其岩溶缝隙较多，且因受到其自身地质环境特点限制，多数岩溶地区存在岩溶裂隙，同时其中包含较为丰富的地下水，如果在该地区进行施工，则需要通过利用深基坑支护施工，并通过加强止水等施工方法对该处的地下水进行排除，结合工程实际情况合理采用具有科学性、可行性的降水方法进一步提升该地区深基坑支护施工水平，保障周边环境安全，达到进一步促使施工项目顺利进行的基本目的。由此可见，降水施工技术具有实质性意义。但如何根据工程采用降水方法，则需要进一步研究。

一、对岩溶地区深基坑裂缝水降水方法研究的重要意义

首先，在通常情况下，所有工程在对水位较高的地质环境进行处理时，都需要采取排水、降水的方式虽该地区的地下水位进行降低，确保施工环境能够保持干燥，并使该施工环境满足施工及建筑要求，促使工程顺利进行。而在岩溶地区也是如此。该地区地下水位较高，更需要通过结合降水方法进行合理排水降水，因此，针对该地区进行地下水降水方法进行研究具有必然意义。

其次，岩溶地区的水位较高，且可能与其他地区存在连通性溶洞，而由于岩溶裂隙较多，且分布较广，在降水过程中存在一定困难，因此在进行降水时，必须结合实际有效的降水方法对该区域内的裂隙地下水进行降水，否则一旦出现不合理的降水方法，则极易对基坑周边岩土层造成破坏，而随着岩土层的塌陷对基坑内产生极大损害，同时严重威胁施工人员的生命安全，产生重大事故。因此，对岩溶地区深基坑裂隙水降水方法进行研究具有安全意义。

第三，部分岩溶地区在地下具有较长的连通性，同时因其地下水不断贯穿，其地下水整体面积较大，因此对岩溶地区及周边地质环境的影响较大。而在具体基坑降水过程中，如果出现降水不当等情况，则极易因出现岩溶地区塌陷等情况对周边地质产生影响，对地质上方建筑等造成极大破坏，不仅使周边建筑及自然环境受到极大影响，同时也极易对周边居民的人身安全造成极大威胁，因此，对岩溶地区深基坑岩溶裂隙水降水方法进行研究具有长远意义。

第四，深基坑支护工程的开展主要是为了能够为地上或地下建筑提供稳定的地基环境，通过改善地质条件，提升地基整体承载力及硬度，满足地上或地下建筑施工要求及标准的同时，为进一步提升建筑整体质量及使用水平具有重要意义。而在对岩溶地区进行深基坑支护工程时，通过有效的降水方法可达到提升该地区降水效率的作用。但如果在降水时采用的降水方法缺少科学性与技术性，则极易对建筑整体产生巨大影响，导致建筑出现沉降、坍塌以及断裂等情况，因此，保证降水方法的技术性与高效性是提升深基坑工程质量的重要前提。由此可见，对岩溶地区深基坑岩溶裂隙水降水方法的研究具有长远意义。

二、工程概况

临沂豪德光彩贸易广场一期工程位于临沂市罗庄区蒙山大道与清河北路交汇处西北角，地下1层，地上十七层，框剪结构，筏板基础，基坑开挖深度为6米。该工程已经开挖至基础设计标高，地下出水量大，据区域水文地质资料显示，该工程地下水主要以潜水的形式赋存于深层岩溶裂缝中,为承压水，其水位埋深一般3.5米左右。同时该工程又位于临沂市主要泄洪渠道陷泥河南20米，基坑出水量受陷泥河水位有很大影响。

三、施工工艺设计和实施质量控制

1.施工工艺设计

通过方案论证分析大多数降水方案都要求施工场地宽阔、后期封堵，同时造价也高，而采用明沟配合渗排水降水方法，不受场地限制，造价低，工期短，后期无需封堵。本研究中提出的施工方法，结合了传统的降水方法，创新性的添加盲沟渗水法，增加水分的渗透速度，加快地下水的汇集速度，再增加水泵的排水能力，从而增加降水速度。本文中的降水方法施工工艺流程为：划分降水施工段、确定降水路径—计算出水量和所需水泵功率—盲沟（盲管）路径及断面设计、明沟及集水井设计—盲沟、明沟、集水井开挖—布设盲管—布水泵降水—地基补强措施。

2.施工工艺实施质量控制

首先，在对降水技术进行设计时，需要由工程设计人员与相关人员共同参与其中，针对岩溶裂隙水主要分布情况及具体工程工序施工进行深入探讨，确保降水方法的合理性；其次，应当根据工程量及具体工程要求对降水方法施工工艺具体流程进行确认，并通过反复核实、分析后提升整体施工工艺的科学性与可行性，保证该降水施工工艺能够全面达到合理降水效果；第三，要求相关设计人员子在最终确定降水技术方法后与相关施工人员及技术人员进行技术交底，并针对降水过程中的重点难点提出要求，分别是：划分降水施工段，确定降水路径、盲沟（盲管）路径、断面设计、盲沟的地基补强处理，进一步加强对降水施工工艺质量的控制。

3.施工工艺施工质量控制措施

（1）划分降水施工段，降水路径走向设计

降水工程施工中，要采用自然水渗透和人工降水相结合的方式，这样能够提高降水的速率，设计施工段的划分要结合施工主体结构和水系排布。由此研究决定根据图纸设计的楼体变形缝情况，确定了基础阶段和主体阶段的施工顺序，决定在基础阶段分三个施工段施工。为保证以上方案能够顺利实施，决定降水施工段的划分必须与之相吻合。根据施工段的划分确定降水的走向路径，确定由次盲沟到主盲沟，再到明沟，最后到集水坑的排水路径；为保证降水效果必须保证主盲沟（盲管）经过涌水量大的泉眼位置，且主、次盲沟（盲管）在基坑在顺泥夹沟设置，明沟和集水坑便于排水的位置。经过一段时间对已经施工完成的施工段和正在降水的施工段进行检查，水层下降到不影响基础混凝土施工，排水路径通畅能够达到预期的降水效果。

（2）计算涌水量，根据担负排水量确定盲沟断面尺寸。

第一，对岩溶涌水点的出水量通过进行抽水试验确定涌水量，通过抽水试验得到涌水量；依据涌水量计算出水泵的功率。

本工程按大井法估算把降水区域假想为一个半径为r0的圆形大井，其流入基坑内的涌水量Q，按下式计算：Q：基坑总涌水量（m3/d）KS：渗透系数(m/d)，R：影响半径（m）,r0：引用半径(m),对不规则形基坑,a/b>2-3时,r0=U/π;a、b为汇水区边长(m)；U为汇水区域周长(m)；A为汇水基坑面积(m2)；

得到总涌水量为23.2+82=105.2m3/h，依据设计水泵的排水量不小于总用水量；因此，水泵功率计算水泵所需功率N（KW）按下式计算：式中K0：安全系数，取K0=1.2，Q：基坑涌水量（m3/d），Q=105.2m3/d，η1：水泵效率，一般取0.40-0.50，η1=0.45，η2：动力机械效率,一般取0.75-0.85，η2=0.8

N=K0QH0/75η1η2

计算得出单个水泵的额定功率N：

N=K0QH0/75η1η2=1.2×105.2×5.1/75×0.45×0.8=19.07KW<25KW

经计算该区域选用25KW的潜水泵。

第二，依据规划的排水路径，主次盲沟在基坑底部顺泥加沟方向设置，清理干净的泥加沟（次盲沟）下埋ф150的高强度的PVC管，PVC管四周钻孔并裹上滤网增加盲沟的使用效果，外缠8号铁丝、间距不大于20mm，然后填上3-5cm的石子减少周围泥土堆盲管的影响，石子厚度不大于200mm。

第三，主盲沟（盲管）断面尺寸设计根据设计单位要求盲管覆盖石子不大于200mm厚的要求，为保证最大水流速，计算时，确定盲沟两端高低差为200mm。根据测算得到水流速度v,根据涌水量,计算盲沟的断面尺寸：S=q/v，最后计算敷设盲管的根数n。

复核计算过程，得出计算数据准确，过程缜密，各系数选用正确。经过现场降水效果可以验证该截面设计符合实际，能够满足降水要求。

（3）盲沟地基补强

盲沟开挖后消弱了地基承载力，依据施工设计地基基础的承载力需要补强，否则将影响结构安全。经过组织人员针对灌浆、钢板、现浇配筋混凝土三种补强方式的可实施性、经济合理性、安全可靠性对比、研究，讨论、分析，最终结合现场实际和实施的经济效益，确定由设计单位计算确定补强板的配筋、混凝土等级及板厚，然后，将该部位混凝土同找平层混凝土一同浇筑施工，增强混凝土的施工质量。经现场施工情况来看，盲沟地基补强同找平层混凝土一起浇筑，缩短了施工工期，加快了施工速度，保证了加强带和找平层的整体性。

四、结论

通过上述文章中的具体分析后可发现，针对岩溶地区裂隙水的降水方法主要包括盲沟渗排水降水方法等，而通过结合实例对该降水方法进行计算与研究后可发现，通过利用该方法进行降水时，不仅能够提升降水效率，将该地区的水位快速降低到标准位置，同时也能够有效提升对深基坑的保护程度，且因其高效性在一定程度上降低了施工成本，保证施工效益的同时提升施工质量，为进一步提升我国岩溶地区深基坑工程水平奠定了坚实基础。

此外，对岩溶地区深基坑支护工程进行降水时，不仅需要对降水方法进行重点研究，同时也需要加大该类工程其他降水方法的研究力度，并且应当极大人才培养力度，全面提升基坑支护施工技术人员整体技术水平，并充分认识该地区地质情况，通过进一步研究与分析后提升降水技术的科学性、创新性。此外，还应当在施工过程中加强对所有降水施工人员及其他工程人员进行相关内容的普及，通过全面掌握降水方法及过程，提升各个工程环节的衔接性，全面提高工程效率，为进一步提升岩溶地区深基坑施工水平及建筑行业发展水平做出贡献。

参考文献

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