浅谈地下水对基坑工程的影响及对策

金 鑫

(陕西省水工程勘察规划研究院，陕西西安 710003)

随着城市化进程的快速推进，地下停车场、地下商场、地下仓库以及多种地下民用和工业设施等地下空间正被开发利用，并且规模和深度不断加大。大量标志性的市政工程也正在以前所未有的规模和速度发展，如大桥、地铁、隧道、高架道路等这些大规模的工程建设都需要进行基坑开挖，而且规模和难度越来越大，出现的问题也越来越多，比如基坑出现塌方，坑内积水，基坑周围地面出现不均匀沉降造成道路开裂，房屋开裂甚至倾斜倒塌等等。据统计，在出问题的基坑工程中，60%以上的基坑事故直接或间接与地下水相关。这些事故不仅对基坑本身影响重大，而且对周围的环境造成的破坏也不可小视。因此，对基坑工程中地下水的影响进行分析研究是很有必要的。

1 地下水在基坑中的作用

1.1 地下水对基坑工程的影响

基坑工程是一个实践性很强的岩土工程，同时还是一个综合性的岩土工程难题，既涉及土力学中的强度与稳定问题，又包含了变形和渗流问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用。而地下水是一种重要的地质营力，它与岩土体的相互作用，一方面改变着岩土体的物理、化学和力学性质，另一方面也改变着地下水自身物理、力学性质以及化学成分。一般说来地下水作为地质环境内最活跃的成分，对岩土体有三种作用;

1)地下水通过物理作用(润滑作用、湿软化作用，泥化解作用，结合水的强化作用)、化学作用(离子交换、溶解作用、水解作用、溶蚀作用)改变岩土体的结构，从而改变岩土体的C、¢值的大小;

2)地下水通过孔隙静水压力作用，影响岩土体中的有效应力，从而降低岩土体的抗剪强度。

3)在土钉支护中，土钉对土体的加筋锚固作用主要源于土钉体表面与土体界面接触粘结力与摩擦阻力。而水对土钉墙的作用不仅有水土作用，还表现为对土钉体的作用，即由于水的存在造成钉土间粘摩阻力的降低甚至完全丧失。土钉锚拉作用降低使土体分担的外荷载增大，土体内部软弱区产生的微裂缝逐渐恶化，软弱松动带裂隙最后形成支护体的滑动面，最终导致支护体破坏。

1.2 基坑工程施工中地下水的破坏

基坑工程在地下水的作用下常常导致基坑自身的工程性质劣化，这种情况的出现又可能进一步导致整个项目的失败，造成严重的后果。在基坑工程中存在人类动力、岩土体应力与地下水之间的相互影响，相互作用和耦合作用等问题。

1)地下水的涌入，会导致“流砂”现象。流沙的继续发展，会导致周围地面不均匀沉降，从而周围的建筑物出现裂缝。止水帷幕不封闭是导致流砂发生的主要原因。

2)地下水在较大水头差的作用下绕过止水桩进入基坑内部，造成破坏，地下水通过失效部位进入基坑，造成事故。

3)基坑施工时，由于降水施工操作不当，导致“管涌”，“流土”等现象发生。

2 基坑施工中地下水的防治

(1)做好地质勘探工作，尤其是深基坑等地下工程。

(2)基坑施工一定要严格规范。基坑工程的施工主要由围护结构，内支撑体系，降排水系统，止水体系等分部组成的，这些体系都是环环相扣的，任何一个方面出了问题都会导致基坑因为地下水而出问题。因此，任何一个环节的施工都很重要，没有主次之分，都应该严格按照规范进行施工。同时，考虑到勘探等资料不一定与实际地质一致，在基坑施工中注意施工现场与资料不一致的情况，根据现场具体情况灵活应对，降低事故发生的机率。

(3)由于地下水的存在，及其不可见性，使得基坑工程往往存在很大的风险，不可预测性的因素很多，因此事故发生不一定就是由于疏忽大意造成的。尽管如此，为了减少事故发生，或者尽量减少事故损失，我们应该加强施工组织与管理，提高施工人员的素质;同时，重视施工监理与验收工作，严把质量关，认真做好施工监测工作，一有险情马上处理，将问题消灭于萌芽状态。

(4)当地下水险情出现以后，一定要根据实际情况想办法排除险情。当然，在采取措施之前，一定要弄清事故原因，对症下药。

(5)学习其他基坑中地下水事故的经验教训，尤其注意一些用于抢险方面的处理技术。因为基坑工程中的地下水事故一般都有突发性，发展迅速，破坏严重等特点，因此关键在于发现及时、抢险措施有力，而在这些方面可以借鉴到一些行之有效的办法，如:双管注浆法，它具有止水迅速、持效时间长、施工简便的优点，其成功关键在于截断漏水通路;渗透性灌浆，它具有成本低、见效快、功能多、施工占地小和固结质量好等特点。

以上只是因为地下水原因造成基坑事故的一些主要原因及防治措施，每个基坑事故可能都是有许多不利因素组合在一起而共同引发的，它与基坑工程自身、勘察、设计、施工、工程监测及工程管理、自然条件等因素都有密切关系，是个综合而且复杂的问题。所以我们分析具体工程事故时除了分析主要原因外，对次要原因分析是很有必要的。对事故原因有个全面的认识，这有助于事故的预防和处理。

3 结语

基坑开挖与支护工程是高层建筑和大型市政工程基础工程施工中的难点与重点，它的成败对工程的造价、质量和工期有着重大的影响，而且更对周围环境有着不可忽视的影响。而地下水问题是基坑施工时的重中之重，纵观目前大量的研究成果，不管岩土体失稳破坏与水的作用过程有多么复杂的物理、化学效应，从总体表现上来看，本质上是一个力学过程，这些必然受到力学规律的控制，可以用相关的力学定律来来应对，因此我们也不必畏惧，利用科学的指导，规范的施工将地下水问题消灭于萌芽状态。