建筑施工中基坑降水施工技术分析

建筑施工中基坑降水施工技术分析

袁越

湖南省第三工程有限公司 411100

摘要：本文综合分析了建筑施工中基坑降水施工技术的应用现状、发展趋势以及新兴技术的研究进展。通过对井点降水系统、深井降水技术、真空预压技术、负压联合降水技术等传统方法的原理、施工流程、优势与应用条件的详细分析，探讨了各技术的实用性和效率。进一步，文章引入地下水循环利用技术和电渗降水技术等新兴方法，阐述了它们在提高环境可持续性和工程效率方面的重要价值。研究表明，综合运用多种降水技术，结合工程具体条件进行科学选型和优化设计，能够有效提升基坑工程的安全性、经济性和环境友好性。

关键词：基坑降水；井点降水系统；深井降水技术；真空预压技术；负压联合降水技术；地下水循环利用；电渗降水技术

1. 引言

基坑降水，作为土木工程中一项关键技术，主要用于降低基坑开挖区域的地下水位，以保障施工安全和提高施工效率。在城市建设和基础设施开发的背景下，高效且安全的基坑降水技术日益成为工程设计和施工中的重要考量。其作用不仅体现在维持基坑周边土体的稳定，防止地下水对基坑侧壁和底板的压力过大引起坍塌或水害事故，还包括保护周边建筑物和地下设施的安全，避免因地下水位降低导致的不均匀沉降。随着建筑技术的发展和对环境保护要求的提高，基坑降水施工技术正逐渐向着更高效、更环保的方向发展，其在现代建筑施工中的应用越来越广泛，技术方法也在不断创新中。

2. 基坑降水施工技术的应用

2.1预排水技术

2.1.1井点降水系统

在基坑降水施工技术中，井点降水系统作为一种广泛应用的预排水技术，其施工流程与关键技术体现了对地下水控制的精细化管理。井点降水系统通过设置一系列的井点，围绕基坑排列，通过抽水降低井点周围的地下水位，形成一个“干工作面”，从而保障基坑的稳定和施工的安全性。关键技术包括井点的布置优化和抽水量的精确计算，以及对地下水位降低范围的预测控制。以一个具体的技术数据为例，井点间的距离通常根据土层渗透系数进行调整，对于中等渗透性的土层，井点间距可能设置为3至5米。这一数据不仅体现了施工过程中对技术细节的重视，也突出了通过科学计算以达到既高效又经济的施工目标。此技术的实用性在于其能够根据工程地质条件的不同，灵活调整井点布置和抽水策略，以适应不同施工环境，确保基坑工程的顺利进行。

2.1.2深井降水技术

（1）设计与施工要点

作为基坑降水的一种高效方法，特别适用于地下水位较深或需要大幅度降低水位的工程项目。其设计与施工要点关键在于深井的布置、深度以及泵设备的选择。深井通常需要达到较深的地层，以便更有效地控制地下水流动，其中一个关键的技术数据是井深，这直接影响到降水效果和成本。例如，井深可能需要达到30米或更深，以确保可以有效降低特定土层的水位。此外，深井的直径、井筒的材料选择以及泵的配置都需要精确计算，以保证长期运行的可靠性和经济性。

（2）优势与应用条件

深井降水技术的优势在于其能够适应不同的地质条件，特别是对于渗透性较低的土层或岩石层，能够提供更为有效的降水方案。此技术不仅能够实现大范围的水位控制，而且对周边环境的影响较小，这对于城市建设中的基坑工程尤为重要。其应用条件通常包括工程规模较大、地下水位较深、要求快速降低水位或土层渗透性差的项目。这种技术的实用性在于其高效的水位控制能力以及对工程质量和安全的积极贡献，使其成为复杂地质条件下的首选降水方法。

2.2负压降水技术

2.2.1真空预压技术

（1）原理与施工方法

真空预压技术，利用真空泵创建负压的原理，通过抽除土壤孔隙中的水和空气，以加速土壤固结和提高其强度，进而实现降低地下水位的目的。这一技术特别适用于粘性土或低渗透性土层的基坑降水和地基处理。在施工过程中，首先布置预压管道和集水管，然后覆盖一层透水性强的过滤材料，并在顶部覆盖不透水的膜，最后通过真空泵抽气，形成负压。一个关键的技术数据是真空度，通常需要达到-80kPa至-95kPa，以确保有效地从土壤孔隙中抽出水分，加速土壤固结过程。

（2）设备配置与操作要点

设备配置和操作是真空预压技术成功的关键。主要设备包括真空泵、集水井、预压管道以及控制系统等。操作要点包括正确选择和布置预压管道以保证覆盖整个处理区域，确保覆盖膜的密封性，以及实时监控真空度和土壤固结情况。有效的监控和调整是确保技术效果的重要环节，比如实时调整真空泵的工作状态以适应土壤固结的实际进度。这种技术的优势在于它可以在不干扰土壤原有结构的情况下，有效地提高土壤的承载能力和减少水分，对环境影响小，特别适合在城市或敏感区域的应用。

2.2.2负压联合降水技术

（1）技术方案与施工细节

负压联合降水技术是一种将传统井点降水方法与真空预压技术相结合的先进施工方法，旨在实现对地下水位的高效控制，尤其适用于地质复杂、水文条件不稳定的基坑工程。技术方案中，井点降水系统负责抽取较深层次的地下水，而真空预压技术则用于改善土壤的物理性质，加速近地表层土壤的固结和水分抽提。施工细节的关键在于两种技术的有效整合：首先布设井点并进行抽水，随后在地表铺设透水材料及密封膜，通过真空泵为上层土体创建负压环境。技术数据中，负压的设定通常为-60kPa至-80kPa，这一范围能有效促进土壤中水分的迁移和抽提，同时降低土壤孔隙水压力，增强基坑周边的稳定性。

（2）适用场景与效果评估

负压联合降水技术的适用场景广泛，特别是在城市基础设施建设、地铁站点施工以及大型商业综合体开发等项目中表现出其独特的优势。这种技术不仅能够应对不同的地质和水文条件，还能在降低地下水位的同时，加快土壤固结，减少施工对周边环境的影响。效果评估方面，采用负压联合降水技术的工程项目通常能实现更快的施工进度和更高的工程安全性。此技术提供了一种灵活、高效的解决方案，以满足日益复杂的基坑工程需求，同时优化工程成本和施工周期。

3. 新兴基坑降水施工技术的研究

3.1地下水循环利用技术

地下水循环利用技术，作为新兴的基坑降水施工技术之一，不仅着眼于降低基坑内的地下水位，同时强调对抽取的地下水资源的再利用，体现了环境保护和资源节约的理念。该技术通过建立地下水循环系统，将基坑抽水过程中得到的水进行收集、处理后，用于施工现场的用水需求，如混凝土拌和、施工用水或周边绿化灌溉等。这种做法不仅降低了对外部水资源的依赖，减少了工程对地下水资源的消耗，同时也减轻了基坑抽水对周边水文地质环境的影响。此技术的实用性在于其在保障基坑工程安全、高效进行的同时，促进了水资源的循环利用，增强了建筑项目的环境友好性。

3.2电渗降水技术

通过在土壤中施加电场，利用电渗效应促使水分子向电场方向移动，从而实现降低地下水位的目的。该技术特别适合于粘土等低渗透性土壤，能够有效改善这类土壤的排水条件，加快基坑干燥过程。电渗降水技术的关键在于电极的布置和电压的控制，合理的设计可以最大化水分移动效率，加速基坑的降水速度。此技术的实用性体现在其对特定土质条件下的高效性和环境友好性，尤其是在传统物理降水方法难以奏效的情况下，电渗降水技术提供了一种创新且有效的解决方案，有助于解决复杂地质条件下的基坑降水难题。

结语

随着建筑工程技术的不断进步和对环境保护要求的提升，基坑降水施工技术也在不断地发展与创新中。从传统的井点降水到深井降水，再到真空预压技术及负压联合降水技术，每一步的进展都体现了技术的进步和对施工安全、效率的追求。新兴的地下水循环利用技术和电渗降水技术的研究与应用，更是将环境保护融入到了施工技术中，展现了建筑施工技术向着更加绿色、环保、高效的方向发展的趋势。未来，随着科技的进一步发展和对环境友好型施工技术的需求增加，基坑降水施工技术将继续向着更加专业化、高效化、环境友好化的方向发展。

参考文献

[1]张华强. (2020). 基坑工程降水技术研究进展. 建筑技术开发, 47(4), 112-115.

[2]刘勇, 王波. (2019). 基坑降水施工技术及其环境影响分析. 现代工业经济和信息化, 9(2), 76-79.