地下水控制與基坑工程的安全以及周邊環(huán)境的保護(hù)都密切相關(guān)。在地下水位較高的地區(qū)，基坑降水、降壓需滿足基坑工程安全和方便現(xiàn)場施工的要求；但在環(huán)境保護(hù)要求較高的區(qū)域，基坑降水還需要設(shè)置合理的隔水體系并且有通暢的排水系統(tǒng)。因此進(jìn)行地下水控制也是基坑工程的設(shè)計(jì)與施工必須要考慮的重要問題。
地下水控制主要有以下三種處理方式：隔水、排水和降水。其中降水是基坑開挖過程中最為常見的地下水處理方式，目的就在于降低地下水位、增加邊坡穩(wěn)定性、給基坑開挖創(chuàng)造便利條件；進(jìn)行承壓水降壓是為了防止坑底突涌。降水系統(tǒng)的有效工作需要通暢的排水系統(tǒng)，但除了將坑內(nèi)抽降的地下水及時(shí)排出外，排水系統(tǒng)還包括地表明水、開挖期間的大氣降水等的及時(shí)排除。為了避免降、排水造成地面沉降，影響周邊建筑物、市政管線等的正常使用，需要設(shè)置隔水體系，切斷基坑內(nèi)外必要的水力聯(lián)系和補(bǔ)給，既避免坑外的水位下降，也能夠有效減少坑內(nèi)降水的水量。這三種地下水處理方式，作用不同，在基坑工程中常常需要組合使用，才能保證地下水處理的合理、可行、有效的實(shí)施。
確定基坑工程的地下水控制措施前，首先要掌握?qǐng)龅毓こ痰刭|(zhì)和水文地質(zhì)條件以及基坑周邊的環(huán)境條件，了解地下水位埋深、土層滲透系數(shù)、含水層和相對(duì)隔水層的分布、土體含水量等參數(shù)指標(biāo)。根據(jù)基坑開挖深度以及周邊環(huán)境保護(hù)要求確定地下水處理方案。
1．潛水
當(dāng)基坑開挖面低于淺層潛水水位標(biāo)高時(shí)，需要進(jìn)行潛水降水。降深要求通常為基坑開挖面以下 0.5~1.0m。由于潛水水位的變化對(duì)于淺層土體固結(jié)的影響比較明顯，容易帶來較大的地表沉降。因此在非?？諘绲膱龅鼗蚪邓绊懛秶鷥?nèi)沒有需要保護(hù)的建（構(gòu)）筑物存在時(shí)，可以進(jìn)行敞開式降水，否則，應(yīng)設(shè)置一定深度的隔水體系。
潛水降水的方法很多，集水明排、輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、砂（礫）滲井、電滲井點(diǎn)、管井（深井）等都是可以采用的，但各種方式的工作特點(diǎn)和適用范圍各不相同。井點(diǎn)的布置應(yīng)根據(jù)土體含水量以及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定，原則上應(yīng)在基坑內(nèi)部均勻布置，并盡量設(shè)置在支撐邊緣等便于開挖過程中保護(hù)的位置。
隔水體系可以與基坑周邊圍護(hù)墻體結(jié)合設(shè)置，也可以單獨(dú)設(shè)置。板式支護(hù)體系圍護(hù)墻中地下連續(xù)墻、型鋼水泥土攪拌墻、小企口連接的鋼板樁等都具有隔水性能；需要單獨(dú)設(shè)置時(shí)，三軸水泥土攪拌樁、雙軸水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁、注漿等方式都可以形成連續(xù)搭接的隔水帷幕。隔水體系也需要根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)同支護(hù)形式以及環(huán)境條件特點(diǎn)進(jìn)行選擇。隔水帷幕底部通常需要進(jìn)入到相對(duì)不透水層或基坑底部一定深度，隔斷地下水的水平補(bǔ)給、加長避免帷幕底部繞流補(bǔ)給的路徑，滿足抗?jié)B流穩(wěn)定性的需要。
基坑坑內(nèi)降水示意圖
2．承壓水
承壓水具有一定的壓力，水頭埋深高出其含水層的層頂埋深，通常情況下，承壓水水量豐富、補(bǔ)給充足。當(dāng)場地內(nèi)分布有承壓含水層時(shí)，必須根據(jù)基坑開挖深度確定承壓含水層的突涌穩(wěn)定性是否滿足要求。對(duì)于存在承壓水突涌風(fēng)險(xiǎn)的基坑工程必須采取針對(duì)性的處理措施，保證基坑開挖過程中的安全。
確定承壓水處理措施前，應(yīng)充分了解承壓水的埋藏深度、水頭埋深、與基坑開挖深度的關(guān)系，以及承壓水降水對(duì)周邊環(huán)境的影響。對(duì)于位于基坑開挖深度范圍內(nèi)的承壓水，必須設(shè)置可靠的隔水體系完全隔離，然后在開挖過程中進(jìn)行坑內(nèi)的疏干降水。對(duì)于承壓含水層埋藏深度低于基坑開挖面的情況，應(yīng)通過降壓來滿足基坑開挖到基底時(shí)抗承壓水突涌穩(wěn)定性的要求。在地層水文地質(zhì)條件復(fù)雜或?qū)o當(dāng)?shù)爻袎核祲旱南嚓P(guān)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過場地內(nèi)的抽水試驗(yàn)來確定承壓水的抽水量與水頭降深的關(guān)系、越層補(bǔ)給的水量大小以及降壓對(duì)地表沉降的影響等參數(shù)指標(biāo)。抽水試驗(yàn)結(jié)果是基坑工程中承壓水處理方案確定的重要依據(jù)，當(dāng)深層降壓對(duì)地表沉降沒有明顯影響時(shí)，可以在開挖過程中進(jìn)行坑內(nèi)或坑外降壓；當(dāng)?shù)乇沓两祵?duì)深層降壓比較敏感時(shí)，為保護(hù)周邊環(huán)境，宜對(duì)深層承壓含水層進(jìn)行隔斷后再進(jìn)行坑內(nèi)的疏干降水。進(jìn)行降壓或疏干降水的井點(diǎn)布置和井管構(gòu)造可以通過前期抽水試驗(yàn)或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。
承壓水降壓示意圖
承壓水隔斷示意圖
特別指出的是，無論是在何種情況下，基坑工程中抽降承壓水都應(yīng)該按需、動(dòng)態(tài)降壓，根據(jù)水頭埋深以及基坑開挖的深度進(jìn)行估算，確定在基坑開挖到什么深度時(shí)開始降壓、降深達(dá)到多少時(shí)可以滿足基底抗突涌穩(wěn)定性的要求，并通過水位觀測井及時(shí)反映降壓效果，并調(diào)控降壓出水量，以減小對(duì)場地周邊環(huán)境的影響。
綜上，基坑工程中的地下水控制應(yīng)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件、基坑開挖深度以及周邊環(huán)境情況等綜合考慮確定。地下水處理方案與控制措施都應(yīng)該保障基坑工程本身以及基坑周邊的環(huán)境的安全。