沙土地質(zhì)下局部深基坑滯水的處理

劉沛佐 譚國煒 劉翔宇 張金歌

摘 要：在深基坑降水工程中，當槽底處在粉土、粉細砂地層中，且該層底板與槽底相差較小時，容易在槽底形成殘留滯水。采用不等徑引滲井組合降水方法，處理上述殘留滯水，取得較好效果，為處理類似的基坑內(nèi)殘留滯水提供了一種可供借鑒的方法。

關鍵詞：深基坑；殘留滯水處理；不等徑引滲井

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）22-0102-02

1 前言

對于粉、細砂含水層，由于其中等滲透性，有很大的殘余水分保留，殘留的保水層厚度和坡度土壤的穩(wěn)定性差，因此難以處理殘留水分。根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗，粉和細砂含水層中殘余含水層厚度可達1～2m。如果降水面積增加，中間部分殘余滯留層的厚度可達到2～3m或更大。水不易進入降水井，因此傳統(tǒng)的降水方法不符合疏浚含水層的要求。由于粉末和細砂層中殘留的水分，在基坑開挖時，會出現(xiàn)砂流等問題，使得坡面安全穩(wěn)定，土方難以挖掘，水槽底部是水，結(jié)構不能建造。為了滿足項目的需要，殘余保水問題，特別是粉末和細砂含水層的殘余水處理問題，已成為深基坑施工的重要組成部分，受到高度重視。

2 工程概況

2.1 總體概況

北京城副中心職工周轉(zhuǎn)房項目A1標段位于北京市通州區(qū)東部，宋梁路東側(cè)，南臨北運河新堤路，距離北運河約470～580m。本工程為裝配整體式住宅，包含地下車庫、8棟住宅樓、2棟宿舍樓及開閉站，工程總建筑面積156600m2。其中地下車庫部分共2層，宿舍樓部分地下1層，建筑面積為53200m2。地上住宅樓為8～25層，建筑面積為103400m2?；A形式為平筏板基礎，基礎埋深9.4m。

2.2 擬建場區(qū)地下水條件

（1）擬建場地周邊地表水條。擬建場地南側(cè)約470～580m處為北運河，與本工程鄰近段河水面寬約110～150m，水深約3.0～3.5m。（2）勘察期間實測地下水位。本工程勘察期間（2017年10月中、下旬）于工程場區(qū)量測到3層地下水，地下水水位情況及類型參見表1所示。（3）地下水位的動態(tài)變化。項目區(qū)潛水的自然動態(tài)類型為滲透-湍流和蒸發(fā)的類型，主要受地下水側(cè)向湍流，大氣降水入滲和地表水體（南部北運河）滲漏，地下水側(cè)向湍流和人工采礦排泄等；水位的年動態(tài)變化一般為：9月至3月水位較高，其他月份水位較低，水位年變化一般為1～3m。擬建場區(qū)附近潛水地下水動態(tài)變化規(guī)律圖1所示。

項目現(xiàn)場承壓水的自然動態(tài)類型為滲透-湍流型，主要受地下水側(cè)向湍流和過流補給，側(cè)向湍流和人工開采地下水作為主要排泄方式；一般來說，10月至3月的水位較高，其他月份的水位相對較低。年水位變化差距一般在1～2m。

3 殘留滯水處理方案設計

3.1 基坑降水不到位原因分析

根據(jù)場地的地層條件和水文地質(zhì)條件，坑底的高程在細砂和中砂含水層中，下面的粉質(zhì)粘土是相對隔水層。水文地質(zhì)參數(shù)如滲透率和影響半徑是完全不同的。因此，形成殘留水保持條件，并且基坑的沉淀面積大?；又車慕邓y以滿足降水深度要求，特別是基坑中部的降水要求。因此，不能滿足基本的降水要求[1-2]。

3.2 殘留滯水處理方案選擇

（1）在基坑周圍的地面添加降水井。通過在基坑周圍增加降水井，降低了降水井的間距，攔截了周圍地下水的補給，減少了殘留水量，減少了殘留水層厚度。但是，由于基坑已被挖掘到箱底部（-9.58m），因此沒有條件在基坑周圍的地面上建造降水井。（2）在基坑底部附加降水井。通過在基坑底部周圍安裝降水井，再次地面攔截周圍地下水的補給，減少殘留水的保留并減少殘留水層的厚度。但是，由于基坑周圍幾乎沒有施工工作面，降水井只能放置在基礎地基的基礎承載層上；基坑周圍長度大，需要安裝許多降水井，給基礎施工帶來諸多不便。同時，由于待處理的部分主要是中心部分，只有周圍的降水仍難以滿足降水要求[3]。（3）基坑中段大直徑管井降水。由于基坑已被挖掘到箱底部（-9.58m）并且基坑已被挖掘，降水作業(yè)不會擾亂和破壞基礎土壤，以及大型機械施工和泥漿工作。由于大口徑管井需要采用大型鉆機施工，基礎土壤防護，大型泥漿排放和泵送管道布置都是施工過程中必須解決的問題；特別是對坑內(nèi)抽水井管的結(jié)構底板進行防水處理。否則，會影響底板的防水性能。（4）在基坑中部設置不等徑引滲井降水。通過以上分析，常規(guī)沉淀法不適合項目的殘余水處理，必須找到一種好的新方法，可以滿足“必要的降水措施和必須快速有效，并且可以基于在最短的時間將坑內(nèi)地下水位降到低于坑底，有利于后續(xù)結(jié)構和防水施工。沉淀井和排水管不應盡可能地穿過結(jié)構底板。研究決定采用“不等徑滲流井降水方案”。在坑中使用排水滲透井不需要安裝排水管道，也不占用場地。在基礎施工中，采用分級砂巖回填沉淀井，井管進入結(jié)構層沒有特殊的防水措施，滲水井的長度為疏水效果，有利于防水[4]。

3.3 殘留滯水處理方案設計

在基坑區(qū)域布置小直徑滲透井，井間距約為16米。為了增加地下水在基坑中的滲透，提高滲透效率，保證施工，滲透井設計不等。下部滲透井的直徑為150mm，深度為15.5mm。配備A50的塑料花管，并在管外填充2-8mm的礫石過濾材料。共鋪設了54口井。

4 主要施工技術措施

4.1 人工挖孔成井

為避免大型機械和泥漿鉆機損壞地基，對于滲透井上部直徑為A1000mm的孔，使用鋼套管保護，形成人工挖孔，套管隨著挖掘下沉，直到設計標高處，放置A400水泥砂礫濾水管，并在填入礫石的同時取出鋼護筒[5]。

4.2 小型鉆機成孔

孔形成后，將A50塑料過濾水管插入孔內(nèi)，過濾水管下部為5.0。在m的范圍內(nèi)，根據(jù)100mm的軸向間距，在管周圍鉆出幾排A6過濾孔，每排4個，行和行交錯排列，并在管子周圍纏繞60目尼龍過濾器網(wǎng)。在水過濾管下降后，在井管和井壁之間填充2-8mm的礫石過濾材料，并在過濾材料的邊緣上抽出孔導管直到孔口[6]。

4.3 空壓機洗井

為確保成井質(zhì)量和引滲效果，成井后均用空壓機進行洗井，至水清砂凈為止。

4.4 地基土防護措施

（1）小型化設備的使用使其易于移動，不會對基礎土壤造成大的干擾，有利于保護基礎土壤；（2）水箱底部和通道的施工均采用木板鋪設，以保護地基土；（3）施工渣土裝滿小推車，推出基坑；（4）在幾個基坑中鋪設塑料薄膜，沉淀建筑廢料漿并輸送到基坑外。

5 降水效果

滲透井的施工期為4天。在每個井鉆完并完成后，可以通過井中的塑料水過濾器聽到水流向下流動的聲音。滲透井周圍地下水位顯著下降，滲透效果顯著。一周后，基坑的地下水全部滲入下層含水層，基坑底部干燥無水，達到降水的目的，底板的建造如期進行。

6 結(jié)語

（1）對于細砂含水層的降水，必須采取有效措施，確保殘余水保持不對基坑開挖和邊坡支護產(chǎn)生重大影響，并應考慮殘留積水的處理措施。（2）對于大面積基坑，應采取適當措施，確保基坑中部地下水深度符合要求。（3）在適宜的地層條件和水文地質(zhì)條件下，采用滲透法處理深基坑殘余水，特別是基坑中部的殘余水，是一種短期和快速的方法。（4）工程滲透井采用不等直徑組合。上部大口井有利于增加滲水量，提高滲透效率，達到盡可能排出殘留滯留層的目的。

參考文獻

[1]李江.不等徑引滲井在處理深基坑殘留滯水中的應用[J].西部探礦工程，2004，（11）：15-17.

[2]游富洋.引滲井與管井聯(lián)合降水在深基坑降水中的應用[J].煤炭工程，2004，（2）：26-27.

[3]潘興良.地鐵砂卵石地深基坑承壓水處理方案比選研究[J].建筑，2013，（6）：67-68.

[4]武雷峰.淺談城市深基坑工程地下連續(xù)墻滲漏水處理方法[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2011，（3）：406-407.

[5]陳保國.武鋼四煉鋼廠水處理旋流沉淀池深基坑支護方案[J].長江工程職業(yè)技術學院學報，2010，（3）：16-17.

[6]吉茂杰.上海市軌道交通10號線溧陽路站深基坑開挖承壓水處理技術研究[J].地下工程與隧道，2009，（1）：31-34+53.