沙土地质下局部深基坑滞水的处理

刘沛佐 谭国炜 刘翔宇 张金歌

摘 要：在深基坑降水工程中，当槽底处在粉土、粉细砂地层中，且该层底板与槽底相差较小时，容易在槽底形成残留滞水。采用不等径引渗井组合降水方法，处理上述残留滞水，取得较好效果，为处理类似的基坑内残留滞水提供了一种可供借鉴的方法。

关键词：深基坑；残留滞水处理；不等径引渗井

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）22-0102-02

1 前言

对于粉、细砂含水层，由于其中等渗透性，有很大的残余水分保留，残留的保水层厚度和坡度土壤的稳定性差，因此难以处理残留水分。根据常规经验，粉和细砂含水层中残余含水层厚度可达1～2m。如果降水面积增加，中间部分残余滞留层的厚度可达到2～3m或更大。水不易进入降水井，因此传统的降水方法不符合疏浚含水层的要求。由于粉末和细砂层中残留的水分，在基坑开挖时，会出现砂流等问题，使得坡面安全稳定，土方难以挖掘，水槽底部是水，结构不能建造。为了满足项目的需要，残余保水问题，特别是粉末和细砂含水层的残余水处理问题，已成为深基坑施工的重要组成部分，受到高度重视。

2 工程概况

2.1 总体概况

北京城副中心职工周转房项目A1标段位于北京市通州区东部，宋梁路东侧，南临北运河新堤路，距离北运河约470～580m。本工程为装配整体式住宅，包含地下车库、8栋住宅楼、2栋宿舍楼及开闭站，工程总建筑面积156600m2。其中地下车库部分共2层，宿舍楼部分地下1层，建筑面积为53200m2。地上住宅楼为8～25层，建筑面积为103400m2。基础形式为平筏板基础，基础埋深9.4m。

2.2 拟建场区地下水条件

（1）拟建场地周边地表水条。拟建场地南侧约470～580m处为北运河，与本工程邻近段河水面宽约110～150m，水深约3.0～3.5m。（2）勘察期间实测地下水位。本工程勘察期间（2017年10月中、下旬）于工程场区量测到3层地下水，地下水水位情况及类型参见表1所示。（3）地下水位的动态变化。项目区潜水的自然动态类型为渗透-湍流和蒸发的类型，主要受地下水侧向湍流，大气降水入渗和地表水体（南部北运河）渗漏，地下水侧向湍流和人工采矿排泄等；水位的年动态变化一般为：9月至3月水位较高，其他月份水位较低，水位年变化一般为1～3m。拟建场区附近潜水地下水动态变化规律图1所示。

项目现场承压水的自然动态类型为渗透-湍流型，主要受地下水侧向湍流和过流补给，侧向湍流和人工开采地下水作为主要排泄方式；一般来说，10月至3月的水位较高，其他月份的水位相对较低。年水位变化差距一般在1～2m。

3 残留滞水处理方案设计

3.1 基坑降水不到位原因分析

根据场地的地层条件和水文地质条件，坑底的高程在细砂和中砂含水层中，下面的粉质粘土是相对隔水层。水文地质参数如渗透率和影响半径是完全不同的。因此，形成残留水保持条件，并且基坑的沉淀面积大。基坑周围的降水井难以满足降水深度要求，特别是基坑中部的降水要求。因此，不能满足基本的降水要求[1-2]。

3.2 残留滞水处理方案选择

（1）在基坑周围的地面添加降水井。通过在基坑周围增加降水井，降低了降水井的间距，拦截了周围地下水的补给，减少了残留水量，减少了残留水层厚度。但是，由于基坑已被挖掘到箱底部（-9.58m），因此没有条件在基坑周围的地面上建造降水井。（2）在基坑底部附加降水井。通过在基坑底部周围安装降水井，再次地面拦截周围地下水的补给，减少残留水的保留并减少残留水层的厚度。但是，由于基坑周围几乎没有施工工作面，降水井只能放置在基础地基的基础承载层上；基坑周围长度大，需要安装许多降水井，给基础施工带来诸多不便。同时，由于待处理的部分主要是中心部分，只有周围的降水仍难以满足降水要求[3]。（3）基坑中段大直径管井降水。由于基坑已被挖掘到箱底部（-9.58m）并且基坑已被挖掘，降水作业不会扰乱和破坏基础土壤，以及大型机械施工和泥浆工作。由于大口径管井需要采用大型钻机施工，基础土壤防护，大型泥浆排放和泵送管道布置都是施工过程中必须解决的问题；特别是对坑内抽水井管的结构底板进行防水处理。否则，会影响底板的防水性能。（4）在基坑中部设置不等径引渗井降水。通过以上分析，常规沉淀法不适合项目的残余水处理，必须找到一种好的新方法，可以满足“必要的降水措施和必须快速有效，并且可以基于在最短的时间将坑内地下水位降到低于坑底，有利于后续结构和防水施工。沉淀井和排水管不应尽可能地穿过结构底板。研究决定采用“不等径渗流井降水方案”。在坑中使用排水渗透井不需要安装排水管道，也不占用场地。在基础施工中，采用分级砂岩回填沉淀井，井管进入结构层没有特殊的防水措施，渗水井的长度为疏水效果，有利于防水[4]。

3.3 残留滞水处理方案设计

在基坑区域布置小直径渗透井，井间距约为16米。为了增加地下水在基坑中的渗透，提高渗透效率，保证施工，渗透井设计不等。下部渗透井的直径为150mm，深度为15.5mm。配备A50的塑料花管，并在管外填充2-8mm的砾石过滤材料。共铺设了54口井。

4 主要施工技术措施

4.1 人工挖孔成井

为避免大型机械和泥浆钻机损坏地基，对于渗透井上部直径为A1000mm的孔，使用钢套管保护，形成人工挖孔，套管随着挖掘下沉，直到设计标高处，放置A400水泥砂砾滤水管，并在填入砾石的同时取出钢护筒[5]。

4.2 小型钻机成孔

孔形成后，将A50塑料过滤水管插入孔内，过滤水管下部为5.0。在m的范围内，根据100mm的轴向间距，在管周围钻出几排A6过滤孔，每排4个，行和行交错排列，并在管子周围缠绕60目尼龙过滤器网。在水过滤管下降后，在井管和井壁之间填充2-8mm的砾石过滤材料，并在过滤材料的边缘上抽出孔导管直到孔口[6]。

4.3 空压机洗井

为确保成井质量和引渗效果，成井后均用空压机进行洗井，至水清砂净为止。

4.4 地基土防护措施

（1）小型化设备的使用使其易于移动，不会对基础土壤造成大的干扰，有利于保护基础土壤；（2）水箱底部和通道的施工均采用木板铺设，以保护地基土；（3）施工渣土装满小推车，推出基坑；（4）在几个基坑中铺设塑料薄膜，沉淀建筑废料浆并输送到基坑外。

5 降水效果

渗透井的施工期为4天。在每个井钻完并完成后，可以通过井中的塑料水过滤器听到水流向下流动的声音。渗透井周围地下水位显着下降，渗透效果显着。一周后，基坑的地下水全部渗入下层含水层，基坑底部干燥无水，达到降水的目的，底板的建造如期进行。

6 结语

（1）对于细砂含水层的降水，必须采取有效措施，确保残余水保持不对基坑开挖和边坡支护产生重大影响，并应考虑残留积水的处理措施。（2）对于大面积基坑，应采取适当措施，确保基坑中部地下水深度符合要求。（3）在适宜的地层条件和水文地质条件下，采用渗透法处理深基坑残余水，特别是基坑中部的残余水，是一种短期和快速的方法。（4）工程渗透井采用不等直径组合。上部大口井有利于增加渗水量，提高渗透效率，达到尽可能排出残留滞留层的目的。

参考文献

[1]李江.不等径引渗井在处理深基坑残留滞水中的应用[J].西部探矿工程，2004，（11）：15-17.

[2]游富洋.引滲井与管井联合降水在深基坑降水中的应用[J].煤炭工程，2004，（2）：26-27.

[3]潘兴良.地铁砂卵石地深基坑承压水处理方案比选研究[J].建筑，2013，（6）：67-68.

[4]武雷峰.浅谈城市深基坑工程地下连续墙渗漏水处理方法[J].中国房地产业，2011，（3）：406-407.

[5]陈保国.武钢四炼钢厂水处理旋流沉淀池深基坑支护方案[J].长江工程职业技术学院学报，2010，（3）：16-17.

[6]吉茂杰.上海市轨道交通10号线溧阳路站深基坑开挖承压水处理技术研究[J].地下工程与隧道，2009，（1）：31-34+53.