复杂地质深基坑含水层疏不干问题分析及解决方案

石磊

摘要：本文对复杂地质深基坑含水层疏不干问题进行了全面的分析，并且结合实际情况提出了有效的解决方案。希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。

关键词：复杂地质;深基坑含水层;疏不干问题分析;解决方案

引言：

改革开放以来，我国经济社会迅速发展。城市化进程持续推进，各类高层以及超高层建筑纷纷涌现。例如北京中信大厦、上海环球金融中心等等。这些建筑的出现极大地增加了上部结构载荷，竖向载荷也非常集中。从而对基础及地基提出了更高的要求，为此需要适当增加基坑深度。然而随着基坑深度的不断增加，基坑中地下水处理工艺变得愈加复杂。因此有必要对复杂地质基坑深基坑含水层疏不干问题进行全面分析。

1工程概况

国内某工程拟建1号商业楼地上14层，地下3层。23号商业楼地下24层，地下三层。主楼采用桩基，而地下车库则采用筏板基础。

2基坑开挖中含水层疏不干问题分析

2.1问题概述

首先，施工人员对整个基坑中管井进行抽水工作，等到水位达到设计坑底以下一米之后便委派相应的工作人员开始基坑开挖工作。然而当基坑开挖到第二道锚索工作面，也就是地下7米左右的位置时，坑内又开始涌现地下水。导致开挖面被水淹没，坑底泥泞不堪。一些挖土机以及所需钻井等机械无法正常作业，现场只能用明泵抽水这一方法排出坑底积水。然而由于挖出的土大多数都呈现饱和状态，因此无法将其及时运出，导致开挖工序被迫停止。这时坑内管井中的水却一抽就干，不抽又有，也就是出现了含水层疏不干问题。

2.2含水层疏不干原因

图1为场地工程地质的剖面图。

从图中不难看出，除了该地区除了上部第2层粉土厚度较大之外，余下的土层厚度不一致，整体分布呈现出散乱的状态。粉质黏土层当中含有很多粉土细砂薄层或者透镜体;其次，整个管井单井的影响半径较小，土层当中含有一些薄夹层。在降水设计工作进行中，设计人员忽略了薄夹层的存在，将其当作含水层进行计算。然而均匀含水层形成的降落漏斗影响范围非常庞大。一旦存在夹层，将会使渗流的竖向分量受到严重限制，导致降落漏斗影响范围明显变小，甚至形不成降落漏斗，因此对单井的降水影响范围造成了极为严重的影响;最后，降水井单井出水量小。根据管井的单井出水能力公式不难发现，含水层一旦不均匀将会使过滤器无法实现全部长度进水。根据工程地质剖面图选取带入数据后，最终得到不均匀含水层单井出水量远小于均匀含水层单井出水量。

2.3含水层疏不干对基坑工程的危害

第一，该问题很可能引发流沙、管涌等工程地质性灾害。当基坑含水层当中含有的一些饱和松散砂以及粉砂等，将在承压水的压力下出现悬浮流动的形象，也就是产生流砂现象。这时地基土将会在水流的冲击下使得土体的孔隙持续性扩大，最终形成一条贯穿地基的渗流通道。这种现象也被形象地称之为管涌现象。

第二，坑体积水淹没工作面，最终使得施工工作无法顺利进行。在基坑开挖工作实际进行的过程当中，由于含水层并没有疏干，基坑当中会涌现出大量的地下水使得工作面被淹没。在这样的情况下，即使通过明泵将水抽干之后，工作面也会泥泞不堪，从而使挂网、喷面等一系列有效的支护工作无法正常进行，最终使施工进度得不到有效保障。

2.4含水層疏不干问题解决对策

首先，使用真空井点降水。就当前而言使用最为广泛的真空井点降水方式主要有两种，分别是真空管井降水以及轻型井点降水。真空管井适合于一些较深较大的基坑，而轻型井点适合应用于一些井深较小的基坑。真空管井应用原理是将景点中抽成真空环境，并且通过大气压作用的正常发挥有效弥补含水层渗透性较差，水力梯度小的不利因素。通过大气压力把含水层中的水分流入到降水井当中，这一技术在实际应用中最大的优点是实施起来相对方便，需要耗费的经济成本也较低。轻型井点应用原理是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管（直径38--51MM，长5--7M的钢管）至蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工过程中要不断的抽水，直至施工完毕。根据基坑含水层疏干问题的综合分析，经过全面考虑后本工程采用轻型管井降水方法。为了使支护结构的施工工作进行得更加顺利，本工程把基坑内7米以下的位置进行了分块分层井点降水，垂直向上按原开发步骤以及深度分析。疏干一块，开挖一块。有效解决含水层疏干以及土方含水量太大无法向外部运输的工程问题。图2为轻型井点降水示意图。

其次，真空预压法排水。这一方法在实际应用中，整个系统是由竖向排水带或者是沙井以及以上铺设的砂垫层组合而成，通过在砂垫层上覆盖薄膜使其形成一个严格密封的环境。后续工作人员需要利用真空泵进行抽气使砂垫层形成真空环境。

3结束语

本文结合国内某深基坑工程实例对复杂地质沉积层含水层疏不干问题进行了全面的分析，并且结合实际情况提出了有效的对策。希望通过本文可以为疏不干问题解决提供一些思路。

参考文献

[1]顾宝和.基坑开挖中含水层地疏不干[J].工程勘察，1996（05）：11-12.

[2]董立朋，刘龙生. 富水厚砂层深基坑降水设计与施工[A]. 《隧道建设》编辑部.2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C].中国铁道学会，2012：5.

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