石磊

摘要：本文對復(fù)雜地質(zhì)深基坑含水層疏不干問題進行了全面的分析，并且結(jié)合實際情況提出了有效的解決方案。希望通過本文可以為相關(guān)工作提供一些參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì);深基坑含水層;疏不干問題分析;解決方案

引言：

改革開放以來，我國經(jīng)濟社會迅速發(fā)展。城市化進程持續(xù)推進，各類高層以及超高層建筑紛紛涌現(xiàn)。例如北京中信大廈、上海環(huán)球金融中心等等。這些建筑的出現(xiàn)極大地增加了上部結(jié)構(gòu)載荷，豎向載荷也非常集中。從而對基礎(chǔ)及地基提出了更高的要求，為此需要適當(dāng)增加基坑深度。然而隨著基坑深度的不斷增加，基坑中地下水處理工藝變得愈加復(fù)雜。因此有必要對復(fù)雜地質(zhì)基坑深基坑含水層疏不干問題進行全面分析。

1工程概況

國內(nèi)某工程擬建1號商業(yè)樓地上14層，地下3層。23號商業(yè)樓地下24層，地下三層。主樓采用樁基，而地下車庫則采用筏板基礎(chǔ)。

2基坑開挖中含水層疏不干問題分析

2.1問題概述

首先，施工人員對整個基坑中管井進行抽水工作，等到水位達到設(shè)計坑底以下一米之后便委派相應(yīng)的工作人員開始基坑開挖工作。然而當(dāng)基坑開挖到第二道錨索工作面，也就是地下7米左右的位置時，坑內(nèi)又開始涌現(xiàn)地下水。導(dǎo)致開挖面被水淹沒，坑底泥濘不堪。一些挖土機以及所需鉆井等機械無法正常作業(yè)，現(xiàn)場只能用明泵抽水這一方法排出坑底積水。然而由于挖出的土大多數(shù)都呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，因此無法將其及時運出，導(dǎo)致開挖工序被迫停止。這時坑內(nèi)管井中的水卻一抽就干，不抽又有，也就是出現(xiàn)了含水層疏不干問題。

2.2含水層疏不干原因

圖1為場地工程地質(zhì)的剖面圖。

從圖中不難看出，除了該地區(qū)除了上部第2層粉土厚度較大之外，余下的土層厚度不一致，整體分布呈現(xiàn)出散亂的狀態(tài)。粉質(zhì)黏土層當(dāng)中含有很多粉土細砂薄層或者透鏡體;其次，整個管井單井的影響半徑較小，土層當(dāng)中含有一些薄夾層。在降水設(shè)計工作進行中，設(shè)計人員忽略了薄夾層的存在，將其當(dāng)作含水層進行計算。然而均勻含水層形成的降落漏斗影響范圍非常龐大。一旦存在夾層，將會使?jié)B流的豎向分量受到嚴(yán)重限制，導(dǎo)致降落漏斗影響范圍明顯變小，甚至形不成降落漏斗，因此對單井的降水影響范圍造成了極為嚴(yán)重的影響;最后，降水井單井出水量小。根據(jù)管井的單井出水能力公式不難發(fā)現(xiàn)，含水層一旦不均勻?qū)惯^濾器無法實現(xiàn)全部長度進水。根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖選取帶入數(shù)據(jù)后，最終得到不均勻含水層單井出水量遠小于均勻含水層單井出水量。

2.3含水層疏不干對基坑工程的危害

第一，該問題很可能引發(fā)流沙、管涌等工程地質(zhì)性災(zāi)害。當(dāng)基坑含水層當(dāng)中含有的一些飽和松散砂以及粉砂等，將在承壓水的壓力下出現(xiàn)懸浮流動的形象，也就是產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。這時地基土將會在水流的沖擊下使得土體的孔隙持續(xù)性擴大，最終形成一條貫穿地基的滲流通道。這種現(xiàn)象也被形象地稱之為管涌現(xiàn)象。

第二，坑體積水淹沒工作面，最終使得施工工作無法順利進行。在基坑開挖工作實際進行的過程當(dāng)中，由于含水層并沒有疏干，基坑當(dāng)中會涌現(xiàn)出大量的地下水使得工作面被淹沒。在這樣的情況下，即使通過明泵將水抽干之后，工作面也會泥濘不堪，從而使掛網(wǎng)、噴面等一系列有效的支護工作無法正常進行，最終使施工進度得不到有效保障。

2.4含水層疏不干問題解決對策

首先，使用真空井點降水。就當(dāng)前而言使用最為廣泛的真空井點降水方式主要有兩種，分別是真空管井降水以及輕型井點降水。真空管井適合于一些較深較大的基坑，而輕型井點適合應(yīng)用于一些井深較小的基坑。真空管井應(yīng)用原理是將景點中抽成真空環(huán)境，并且通過大氣壓作用的正常發(fā)揮有效彌補含水層滲透性較差，水力梯度小的不利因素。通過大氣壓力把含水層中的水分流入到降水井當(dāng)中，這一技術(shù)在實際應(yīng)用中最大的優(yōu)點是實施起來相對方便，需要耗費的經(jīng)濟成本也較低。輕型井點應(yīng)用原理是沿基坑四周每隔一定距離埋入井點管（直徑38--51MM，長5--7M的鋼管）至蓄水層內(nèi)，利用抽水設(shè)備將地下水從井點管內(nèi)不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工過程中要不斷的抽水，直至施工完畢。根據(jù)基坑含水層疏干問題的綜合分析，經(jīng)過全面考慮后本工程采用輕型管井降水方法。為了使支護結(jié)構(gòu)的施工工作進行得更加順利，本工程把基坑內(nèi)7米以下的位置進行了分塊分層井點降水，垂直向上按原開發(fā)步驟以及深度分析。疏干一塊，開挖一塊。有效解決含水層疏干以及土方含水量太大無法向外部運輸?shù)墓こ虇栴}。圖2為輕型井點降水示意圖。

其次，真空預(yù)壓法排水。這一方法在實際應(yīng)用中，整個系統(tǒng)是由豎向排水帶或者是沙井以及以上鋪設(shè)的砂墊層組合而成，通過在砂墊層上覆蓋薄膜使其形成一個嚴(yán)格密封的環(huán)境。后續(xù)工作人員需要利用真空泵進行抽氣使砂墊層形成真空環(huán)境。

3結(jié)束語

本文結(jié)合國內(nèi)某深基坑工程實例對復(fù)雜地質(zhì)沉積層含水層疏不干問題進行了全面的分析，并且結(jié)合實際情況提出了有效的對策。希望通過本文可以為疏不干問題解決提供一些思路。

參考文獻

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