引滲井在基坑上層滯水控制中的應(yīng)用與研究

韓建剛

中基發(fā)展建設(shè)工程有限責任公司 北京 101300

1 引言

1.1 引滲井點降水適用范圍

引滲井通過溝通上下含水層，將上層水導入下層含水層，從而達到降低上層地下水的目的。設(shè)計采用引滲井點時，上部含水層的涌水量應(yīng)小于下部含水層的入滲量，才能有效達到降低上層地下水的目的。下部含水層應(yīng)具備以下條件：⑴ 地層滲透性較好，滲透系數(shù)較大，一般為砂、礫、卵石層。⑵ 含水層具有一定的厚度，以保證能吸納下滲的水量。⑶ 下部含水層的水頭高度遠低于基坑底部，引滲過程中形成的倒漏斗水頭不會超過基坑底部。適用于滲透系數(shù)＞0.1m/d的粉質(zhì)黏土、粉土、粉細砂、碎石土。對于含水層薄、水量小、降水深度小的基坑工程可采用此方法。

1.2 引滲井設(shè)計理論與方法

引滲井的工作過程可分為兩個部分。上部含水層向井中的涌水和井中水向下部含水層的入滲。上部含水層的涌水和一般抽水井點的涌水相同，井中的水位最低，水位向井周圍逐漸升高，形成降落漏斗。井中水向下部含水層的入滲與補給井工作機理相同。其工作情況正好和抽水井相反。井水位最高，水位向井周圍逐漸降低，成錐體狀（圖1-1）。層輕微坍塌、水體滲出，隨時間推移，樁間砂土與水呈流砂狀流出，短時間內(nèi)樁間形成空洞,空洞深度0.8～1.0m。圖2-1為樁間流砂現(xiàn)狀。

圖1 -1 引滲井示意圖

2 工程概況

2.1 基坑概況

擬建建筑物基坑長度126.80m，寬度101.30m，開挖深度為14.55～14.60m。基坑支護采用護坡樁+錨桿支護形式。

2.2 場地工程地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報告，場區(qū)內(nèi)主要地層為人工填土層（Qml）、粘質(zhì)粉土素填土①層、雜填土①1層、重粉質(zhì)粘土-粘土②層、粘質(zhì)粉土③層、粉質(zhì)粘土③1層、粘土③2層、細砂③3層、重粉質(zhì)粘土③4層、粉質(zhì)粘土④層、粘質(zhì)粉土④1層、粘土④2層、粉細砂⑤層、粘質(zhì)粉土⑤1層、粉質(zhì)粘土⑥層、粘土⑥1層、粘質(zhì)粉土⑥2層、細砂⑥3層、重粉質(zhì)粘土⑥4層、細砂⑦層。

2.3 場地水文地質(zhì)條件

本工程勘察鉆探深度（50.0m）范圍內(nèi)觀測到三層地下水，第一層為潛水，穩(wěn)定水位埋深24.20～24.80m，第二層為微承壓水，穩(wěn)定水位埋深31.60～33.20m，第三層為承壓水，穩(wěn)定水位埋深43.00～44.30m。

2.4 基坑上層滯水概況

基坑開挖過程中，基坑南側(cè)46個樁間在標高-5.80m～-7.20m位置出現(xiàn)③3細砂層透鏡體含有滯水，層厚1.0～1.4m，最初表現(xiàn)為樁間砂

圖2 -1 樁間流砂現(xiàn)狀

3 引滲井設(shè)計與施工

3.1 引滲井設(shè)計方案

上層滯水的含水層為③3細砂層，受④層弱透水層的影響，不能自行滲入至下層透水層，需將滯水層以下弱透水層打穿，形成排水通道自行疏干。

⑴下層透水層選擇

根據(jù)勘察報告，第⑤粉細砂層屬于透水層，地層厚度2.1～6.3m，非含水層，具備作為排水層的條件。

⑵滲井深度的確定

本工程場地地面標高H=29.80m，第⑤粉細砂層層頂標高為16.26～18.79m，地層厚度2.10～6.30m。根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（DB11/489-2016）的相關(guān)規(guī)定，滲井應(yīng)進入下層含水層不小與2.0m，本工程按進入透水層2.0m計算，井底標高H1=14.26m，滲井深度為Hw=H-H1。

經(jīng)計算：Hw= H-H1=29.80-14.26=15.54m，Hw取15.60m。

⑶滲井間距

滲井間距按0.8m設(shè)計。

⑷滲井數(shù)量

本工程存在上層滯水部位的基坑長度為73.6m，滲井數(shù)量為：73.6m/0.8m/口=92口。

3.2 引滲井施工方法

⑴在距離基坑上口線5m位置處共布置一排引滲井。井徑150mm，井深15.60m，孔內(nèi)填充5～10mm干凈礫料，地表以下2m采用粘土封井。井深結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。

圖3 -1 引滲井結(jié)構(gòu)示意圖

⑵滲井采用SH-30型全套管沖擊鉆機成孔，鉆孔深度以進入第⑤粉細砂層2.0m為原則。

3.3 施工技術(shù)要點

⑴為了保證上層滯水層中水的有效排出，施工時采用干作業(yè)成孔跟管鉆進工藝，防止塌孔及孔隙堵塞影響排水效果。

⑵成井過程中，應(yīng)保證井身進入排水層的有效深度。

⑶成孔結(jié)束后，向套管內(nèi)填充干凈礫料，應(yīng)遵循“先填礫料后拔套管，隨填隨拔”的原則，確保套管內(nèi)始終有礫料，保證填料質(zhì)量，填礫至地表以下2.0m位置。

⑷礫料填完后及時用粘土封井，防止地表水滲入井內(nèi)。

3.4 施工效果

⑴引滲井施工完成后，隨著滲漏漏斗的形成，觀測樁間滲水量，滲水量逐漸減小，直至消失。

⑵滲井施工完成15天后，樁間護壁通過重新掛網(wǎng)噴射混凝土，面板干燥，未出現(xiàn)水漬及滲水現(xiàn)象，由此可見，引滲井達到理想效果。

4 結(jié)論

基坑降水成功與否是基坑工程成敗的關(guān)鍵，隨著更多深基坑的設(shè)計與施工，引滲井點降水方法被越來越廣泛地應(yīng)用，降水設(shè)計與施工技術(shù)也日臻完善。本文結(jié)合京東方先進技術(shù)實驗室二期工程北京總部項目基坑引滲井降水的設(shè)計、應(yīng)用進行了全面的研究。

⑴引滲井點降水是近些年興起的基坑降水技術(shù)，尤其在北京地區(qū)被廣泛采用。由于該方法不抽取地下水，對于保護水資源十分有利。

⑵基坑上層滯水問題是困擾工程技術(shù)人員的一個主要問題，給基坑工程施工造成困難，同時存在疏不干的問題。使用該方法，在京東方先進技術(shù)實驗室二期工程北京總部項目基坑上層滯水處理中取得了成功。本文總結(jié)了引滲井降水的設(shè)計與施工，提出了引滲井降水的設(shè)計方法與步驟，具有一定的工程意義。

⑶引滲井對于基坑局部上層滯水的處理能夠達到理想效果，同時相對其他降水方法具有免維護、施工成本低等特點，可大大降低工程成本，較為經(jīng)濟。

⑷引滲井設(shè)計與施工時，應(yīng)于基坑邊緣保持一定距離，有利于滲漏漏斗的形成，從而達到止水的理想效果。