復(fù)雜地質(zhì)深基坑含水層疏不干問(wèn)題分析及解決方案

石磊

摘要：本文對(duì)復(fù)雜地質(zhì)深基坑含水層疏不干問(wèn)題進(jìn)行了全面的分析，并且結(jié)合實(shí)際情況提出了有效的解決方案。希望通過(guò)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(wèn)題分析;解決方案

引言：

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速發(fā)展。城市化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，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(duì)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(duì)復(fù)雜地質(zhì)基坑深基坑含水層疏不干問(wèn)題進(jìn)行全面分析。

1工程概況

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

2基坑開(kāi)挖中含水層疏不干問(wèn)題分析

2.1問(wèn)題概述

首先，施工人員對(duì)整個(gè)基坑中管井進(jìn)行抽水工作，等到水位達(dá)到設(shè)計(jì)坑底以下一米之后便委派相應(yīng)的工作人員開(kāi)始基坑開(kāi)挖工作。然而當(dāng)基坑開(kāi)挖到第二道錨索工作面，也就是地下7米左右的位置時(shí)，坑內(nèi)又開(kāi)始涌現(xiàn)地下水。導(dǎo)致開(kāi)挖面被水淹沒(méi)，坑底泥濘不堪。一些挖土機(jī)以及所需鉆井等機(jī)械無(wú)法正常作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)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(wú)法將其及時(shí)運(yùn)出，導(dǎo)致開(kāi)挖工序被迫停止。這時(shí)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(wèn)題。

2.2含水層疏不干原因

圖1為場(chǎng)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(xì)砂薄層或者透鏡體;其次，整個(gè)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(jì)工作進(jìn)行中，設(shè)計(jì)人員忽略了薄夾層的存在，將其當(dāng)作含水層進(jìn)行計(jì)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(huì)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(duì)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)?huì)使過(guò)濾器無(wú)法實(shí)現(xiàn)全部長(zhǎng)度進(jìn)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(yuǎn)小于均勻含水層單井出水量。

2.3含水層疏不干對(duì)基坑工程的危害

第一，該問(wèn)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(dòng)的形象，也就是產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。這時(shí)地基土將會(huì)在水流的沖擊下使得土體的孔隙持續(xù)性擴(kuò)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(méi)工作面，最終使得施工工作無(wú)法順利進(jìn)行。在基坑開(kāi)挖工作實(shí)際進(jìn)行的過(guò)程當(dāng)中，由于含水層并沒(méi)有疏干，基坑當(dāng)中會(huì)涌現(xiàn)出大量的地下水使得工作面被淹沒(méi)。在這樣的情況下，即使通過(guò)明泵將水抽干之后，工作面也會(huì)泥濘不堪，從而使掛網(wǎng)、噴面等一系列有效的支護(hù)工作無(wú)法正常進(jìn)行，最終使施工進(jìn)度得不到有效保障。

2.4含水層疏不干問(wèn)題解決對(duì)策

首先，使用真空井點(diǎn)降水。就當(dāng)前而言使用最為廣泛的真空井點(diǎn)降水方式主要有兩種，分別是真空管井降水以及輕型井點(diǎn)降水。真空管井適合于一些較深較大的基坑，而輕型井點(diǎn)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(diǎn)中抽成真空環(huán)境，并且通過(guò)大氣壓作用的正常發(fā)揮有效彌補(bǔ)含水層滲透性較差，水力梯度小的不利因素。通過(guò)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(shí)際應(yīng)用中最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施起來(lái)相對(duì)方便，需要耗費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本也較低。輕型井點(diǎn)應(yīng)用原理是沿基坑四周每隔一定距離埋入井點(diǎn)管（直徑38--51MM，長(zhǎng)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(diǎn)管內(nèi)不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工過(guò)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(wèn)題的綜合分析，經(jīng)過(guò)全面考慮后本工程采用輕型管井降水方法。為了使支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工作進(jìn)行得更加順利，本工程把基坑內(nèi)7米以下的位置進(jìn)行了分塊分層井點(diǎn)降水，垂直向上按原開(kāi)發(fā)步驟以及深度分析。疏干一塊，開(kāi)挖一塊。有效解決含水層疏干以及土方含水量太大無(wú)法向外部運(yùn)輸?shù)墓こ虇?wèn)題。圖2為輕型井點(diǎn)降水示意圖。

其次，真空預(yù)壓法排水。這一方法在實(shí)際應(yīng)用中，整個(gè)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(guò)在砂墊層上覆蓋薄膜使其形成一個(gè)嚴(yán)格密封的環(huán)境。后續(xù)工作人員需要利用真空泵進(jìn)行抽氣使砂墊層形成真空環(huán)境。

3結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合國(guó)內(nèi)某深基坑工程實(shí)例對(duì)復(fù)雜地質(zhì)沉積層含水層疏不干問(wèn)題進(jìn)行了全面的分析，并且結(jié)合實(shí)際情況提出了有效的對(duì)策。希望通過(guò)本文可以為疏不干問(wèn)題解決提供一些思路。

參考文獻(xiàn)

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