軟土地層中深基坑降水技術研究

常明月

摘要：軟土地層中深基坑降水對于工程建設具有至關重要的影響。因此，要深入考察軟土地層中深基坑的實際情況，對深基坑降水方案進行科學設計，有效保障軟土地層中深基坑降水方案的科學性和可行性。本文結合相關工程案例，淺析了軟土地層中深基坑降水技術，以期為軟土地層中深基坑降水提供借鑒。

關鍵詞：軟土地層；深基坑；降水

1.前言

深基坑，是指開挖深度在6m以上的基坑。軟土具高含水量，易觸變性，高壓縮性，低強度，自穩能力差的特征，軟土固結作用時間長，且在固結過程中會發生沉降。因此，軟土地層中深基坑降水具有較大的難度和復雜性。施工單位要深入考察軟土地層深基坑的實際狀況，采取具有較強針對性和有效性的降水技術，對軟土地層中的深基坑進行降水處理。

2.工程概況

某城市地鐵車站全長為321.5m，其標準段寬度為49.5m，埋深為17.8m。該地鐵車站采用地下二層島式結構，其標準段基坑深度為17.5m，端頭井基坑深度為19.7m，該地鐵車站采用φ800mm的地下連續墻作為主體圍護結構。該地鐵車站處于軟土層中，場地地層上部主要是淤泥質土，下部主要是粉土及粉細砂，場地內存在潛水及承壓水，須對該地鐵車站的位于軟土層中的深基坑實施降水處理。

3.降水目的

對案例工程軟土地層中深基坑實施降水處理，主要目的如下：（1）將深基坑開挖范圍內相應土體中存在的地下水有效疏干，為深基坑施工作業提供便利條件。（2）有效降低深基坑內土體呈現的含水量，實現土體強度的大幅度增強。（3）有效降低地層下部存在的承壓含水層相應的水頭高度，有效避免深基坑內部發生底板管涌以及突涌等現象，有效保障深基坑底板呈現良好的穩定性。

4.降水方案設計

4.1降水方式及原理

4.1.1輕型井點降水

輕型井點降水，是指在深基坑周圍對大量口徑較小的抽水井進行布置，并通過密封管道實現各井的有效連接，構成井群，借助真空抽水的相關設備對深基坑內存在的地下水實施集中抽吸，在短時間內降低深基坑相應的地下水位，使之符合設計深度要求，為深基坑內施工提供便利條件。井點降水施工操作相對簡單，且具有較強的適用性和較快的降水速度。采用輕型井點降水，將相關設施，諸如井點管、閥門以及泵房進行妥善安裝后，對抽水設備進行啟動，管路系統以及井點管即呈現出真空狀態，井點管以及下部滲水管相應的內部壓力相對于含水層壓力較小，在壓差下，地下水滲流人濾水管內，流經井點管以及總管，最終被真空泵抽吸出去，降落漏斗即在井點周圍產生，并隨著地下水被抽吸而不斷擴大，并相互間產生干擾，導致井點問相應的降落深度逐漸疊加，最終使深基坑周邊地下水相應的降落深度良好滿足相關設計要求。

4.1.2管井降水

管井降水，是指按照一定間距，將口徑較大的井管布置在深基坑周邊場地內，將潛水泵在井管內部放置，對地下水進行抽吸，井管內水面即在較短時間內低于井管外相應的地下水水面，井管內外即形成了水頭差，井管外的地下水即向井管內部進行滲流，從而導致降落漏斗在井管周邊的產生，并隨著地下水被抽吸而不斷擴大，其降落深度也漸趨加大，深基坑內存在的地下水即被快速疏干。砂性土層具有相對良好的滲透性，管徑降水在砂性土層中得到了廣泛應用。管井降水現場如下圖1所示。

4.2降水設計思路

（1）主要對深基坑內存在的承壓水進行降水處理，對于弱承壓水，當圍護結構良好時，稍微對之實施降水處理，即可實現有效疏干。關鍵要對承壓水實施降水處理。（2）對深基坑實施降水處理，一方面要有效保障良好的降水效果，另一方面要避免長時間降水處理對周邊環境造成的不良影響。（3）充分借鑒深基坑降水相關經驗，對深基坑降水實施試驗井抽水的相關試驗，對深基坑降水方案進行優化，有效保障深基坑降水的良好效果。（4）對降水井及周邊建筑物實施沉降監測，對回灌井進行設置，實現對地表沉降的有效控制。

4.3降水方案

基于對案例工程地質狀況的深入分析，擬對明排、輕型井點降水以及管井降水方法進行綜合應用。對于透水性相對較差的淤泥質黏土以及粉質黏土，采用明排以及輕型井點降水方法；對于粉細砂以及粉質土，采用管井降水方法。同時，在深基坑外，對回灌井進行設置。借鑒相關經驗，將每口管井降水相應的有效區域設置為250m²～300m²，總共布置3排灌井，每排間距為16m，管井間距為15m。案例工程深基坑降水井布置如下圖2所示。

5.降水井構造及設計要求

（1）井口：井口要比地面高出至少0.5m，以避免地表污水對井內的滲入。通常，使用優質水泥漿或者黏土對井口實施封閉，其深度要在3m以上。（2）井壁管：對焊接鋼管進行使用，將之作為井壁管，其內徑要保持在250mm以上。（3）過濾管：對橋式濾水管或者是鉆孔管進行使用，采用尼龍網對濾水管外部進行包裹，要保持濾水管與井壁管具有相同的直徑。（4）沉淀管：沉淀管的主要作用，是避免井內沉砂對過濾器造成堵塞。在濾水管底部對沉淀管進行連接，要保持沉淀管與濾水管具有相同的直徑，將其長度保持在1m左右，采用鐵板將沉淀管的底口封死。（5）填礫料：使用綠豆砂將井點管間相應的孔隙灌實，使井口與地面的距離保持為0.5m。（6）填黏性土實施封孔：井點管上部0.5m處，使用黏土對之灌壓密實，并實施封孔。

6.成井技術要求

6.1井點管施工工藝及技術要求

6.1.1工藝流程

井點管施工工藝流程如下：做好施工準備工作一實施施工放樣一實施射水成孔一下放井管一投放濾料一對集水管以及降水泵等進行安裝一對地下水進行抽吸。

6.1.2技術要求

（1）在工作地面實施挖坑：遵循相關設計要求，對各井點管的具體位置進行準確測設，將竹釘打人地面進行標記，在竹釘位置對20cm×20cm×20cm的土坑進行開挖。（2）射水下沉：借助與高壓水泵相連的自射井點管，對水流進行注射，并對井管實施轉動，使其緩慢下沉。加強對射水壓力的控制，使其保持在0.5Mpa以上，將其孔徑設置為250mm。要使沖孔深度低于濾管深度大約0.5m。成孔后立即將井點管放下。（3）對井點管埋設效果進行檢查：對井點管內實施灌砂時，管內相應水位及時出現上升；對井點管內實施注水時，管內相應水位及時出現下降，則說明井點管埋設合格。否則，對井點管埋設不合格的具體原因進行檢查，并重新實施井點管埋設。

6.2管井施工工藝及技術要求

6.2.1工藝流程

管井施工工藝流程如下：做好施工準備工作一實施施工放樣一鉆機就位一實施鉆進一對井管進行安裝一投放濾料一實施洗井一對抽水泵進行安裝一試抽。

6.2.2技術要求

（1）施工準備：在距離井位大致10m的位置對直徑約為2m的土坑進行開挖，其深度約為1.5m，將清水注入坑內，并將泥漿泵架設在坑上。同時，借助泥漿管，對鉆機啟動鉆桿頂端以及泥漿泵實施連接。遵循相關要求，將濾管用濾網包好，并對孔底管實施焊接，確保封牢，將鋼筋在每節井管相應的上部外臂實施焊接，為井管吊裝提供便利條件。（2）成孔。在鉆孔過程中，對返漿進行觀察，并對地層情況進行記錄，鉆進深度滿足設計孔深要求后，要超鉆50cm～80cm，實施清水循環。（3）洗井：通常，采用活塞法實施洗井，將活塞安裝在鉆機上，放入井管強行實施向上提水，借助活塞形成負壓，使井內外形成水壓，實施洗井。通常，要實施連續洗井，直至井水變清，要確保洗井時間充足。（4）抽水。洗井完畢后，對抽水泵進行安裝，立刻實施抽水，避免淤積對出水效果造成不良影響。

7.結語

綜上所述，對于軟土地層中深基坑實施降水處理，要深入考察深基坑實際狀況以及深基坑所在地的地質條件，在此基礎上，借鑒軟土地層深基坑降水相關經驗，對深基坑降水方案進行科學設計，靈活采用明排、輕型井點降水以及管井降水等方法對軟土地層中深基坑實施降水處理，有效保障深基坑降水處理效果，為深基坑施工創造便利條件。