【摘要】市政和房建工程中，常常涉及在市區(qū)中的深基坑開挖施工。由于基坑開挖量大，工期長(zhǎng)，涉及汛期和旱季施工，基坑開挖過程中，須重點(diǎn)考慮由于坑內(nèi)降排水引起的周邊地下水位降低、土體固結(jié)產(chǎn)生的地表和建筑物沉降問題。井點(diǎn)回灌能有效的對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)給，但是受場(chǎng)地和外部環(huán)境的限制較多，常常難以有效開展。本文章根據(jù)背景工程的實(shí)際條件，因地制宜，采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，得到了較好的效果，希望能給類似工程帶來一些借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】深基坑；沉降；帶壓回灌
1 工程概況
某南方城市交通軌道21號(hào)線21標(biāo)車站基坑處于城市主干道中央，東西走向，車站施工過程中交通不中斷。車站基坑長(zhǎng)度228m，寬度20m，基坑開挖深度19m。車站兩側(cè)為既有當(dāng)?shù)鼐用褡越?～6層樓房（部分為加建），又有正在建設(shè)中的商住樓盤。周邊建筑物距離基坑25～50m不等，屬于基坑開挖影響范圍內(nèi)。
車站地質(zhì)自西向東，巖層逐漸爬升；自上而下分別為人工填土層、淤泥層、沖洪積粉細(xì)砂層、沖洪積土層、花崗片麻巖殘積土層及不同程度的花崗巖風(fēng)化巖層。其中車站西端地面以下4m～6m存在淤泥層和砂層，大部分屬于花崗片麻巖殘積土層<5-2>內(nèi)。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為800mm鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，西側(cè)嵌固深度5～8m，東側(cè)2m～4m。
2 帶壓回灌技術(shù)應(yīng)用背景
該工程7月份開始進(jìn)行開挖，開挖工程中按照設(shè)計(jì)要求在坑內(nèi)施工降水井進(jìn)行主動(dòng)降水�；�9月底開挖至基底，在9月份開始，周邊建筑物和地面開始出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象，日沉降量達(dá)0.2mm。且隨著枯水期來臨，沉降愈發(fā)明顯，個(gè)別建筑物沉降達(dá)110mm。根據(jù)項(xiàng)目部在建筑物附近設(shè)置的水位監(jiān)測(cè)孔觀測(cè)得知，周邊水位已下降至地面以下9m，超過往年枯水期最低水位2m。
3 原因剖析
經(jīng)過對(duì)沉降曲線圖、水位數(shù)據(jù)以及建筑物基礎(chǔ)和地質(zhì)條件的綜合分析，認(rèn)為：本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求施工，基坑開挖過程嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，基坑連續(xù)墻不存在漏水現(xiàn)象，且圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形值和支撐軸力變化值都在較小范圍內(nèi)，基坑處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。周邊建筑物沉降發(fā)生的原因有以下幾點(diǎn)因素作用而成：1，由于隨著旱季到來，地下水得不到補(bǔ)給，水位逐漸降低；2，而基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)未能深入隔水層，地下水繞滲進(jìn)入基坑內(nèi)，加速了周邊地下水的流失；3基坑西側(cè)地質(zhì)存在較厚的砂層和淤泥層，周邊地下水位降低導(dǎo)致建筑物及地表底部軟土孔隙率減小，土體發(fā)生固結(jié)；4，發(fā)生沉降的建筑物多為天然條形淺基礎(chǔ)，且在基坑開挖過程中普遍存在加蓋現(xiàn)象，增加了房屋的自重。
綜上原因可知，只要基坑處于未完全封底，地下水繼續(xù)繞滲基坑流失，且枯水期持續(xù)的狀態(tài)下，沉降將持續(xù)發(fā)生。因此，采取有效的方法對(duì)周邊地下水的補(bǔ)給是唯一遏制建筑物沉降的措施。
考慮社會(huì)環(huán)境因素及地下管線較多的影響，項(xiàng)目部決定在基坑周邊、施工圍蔽范圍內(nèi)打設(shè)回灌井，回灌井距離建筑物約30m。（回灌孔分部圖如下圖所示）
4 帶壓回灌技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)
經(jīng)過仔細(xì)論證分析，認(rèn)為由于車站上部地質(zhì)處于沖洪積土層及淤泥質(zhì)土層，透水性較差，滲透系數(shù)僅為 0.005～0.01m/d，在無足夠壓力的作用下，回灌水無法滲透至30m外的建筑物周邊。因此，只有采用帶壓回灌，才能提高滲透壓力，克服土層阻力，達(dá)到遠(yuǎn)距離補(bǔ)給地下水的效果。
項(xiàng)目部根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，制定了自動(dòng)帶壓井點(diǎn)回灌系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由 抽水泵、進(jìn)出水管線、蓄水箱及回灌井組成，利用水箱將基坑底水泵抽出的水蓄起作為回灌水源，蓄水箱蓄水至一定高度后，觸發(fā)水位控制開關(guān)，使抽水泵開啟，通過回灌井帶壓回灌至地下，在水箱水位降至一定高度后，開關(guān)關(guān)閉，抽水泵停止作業(yè)。如此反復(fù)形成循環(huán)。
帶壓回灌系統(tǒng)有以下技術(shù)要點(diǎn)：
�。�1）地下水回灌孔間距約6m一個(gè)，每個(gè)孔深度10～12mm，以進(jìn)入透水層內(nèi)1m以上為止。
（2）井孔采用鉆機(jī)成孔，孔徑為150mm，鉆孔深度應(yīng)比濾管底深0.5m，以利沉砂。將井點(diǎn)管沉至要求的深度后，在孔壁與井點(diǎn)管之間填入粗砂，回填粗砂面距離孔口4米處塞一層無紡?fù)凉げ迹s3～5cm高度）或者回填粘土，作為分隔層，然后用1：2水泥砂漿將其密封。滲濾系統(tǒng)采用PVC篩管外包濾網(wǎng)和砂石濾層填充，管徑100mm。 滲濾篩管在地面以下2m處開始開孔至管底。滲水篩孔豎向間距10cm，每個(gè)斷面至少4個(gè)篩孔，相鄰斷面孔位錯(cuò)開布置。如下圖所示
（3）輸水管采用PVC材質(zhì)，管徑6～7cm。
�。�4）增壓水泵采用2.2kw，口徑6.5cm
�。�5）回灌井上安裝壓力表及流量表，灌水量與壓力要由小到大，逐步調(diào)節(jié)到適宜壓力；
�。�6）回灌井口要求密封，確保回灌時(shí)不漏水，同時(shí)回灌壓力不宜過大，當(dāng)回灌流量不明顯增加時(shí)，回灌壓力最好不要增加，否則回灌井周圍易產(chǎn)生突涌，從而破壞回灌井結(jié)構(gòu)；回灌水體必須干凈，不能是污染水體，否則會(huì)污染地下水；
�。�7）回灌水體內(nèi)不能有固體物質(zhì)（如砂，土及其它雜質(zhì)等），否則會(huì)影響回灌效果。
5 回灌過程控制
回灌系統(tǒng)運(yùn)行過程中，還需做好原始記錄數(shù)據(jù)采集和過程數(shù)據(jù)記錄，對(duì)回灌力度進(jìn)行控制。主要有以下控制要點(diǎn)：
（1）為及時(shí)了解基坑周邊的地下水位變化的情況，及時(shí)調(diào)整回灌井點(diǎn)的注水量，根據(jù)基坑周邊原有的水位觀測(cè)孔進(jìn)行觀測(cè)自然水位的變化情況。
�。�2）在回灌前，通過觀測(cè)井對(duì)本項(xiàng)目基坑周圍地下水位進(jìn)行首次觀測(cè)，注水后前每天觀測(cè)1次。在觀測(cè)水位的同時(shí)并對(duì)機(jī)組的注水壓力及注水流量作好記錄。根據(jù)觀測(cè)水位變化及時(shí)調(diào)整注水量，以保持水位相對(duì)穩(wěn)定。通常水泵出水口工作壓力約 0.3Mpa，所形成的真空約0.5～0.8MPa。
�。�3）回灌井的啟動(dòng)：當(dāng)穩(wěn)定的水位監(jiān)測(cè)報(bào)告出來之后，如現(xiàn)水位低于本場(chǎng)地的原始數(shù)據(jù)后即啟動(dòng)回灌。
（4）回灌井停止運(yùn)行條件：基坑停止降水后觀測(cè)一段時(shí)間，若水位恢復(fù)正常，即可停止回灌。
�。�5）回灌水源：回灌水源主要以基坑內(nèi)集水桶的地下水作為回灌水，如地下水位供應(yīng)不上采用自來水作為回灌水源。
�。�6）回灌壓力：回灌壓力以保持在0.2～0.3mpa范圍，當(dāng)回灌壓力過大，回灌效果不高時(shí)，可暫停加壓，即采用間歇性加壓。
（7）回灌井的監(jiān)控：回灌過程中對(duì)基坑內(nèi)觀測(cè)井和基坑外觀測(cè)井水位密切監(jiān)控，要求水位觀測(cè)每24小時(shí)一次。
6 結(jié)語
根據(jù)周邊建筑附近的水位監(jiān)測(cè)孔進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以得出通過采用自動(dòng)帶壓回灌系統(tǒng)進(jìn)行回灌，有效地對(duì)基坑周邊的地下水進(jìn)行補(bǔ)給，通過后期對(duì)周邊建筑物的沉降和地表沉降進(jìn)行觀測(cè)，其沉降趨勢(shì)已經(jīng)得到控制。事實(shí)證明，帶壓回灌技術(shù)能夠很好的應(yīng)用于回灌井點(diǎn)布置條件受到限制，無法大范圍分布設(shè)置的情況中，使得地下水能有效得到補(bǔ)給，從而遏制了地表因地下水流失出現(xiàn)固結(jié)沉降的趨勢(shì)，對(duì)周邊建筑物起到了較好的保護(hù)作用，使得基坑的施工無后顧之憂，為深基坑開挖創(chuàng)造了有利條件。
1 工程概況
某南方城市交通軌道21號(hào)線21標(biāo)車站基坑處于城市主干道中央，東西走向，車站施工過程中交通不中斷。車站基坑長(zhǎng)度228m，寬度20m，基坑開挖深度19m。車站兩側(cè)為既有當(dāng)?shù)鼐用褡越?～6層樓房（部分為加建），又有正在建設(shè)中的商住樓盤。周邊建筑物距離基坑25～50m不等，屬于基坑開挖影響范圍內(nèi)。
車站地質(zhì)自西向東，巖層逐漸爬升；自上而下分別為人工填土層、淤泥層、沖洪積粉細(xì)砂層、沖洪積土層、花崗片麻巖殘積土層及不同程度的花崗巖風(fēng)化巖層。其中車站西端地面以下4m～6m存在淤泥層和砂層，大部分屬于花崗片麻巖殘積土層<5-2>內(nèi)。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為800mm鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，西側(cè)嵌固深度5～8m，東側(cè)2m～4m。
2 帶壓回灌技術(shù)應(yīng)用背景
該工程7月份開始進(jìn)行開挖，開挖工程中按照設(shè)計(jì)要求在坑內(nèi)施工降水井進(jìn)行主動(dòng)降水�；�9月底開挖至基底，在9月份開始，周邊建筑物和地面開始出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象，日沉降量達(dá)0.2mm。且隨著枯水期來臨，沉降愈發(fā)明顯，個(gè)別建筑物沉降達(dá)110mm。根據(jù)項(xiàng)目部在建筑物附近設(shè)置的水位監(jiān)測(cè)孔觀測(cè)得知，周邊水位已下降至地面以下9m，超過往年枯水期最低水位2m。
3 原因剖析
經(jīng)過對(duì)沉降曲線圖、水位數(shù)據(jù)以及建筑物基礎(chǔ)和地質(zhì)條件的綜合分析，認(rèn)為：本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求施工，基坑開挖過程嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，基坑連續(xù)墻不存在漏水現(xiàn)象，且圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形值和支撐軸力變化值都在較小范圍內(nèi)，基坑處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。周邊建筑物沉降發(fā)生的原因有以下幾點(diǎn)因素作用而成：1，由于隨著旱季到來，地下水得不到補(bǔ)給，水位逐漸降低；2，而基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)未能深入隔水層，地下水繞滲進(jìn)入基坑內(nèi)，加速了周邊地下水的流失；3基坑西側(cè)地質(zhì)存在較厚的砂層和淤泥層，周邊地下水位降低導(dǎo)致建筑物及地表底部軟土孔隙率減小，土體發(fā)生固結(jié)；4，發(fā)生沉降的建筑物多為天然條形淺基礎(chǔ)，且在基坑開挖過程中普遍存在加蓋現(xiàn)象，增加了房屋的自重。
綜上原因可知，只要基坑處于未完全封底，地下水繼續(xù)繞滲基坑流失，且枯水期持續(xù)的狀態(tài)下，沉降將持續(xù)發(fā)生。因此，采取有效的方法對(duì)周邊地下水的補(bǔ)給是唯一遏制建筑物沉降的措施。
考慮社會(huì)環(huán)境因素及地下管線較多的影響，項(xiàng)目部決定在基坑周邊、施工圍蔽范圍內(nèi)打設(shè)回灌井，回灌井距離建筑物約30m。（回灌孔分部圖如下圖所示）
4 帶壓回灌技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)
經(jīng)過仔細(xì)論證分析，認(rèn)為由于車站上部地質(zhì)處于沖洪積土層及淤泥質(zhì)土層，透水性較差，滲透系數(shù)僅為 0.005～0.01m/d，在無足夠壓力的作用下，回灌水無法滲透至30m外的建筑物周邊。因此，只有采用帶壓回灌，才能提高滲透壓力，克服土層阻力，達(dá)到遠(yuǎn)距離補(bǔ)給地下水的效果。
項(xiàng)目部根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，制定了自動(dòng)帶壓井點(diǎn)回灌系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由 抽水泵、進(jìn)出水管線、蓄水箱及回灌井組成，利用水箱將基坑底水泵抽出的水蓄起作為回灌水源，蓄水箱蓄水至一定高度后，觸發(fā)水位控制開關(guān)，使抽水泵開啟，通過回灌井帶壓回灌至地下，在水箱水位降至一定高度后，開關(guān)關(guān)閉，抽水泵停止作業(yè)。如此反復(fù)形成循環(huán)。
帶壓回灌系統(tǒng)有以下技術(shù)要點(diǎn)：
�。�1）地下水回灌孔間距約6m一個(gè)，每個(gè)孔深度10～12mm，以進(jìn)入透水層內(nèi)1m以上為止。
（2）井孔采用鉆機(jī)成孔，孔徑為150mm，鉆孔深度應(yīng)比濾管底深0.5m，以利沉砂。將井點(diǎn)管沉至要求的深度后，在孔壁與井點(diǎn)管之間填入粗砂，回填粗砂面距離孔口4米處塞一層無紡?fù)凉げ迹s3～5cm高度）或者回填粘土，作為分隔層，然后用1：2水泥砂漿將其密封。滲濾系統(tǒng)采用PVC篩管外包濾網(wǎng)和砂石濾層填充，管徑100mm。 滲濾篩管在地面以下2m處開始開孔至管底。滲水篩孔豎向間距10cm，每個(gè)斷面至少4個(gè)篩孔，相鄰斷面孔位錯(cuò)開布置。如下圖所示
（3）輸水管采用PVC材質(zhì)，管徑6～7cm。
�。�4）增壓水泵采用2.2kw，口徑6.5cm
�。�5）回灌井上安裝壓力表及流量表，灌水量與壓力要由小到大，逐步調(diào)節(jié)到適宜壓力；
�。�6）回灌井口要求密封，確保回灌時(shí)不漏水，同時(shí)回灌壓力不宜過大，當(dāng)回灌流量不明顯增加時(shí)，回灌壓力最好不要增加，否則回灌井周圍易產(chǎn)生突涌，從而破壞回灌井結(jié)構(gòu)；回灌水體必須干凈，不能是污染水體，否則會(huì)污染地下水；
�。�7）回灌水體內(nèi)不能有固體物質(zhì)（如砂，土及其它雜質(zhì)等），否則會(huì)影響回灌效果。
5 回灌過程控制
回灌系統(tǒng)運(yùn)行過程中，還需做好原始記錄數(shù)據(jù)采集和過程數(shù)據(jù)記錄，對(duì)回灌力度進(jìn)行控制。主要有以下控制要點(diǎn)：
（1）為及時(shí)了解基坑周邊的地下水位變化的情況，及時(shí)調(diào)整回灌井點(diǎn)的注水量，根據(jù)基坑周邊原有的水位觀測(cè)孔進(jìn)行觀測(cè)自然水位的變化情況。
�。�2）在回灌前，通過觀測(cè)井對(duì)本項(xiàng)目基坑周圍地下水位進(jìn)行首次觀測(cè)，注水后前每天觀測(cè)1次。在觀測(cè)水位的同時(shí)并對(duì)機(jī)組的注水壓力及注水流量作好記錄。根據(jù)觀測(cè)水位變化及時(shí)調(diào)整注水量，以保持水位相對(duì)穩(wěn)定。通常水泵出水口工作壓力約 0.3Mpa，所形成的真空約0.5～0.8MPa。
�。�3）回灌井的啟動(dòng)：當(dāng)穩(wěn)定的水位監(jiān)測(cè)報(bào)告出來之后，如現(xiàn)水位低于本場(chǎng)地的原始數(shù)據(jù)后即啟動(dòng)回灌。
（4）回灌井停止運(yùn)行條件：基坑停止降水后觀測(cè)一段時(shí)間，若水位恢復(fù)正常，即可停止回灌。
�。�5）回灌水源：回灌水源主要以基坑內(nèi)集水桶的地下水作為回灌水，如地下水位供應(yīng)不上采用自來水作為回灌水源。
�。�6）回灌壓力：回灌壓力以保持在0.2～0.3mpa范圍，當(dāng)回灌壓力過大，回灌效果不高時(shí)，可暫停加壓，即采用間歇性加壓。
（7）回灌井的監(jiān)控：回灌過程中對(duì)基坑內(nèi)觀測(cè)井和基坑外觀測(cè)井水位密切監(jiān)控，要求水位觀測(cè)每24小時(shí)一次。
6 結(jié)語
根據(jù)周邊建筑附近的水位監(jiān)測(cè)孔進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以得出通過采用自動(dòng)帶壓回灌系統(tǒng)進(jìn)行回灌，有效地對(duì)基坑周邊的地下水進(jìn)行補(bǔ)給，通過后期對(duì)周邊建筑物的沉降和地表沉降進(jìn)行觀測(cè)，其沉降趨勢(shì)已經(jīng)得到控制。事實(shí)證明，帶壓回灌技術(shù)能夠很好的應(yīng)用于回灌井點(diǎn)布置條件受到限制，無法大范圍分布設(shè)置的情況中，使得地下水能有效得到補(bǔ)給，從而遏制了地表因地下水流失出現(xiàn)固結(jié)沉降的趨勢(shì)，對(duì)周邊建筑物起到了較好的保護(hù)作用，使得基坑的施工無后顧之憂，為深基坑開挖創(chuàng)造了有利條件。
