引渗井在基坑上层滞水控制中的应用与研究

韩建刚

中基发展建设工程有限责任公司 北京 101300

1 引言

1.1 引渗井点降水适用范围

引渗井通过沟通上下含水层，将上层水导入下层含水层，从而达到降低上层地下水的目的。设计采用引渗井点时，上部含水层的涌水量应小于下部含水层的入渗量，才能有效达到降低上层地下水的目的。下部含水层应具备以下条件：⑴ 地层渗透性较好，渗透系数较大，一般为砂、砾、卵石层。⑵ 含水层具有一定的厚度，以保证能吸纳下渗的水量。⑶ 下部含水层的水头高度远低于基坑底部，引渗过程中形成的倒漏斗水头不会超过基坑底部。适用于渗透系数＞0.1m/d的粉质黏土、粉土、粉细砂、碎石土。对于含水层薄、水量小、降水深度小的基坑工程可采用此方法。

1.2 引渗井设计理论与方法

引渗井的工作过程可分为两个部分。上部含水层向井中的涌水和井中水向下部含水层的入渗。上部含水层的涌水和一般抽水井点的涌水相同，井中的水位最低，水位向井周围逐渐升高，形成降落漏斗。井中水向下部含水层的入渗与补给井工作机理相同。其工作情况正好和抽水井相反。井水位最高，水位向井周围逐渐降低，成锥体状（图1-1）。层轻微坍塌、水体渗出，随时间推移，桩间砂土与水呈流砂状流出，短时间内桩间形成空洞,空洞深度0.8～1.0m。图2-1为桩间流砂现状。

图1 -1 引渗井示意图

2 工程概况

2.1 基坑概况

拟建建筑物基坑长度126.80m，宽度101.30m，开挖深度为14.55～14.60m。基坑支护采用护坡桩+锚杆支护形式。

2.2 场地工程地质条件

根据岩土工程勘察报告，场区内主要地层为人工填土层（Qml）、粘质粉土素填土①层、杂填土①1层、重粉质粘土-粘土②层、粘质粉土③层、粉质粘土③1层、粘土③2层、细砂③3层、重粉质粘土③4层、粉质粘土④层、粘质粉土④1层、粘土④2层、粉细砂⑤层、粘质粉土⑤1层、粉质粘土⑥层、粘土⑥1层、粘质粉土⑥2层、细砂⑥3层、重粉质粘土⑥4层、细砂⑦层。

2.3 场地水文地质条件

本工程勘察钻探深度（50.0m）范围内观测到三层地下水，第一层为潜水，稳定水位埋深24.20～24.80m，第二层为微承压水，稳定水位埋深31.60～33.20m，第三层为承压水，稳定水位埋深43.00～44.30m。

2.4 基坑上层滞水概况

基坑开挖过程中，基坑南侧46个桩间在标高-5.80m～-7.20m位置出现③3细砂层透镜体含有滞水，层厚1.0～1.4m，最初表现为桩间砂

图2 -1 桩间流砂现状

3 引渗井设计与施工

3.1 引渗井设计方案

上层滞水的含水层为③3细砂层，受④层弱透水层的影响，不能自行渗入至下层透水层，需将滞水层以下弱透水层打穿，形成排水通道自行疏干。

⑴下层透水层选择

根据勘察报告，第⑤粉细砂层属于透水层，地层厚度2.1～6.3m，非含水层，具备作为排水层的条件。

⑵渗井深度的确定

本工程场地地面标高H=29.80m，第⑤粉细砂层层顶标高为16.26～18.79m，地层厚度2.10～6.30m。根据《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489-2016）的相关规定，渗井应进入下层含水层不小与2.0m，本工程按进入透水层2.0m计算，井底标高H1=14.26m，渗井深度为Hw=H-H1。

经计算：Hw= H-H1=29.80-14.26=15.54m，Hw取15.60m。

⑶渗井间距

渗井间距按0.8m设计。

⑷渗井数量

本工程存在上层滞水部位的基坑长度为73.6m，渗井数量为：73.6m/0.8m/口=92口。

3.2 引渗井施工方法

⑴在距离基坑上口线5m位置处共布置一排引渗井。井径150mm，井深15.60m，孔内填充5～10mm干净砾料，地表以下2m采用粘土封井。井深结构如图3-1所示。

图3 -1 引渗井结构示意图

⑵渗井采用SH-30型全套管冲击钻机成孔，钻孔深度以进入第⑤粉细砂层2.0m为原则。

3.3 施工技术要点

⑴为了保证上层滞水层中水的有效排出，施工时采用干作业成孔跟管钻进工艺，防止塌孔及孔隙堵塞影响排水效果。

⑵成井过程中，应保证井身进入排水层的有效深度。

⑶成孔结束后，向套管内填充干净砾料，应遵循“先填砾料后拔套管，随填随拔”的原则，确保套管内始终有砾料，保证填料质量，填砾至地表以下2.0m位置。

⑷砾料填完后及时用粘土封井，防止地表水渗入井内。

3.4 施工效果

⑴引渗井施工完成后，随着渗漏漏斗的形成，观测桩间渗水量，渗水量逐渐减小，直至消失。

⑵渗井施工完成15天后，桩间护壁通过重新挂网喷射混凝土，面板干燥，未出现水渍及渗水现象，由此可见，引渗井达到理想效果。

4 结论

基坑降水成功与否是基坑工程成败的关键，随着更多深基坑的设计与施工，引渗井点降水方法被越来越广泛地应用，降水设计与施工技术也日臻完善。本文结合京东方先进技术实验室二期工程北京总部项目基坑引渗井降水的设计、应用进行了全面的研究。

⑴引渗井点降水是近些年兴起的基坑降水技术，尤其在北京地区被广泛采用。由于该方法不抽取地下水，对于保护水资源十分有利。

⑵基坑上层滞水问题是困扰工程技术人员的一个主要问题，给基坑工程施工造成困难，同时存在疏不干的问题。使用该方法，在京东方先进技术实验室二期工程北京总部项目基坑上层滞水处理中取得了成功。本文总结了引渗井降水的设计与施工，提出了引渗井降水的设计方法与步骤，具有一定的工程意义。

⑶引渗井对于基坑局部上层滞水的处理能够达到理想效果，同时相对其他降水方法具有免维护、施工成本低等特点，可大大降低工程成本，较为经济。

⑷引渗井设计与施工时，应于基坑边缘保持一定距离，有利于渗漏漏斗的形成，从而达到止水的理想效果。