[發(fā)明專利]一種基于雙井組合式回灌的沉降控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410027014.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN103790150A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭剛;曾超峰;薛秀麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/10
• 分類號(hào): E02D3/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于利用回灌控制地面沉降的基坑降水領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種克服回灌井回?fù)P抽水階段引起的地面及建筑物沉降問題的沉降控制方法。

背景技術(shù)

在基坑開挖過程中，經(jīng)常遇到承壓水的控制問題。普遍的做法是利用降壓井對(duì)承壓含水層進(jìn)行降壓。同時(shí)，為了減小坑內(nèi)降水對(duì)坑外環(huán)境的影響，常常利用隔水帷幕截?cái)喑袎汉畬印５S著基坑開挖深度的增加，需要控制的承壓含水層也越來越深，此時(shí)如果仍用隔水帷幕截?cái)嘀行┑貐^(qū)將使得隔水帷幕深度達(dá)到70m以上，而對(duì)于這樣的工程，通常用地下連續(xù)墻作為止水帷幕，這將使得基坑工程耗資巨大，很不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也增加了施工的難度。

在這樣的背景下，懸掛式止水帷幕的概念即應(yīng)運(yùn)而生。但是采用這一做法，將導(dǎo)致坑外受到坑內(nèi)降水的影響，最顯著的就是地面或建筑物沉降，而產(chǎn)生這種沉降的直接原因就是坑外含水層水位的降低。

因此為了減小或消除坑外水位受坑內(nèi)降水的影響，在坑外進(jìn)行地下水回灌的措施正被廣泛采用。由于基坑工程中承壓水降水的周期較長（即使基坑開挖到底也要進(jìn)行一段時(shí)間的維持性降水），因此回灌井必須保持較長時(shí)間的工作狀態(tài)。但是回灌井工作時(shí)很容易發(fā)生井管或過濾層堵塞，其原因有回灌水中參雜懸浮顆粒、巖土化學(xué)作用及微生物繁殖并產(chǎn)生沉淀堆積在過濾層等。為解決回灌井長期運(yùn)行過程中發(fā)生的井管堵塞的問題，工程中常采用對(duì)回灌井進(jìn)行周期性回?fù)P抽水的辦法以清洗井管及過濾層，并清理掉可能造成井管及過濾層堵塞的物質(zhì)，回?fù)P抽水的持續(xù)時(shí)間為若干分鐘至若干小時(shí)不等。對(duì)于天津、上海、杭州等沿海地區(qū)由粉土、粉砂等細(xì)顆粒構(gòu)成的承壓含水層來說，由于土層滲透性不高，回?fù)P抽水一般需要持續(xù)若干小時(shí)才能產(chǎn)生較好的清淤效果，而回?fù)P抽水的間隔時(shí)間為3-7天，這說明在基坑工程承壓含水層降水過程中需要進(jìn)行很多次的回灌井回?fù)P抽水。鄭剛、曾超峰等人在“天津首例基坑工程承壓含水層回灌實(shí)測研究”的文章中表明對(duì)回灌井進(jìn)行回?fù)P抽水會(huì)引起周圍建筑物沉降。因此，若采用地下水回灌作為控制基坑降水引起的坑外地面及建筑物沉降的方法，應(yīng)額外采取措施克服回灌井回?fù)P抽水階段引起的地面及建筑物沉降的問題。如果該問題得不到解決，則采用回灌措施后反而會(huì)加劇地面及建筑物沉降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的是常規(guī)回灌方法中常發(fā)生的回灌井回?fù)P抽水階段引起地面及建筑物沉降的技術(shù)問題，提供一種基于雙井組合式回灌的沉降控制方法，該方法可以有效的減小或防止回灌井回?fù)P抽水過程中不可避免的地面及建筑物沉降，也可以縮短回灌井回?fù)P時(shí)間，甚至可以減小回灌井回?fù)P期間抽取的地下水資源以起到環(huán)保的作用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種基于雙井組合式回灌的沉降控制方法，基坑外具有被保護(hù)建筑物，所述基坑內(nèi)設(shè)有降壓井，該方法按照以下步驟進(jìn)行：

（1）所述基坑與所述被保護(hù)建筑物之間設(shè)置至少一口主回灌井，每口所述主回灌井與所述被保護(hù)建筑物之間設(shè)置一口輔助回灌井，每口所述輔助回灌井與所述被保護(hù)建筑物之間設(shè)置一口承壓含水層水位觀測井，確定所述主回灌井、所述輔助回灌井和所述承壓含水層觀測井的平、立面位置，并在基坑外指定位置成井；

（2）對(duì)所述主回灌井進(jìn)行回灌12-24小時(shí)后，啟動(dòng)所述降壓井；

（3）所述主回灌井回灌3-7天后，停止對(duì)所述主回灌井的回灌，并且進(jìn)行以下循環(huán)：

（a）對(duì)所述輔助回灌井進(jìn)行自然回灌，并且開始對(duì)所述主回灌井進(jìn)行回?fù)P抽水，當(dāng)觀測到所述承壓含水層水位觀測井中動(dòng)水位下降至低于承壓含水層初始水位線時(shí)，進(jìn)行步驟（b）；

（b）對(duì)所述輔助回灌井進(jìn)行加壓回灌，并且停止對(duì)所述主回灌井進(jìn)行回?fù)P抽水，當(dāng)觀測到所述承壓含水層水位觀測井中動(dòng)水位高于所述承壓含水層初始水位線時(shí)，進(jìn)行步驟（a）；

直至所述主回灌井的回?fù)P抽水累計(jì)達(dá)到2-4小時(shí)；

（4）對(duì)所述主回灌井進(jìn)行回灌，并且對(duì)所述輔助回灌井進(jìn)行自然回灌，當(dāng)觀測到所述承壓含水層水位觀測井中動(dòng)水位至少連續(xù)3次上升時(shí)，停止對(duì)所述輔助回灌井進(jìn)行自然回灌，并對(duì)所述輔助回灌井進(jìn)行3-6次回?fù)P抽水，每次回?fù)P抽水時(shí)間為10-15分鐘；

（5）重復(fù)步驟（3）～（4）直至關(guān)閉所述降壓井。

其中，步驟（1）中所述輔助回灌井與所述主回灌井的立面位置相同，所述輔助回灌井與所述主回灌井的水平距離為所述主回灌井與所述被保護(hù)建筑水平距離的0.5-0.8倍。

其中，步驟（1）中所述承壓含水層水位觀測井井底端埋深與所述降壓井的底端埋深相同，所述承壓含水層水位觀測井在平面上位于所述輔助回灌井與所述被保護(hù)建筑物之間的中間位置。