【摘要】市政和房建工程中，常常涉及在市区中的深基坑开挖施工。由于基坑开挖量大，工期长，涉及汛期和旱季施工，基坑开挖过程中，须重点考虑由于坑内降排水引起的周边地下水位降低、土体固结产生的地表和建筑物沉降问题。井点回灌能有效的对地下水进行补给，但是受场地和外部环境的限制较多，常常难以有效开展。本文章根据背景工程的实际条件，因地制宜，采取了相应的改进措施，得到了较好的效果，希望能给类似工程带来一些借鉴作用。
【关键词】深基坑；沉降；带压回灌
1 工程概况
某南方城市交通轨道21号线21标车站基坑处于城市主干道中央，东西走向，车站施工过程中交通不中断。车站基坑长度228m，宽度20m，基坑开挖深度19m。车站两侧为既有当地居民自建3～6层楼房（部分为加建），又有正在建设中的商住楼盘。周边建筑物距离基坑25～50m不等，属于基坑开挖影响范围内。
车站地质自西向东，岩层逐渐爬升；自上而下分别为人工填土层、淤泥层、冲洪积粉细砂层、冲洪积土层、花岗片麻岩残积土层及不同程度的花岗岩风化岩层。其中车站西端地面以下4m～6m存在淤泥层和砂层，大部分属于花岗片麻岩残积土层<5-2>内。车站围护结构为800mm钢筋混凝土地下连续墙，西侧嵌固深度5～8m，东侧2m～4m。
2 带压回灌技术应用背景
该工程7月份开始进行开挖，开挖工程中按照设计要求在坑内施工降水井进行主动降水。基坑9月底开挖至基底，在9月份开始，周边建筑物和地面开始出现不同程度的沉降现象，日沉降量达0.2mm。且随着枯水期来临，沉降愈发明显，个别建筑物沉降达110mm。根据项目部在建筑物附近设置的水位监测孔观测得知，周边水位已下降至地面以下9m，超过往年枯水期最低水位2m。
3 原因剖析
经过对沉降曲线图、水位数据以及建筑物基础和地质条件的综合分析，认为：本工程围护结构按照设计要求施工，基坑开挖过程严格按照施工方案进行，基坑连续墙不存在漏水现象，且围护结构变形值和支撑轴力变化值都在较小范围内，基坑处于安全稳定的状态。周边建筑物沉降发生的原因有以下几点因素作用而成：1，由于随着旱季到来，地下水得不到补给，水位逐渐降低；2，而基坑围护结构未能深入隔水层，地下水绕渗进入基坑内，加速了周边地下水的流失；3基坑西侧地质存在较厚的砂层和淤泥层，周边地下水位降低导致建筑物及地表底部软土孔隙率减小，土体发生固结；4，发生沉降的建筑物多为天然条形浅基础，且在基坑开挖过程中普遍存在加盖现象，增加了房屋的自重。
综上原因可知，只要基坑处于未完全封底，地下水继续绕渗基坑流失，且枯水期持续的状态下，沉降将持续发生。因此，采取有效的方法对周边地下水的补给是唯一遏制建筑物沉降的措施。
考虑社会环境因素及地下管线较多的影响，项目部决定在基坑周边、施工围蔽范围内打设回灌井，回灌井距离建筑物约30m。（回灌孔分部图如下图所示）
4 带压回灌技术的应用要点
经过仔细论证分析，认为由于车站上部地质处于冲洪积土层及淤泥质土层，透水性较差，渗透系数仅为 0.005～0.01m/d，在无足够压力的作用下，回灌水无法渗透至30m外的建筑物周边。因此，只有采用带压回灌，才能提高渗透压力，克服土层阻力，达到远距离补给地下水的效果。
项目部根据现场情况，制定了自动带压井点回灌系统。该系统主要由 抽水泵、进出水管线、蓄水箱及回灌井组成，利用水箱将基坑底水泵抽出的水蓄起作为回灌水源，蓄水箱蓄水至一定高度后，触发水位控制开关，使抽水泵开启，通过回灌井带压回灌至地下，在水箱水位降至一定高度后，开关关闭，抽水泵停止作业。如此反复形成循环。
带压回灌系统有以下技术要点：
（1）地下水回灌孔间距约6m一个，每个孔深度10～12mm，以进入透水层内1m以上为止。
（2）井孔采用钻机成孔，孔径为150mm，钻孔深度应比滤管底深0.5m，以利沉砂。将井点管沉至要求的深度后，在孔壁与井点管之间填入粗砂，回填粗砂面距离孔口4米处塞一层无纺土工布（约3～5cm高度）或者回填粘土，作为分隔层，然后用1：2水泥砂浆将其密封。渗滤系统采用PVC筛管外包滤网和砂石滤层填充，管径100mm。 渗滤筛管在地面以下2m处开始开孔至管底。渗水筛孔竖向间距10cm，每个断面至少4个筛孔，相邻断面孔位错开布置。如下图所示
（3）输水管采用PVC材质，管径6～7cm。
（4）增压水泵采用2.2kw，口径6.5cm
（5）回灌井上安装压力表及流量表，灌水量与压力要由小到大，逐步调节到适宜压力；
（6）回灌井口要求密封，确保回灌时不漏水，同时回灌压力不宜过大，当回灌流量不明显增加时，回灌压力最好不要增加，否则回灌井周围易产生突涌，从而破坏回灌井结构；回灌水体必须干净，不能是污染水体，否则会污染地下水；
（7）回灌水体内不能有固体物质（如砂，土及其它杂质等），否则会影响回灌效果。
5 回灌过程控制
回灌系统运行过程中，还需做好原始记录数据采集和过程数据记录，对回灌力度进行控制。主要有以下控制要点：
（1）为及时了解基坑周边的地下水位变化的情况，及时调整回灌井点的注水量，根据基坑周边原有的水位观测孔进行观测自然水位的变化情况。
（2）在回灌前，通过观测井对本项目基坑周围地下水位进行首次观测，注水后前每天观测1次。在观测水位的同时并对机组的注水压力及注水流量作好记录。根据观测水位变化及时调整注水量，以保持水位相对稳定。通常水泵出水口工作压力约 0.3Mpa，所形成的真空约0.5～0.8MPa。
（3）回灌井的启动：当稳定的水位监测报告出来之后，如现水位低于本场地的原始数据后即启动回灌。
（4）回灌井停止运行条件：基坑停止降水后观测一段时间，若水位恢复正常，即可停止回灌。
（5）回灌水源：回灌水源主要以基坑内集水桶的地下水作为回灌水，如地下水位供应不上采用自来水作为回灌水源。
（6）回灌压力：回灌压力以保持在0.2～0.3mpa范围，当回灌压力过大，回灌效果不高时，可暂停加压，即采用间歇性加压。
（7）回灌井的监控：回灌过程中对基坑内观测井和基坑外观测井水位密切监控，要求水位观测每24小时一次。
6 结语
根据周边建筑附近的水位监测孔进行数据分析，可以得出通过采用自动带压回灌系统进行回灌，有效地对基坑周边的地下水进行补给，通过后期对周边建筑物的沉降和地表沉降进行观测，其沉降趋势已经得到控制。事实证明，带压回灌技术能够很好的应用于回灌井点布置条件受到限制，无法大范围分布设置的情况中，使得地下水能有效得到补给，从而遏制了地表因地下水流失出现固结沉降的趋势，对周边建筑物起到了较好的保护作用，使得基坑的施工无后顾之忧，为深基坑开挖创造了有利条件。
1 工程概况
某南方城市交通轨道21号线21标车站基坑处于城市主干道中央，东西走向，车站施工过程中交通不中断。车站基坑长度228m，宽度20m，基坑开挖深度19m。车站两侧为既有当地居民自建3～6层楼房（部分为加建），又有正在建设中的商住楼盘。周边建筑物距离基坑25～50m不等，属于基坑开挖影响范围内。
车站地质自西向东，岩层逐渐爬升；自上而下分别为人工填土层、淤泥层、冲洪积粉细砂层、冲洪积土层、花岗片麻岩残积土层及不同程度的花岗岩风化岩层。其中车站西端地面以下4m～6m存在淤泥层和砂层，大部分属于花岗片麻岩残积土层<5-2>内。车站围护结构为800mm钢筋混凝土地下连续墙，西侧嵌固深度5～8m，东侧2m～4m。
2 带压回灌技术应用背景
该工程7月份开始进行开挖，开挖工程中按照设计要求在坑内施工降水井进行主动降水。基坑9月底开挖至基底，在9月份开始，周边建筑物和地面开始出现不同程度的沉降现象，日沉降量达0.2mm。且随着枯水期来临，沉降愈发明显，个别建筑物沉降达110mm。根据项目部在建筑物附近设置的水位监测孔观测得知，周边水位已下降至地面以下9m，超过往年枯水期最低水位2m。
3 原因剖析
经过对沉降曲线图、水位数据以及建筑物基础和地质条件的综合分析，认为：本工程围护结构按照设计要求施工，基坑开挖过程严格按照施工方案进行，基坑连续墙不存在漏水现象，且围护结构变形值和支撑轴力变化值都在较小范围内，基坑处于安全稳定的状态。周边建筑物沉降发生的原因有以下几点因素作用而成：1，由于随着旱季到来，地下水得不到补给，水位逐渐降低；2，而基坑围护结构未能深入隔水层，地下水绕渗进入基坑内，加速了周边地下水的流失；3基坑西侧地质存在较厚的砂层和淤泥层，周边地下水位降低导致建筑物及地表底部软土孔隙率减小，土体发生固结；4，发生沉降的建筑物多为天然条形浅基础，且在基坑开挖过程中普遍存在加盖现象，增加了房屋的自重。
综上原因可知，只要基坑处于未完全封底，地下水继续绕渗基坑流失，且枯水期持续的状态下，沉降将持续发生。因此，采取有效的方法对周边地下水的补给是唯一遏制建筑物沉降的措施。
考虑社会环境因素及地下管线较多的影响，项目部决定在基坑周边、施工围蔽范围内打设回灌井，回灌井距离建筑物约30m。（回灌孔分部图如下图所示）
4 带压回灌技术的应用要点
经过仔细论证分析，认为由于车站上部地质处于冲洪积土层及淤泥质土层，透水性较差，渗透系数仅为 0.005～0.01m/d，在无足够压力的作用下，回灌水无法渗透至30m外的建筑物周边。因此，只有采用带压回灌，才能提高渗透压力，克服土层阻力，达到远距离补给地下水的效果。
项目部根据现场情况，制定了自动带压井点回灌系统。该系统主要由 抽水泵、进出水管线、蓄水箱及回灌井组成，利用水箱将基坑底水泵抽出的水蓄起作为回灌水源，蓄水箱蓄水至一定高度后，触发水位控制开关，使抽水泵开启，通过回灌井带压回灌至地下，在水箱水位降至一定高度后，开关关闭，抽水泵停止作业。如此反复形成循环。
带压回灌系统有以下技术要点：
（1）地下水回灌孔间距约6m一个，每个孔深度10～12mm，以进入透水层内1m以上为止。
（2）井孔采用钻机成孔，孔径为150mm，钻孔深度应比滤管底深0.5m，以利沉砂。将井点管沉至要求的深度后，在孔壁与井点管之间填入粗砂，回填粗砂面距离孔口4米处塞一层无纺土工布（约3～5cm高度）或者回填粘土，作为分隔层，然后用1：2水泥砂浆将其密封。渗滤系统采用PVC筛管外包滤网和砂石滤层填充，管径100mm。 渗滤筛管在地面以下2m处开始开孔至管底。渗水筛孔竖向间距10cm，每个断面至少4个筛孔，相邻断面孔位错开布置。如下图所示
（3）输水管采用PVC材质，管径6～7cm。
（4）增压水泵采用2.2kw，口径6.5cm
（5）回灌井上安装压力表及流量表，灌水量与压力要由小到大，逐步调节到适宜压力；
（6）回灌井口要求密封，确保回灌时不漏水，同时回灌压力不宜过大，当回灌流量不明显增加时，回灌压力最好不要增加，否则回灌井周围易产生突涌，从而破坏回灌井结构；回灌水体必须干净，不能是污染水体，否则会污染地下水；
（7）回灌水体内不能有固体物质（如砂，土及其它杂质等），否则会影响回灌效果。
5 回灌过程控制
回灌系统运行过程中，还需做好原始记录数据采集和过程数据记录，对回灌力度进行控制。主要有以下控制要点：
（1）为及时了解基坑周边的地下水位变化的情况，及时调整回灌井点的注水量，根据基坑周边原有的水位观测孔进行观测自然水位的变化情况。
（2）在回灌前，通过观测井对本项目基坑周围地下水位进行首次观测，注水后前每天观测1次。在观测水位的同时并对机组的注水压力及注水流量作好记录。根据观测水位变化及时调整注水量，以保持水位相对稳定。通常水泵出水口工作压力约 0.3Mpa，所形成的真空约0.5～0.8MPa。
（3）回灌井的启动：当稳定的水位监测报告出来之后，如现水位低于本场地的原始数据后即启动回灌。
（4）回灌井停止运行条件：基坑停止降水后观测一段时间，若水位恢复正常，即可停止回灌。
（5）回灌水源：回灌水源主要以基坑内集水桶的地下水作为回灌水，如地下水位供应不上采用自来水作为回灌水源。
（6）回灌压力：回灌压力以保持在0.2～0.3mpa范围，当回灌压力过大，回灌效果不高时，可暂停加压，即采用间歇性加压。
（7）回灌井的监控：回灌过程中对基坑内观测井和基坑外观测井水位密切监控，要求水位观测每24小时一次。
6 结语
根据周边建筑附近的水位监测孔进行数据分析，可以得出通过采用自动带压回灌系统进行回灌，有效地对基坑周边的地下水进行补给，通过后期对周边建筑物的沉降和地表沉降进行观测，其沉降趋势已经得到控制。事实证明，带压回灌技术能够很好的应用于回灌井点布置条件受到限制，无法大范围分布设置的情况中，使得地下水能有效得到补给，从而遏制了地表因地下水流失出现固结沉降的趋势，对周边建筑物起到了较好的保护作用，使得基坑的施工无后顾之忧，为深基坑开挖创造了有利条件。
