深基坑施工中的坑中坑管涌處理

吳輝杰 張從容

摘 要：在地質(zhì)水文復(fù)雜的工況下進(jìn)行深基坑施工，發(fā)生管涌現(xiàn)象偶有發(fā)生，如何處理深基坑中的坑中坑管涌尤為重要，本文以杭州濱江的網(wǎng)盛互聯(lián)網(wǎng)金融軟件產(chǎn)業(yè)化基地深基坑中的坑中坑管涌險(xiǎn)情的處理為例，并從管涌險(xiǎn)情發(fā)生、控制、險(xiǎn)情發(fā)生的原因分析，著重以如何處理管涌等方面進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：深基坑；坑中坑；管涌險(xiǎn)情；原因分析；處理措施

1 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地資源越來越稀缺，家用小汽車越來越多，城市停車場(chǎng)越來越緊張，引起人們向地下空間發(fā)展，各類超大超深基坑越來越多，基坑（尤其是深基坑）施工風(fēng)險(xiǎn)和施工技術(shù)的要求不斷提高，在面對(duì)復(fù)雜多變的工程和水文地質(zhì)條件，常常會(huì)給施工帶來困難和安全隱患。因此，如何解決此類施工難題，必須引起高度重視，特別是在地下水位高，周邊情況復(fù)雜，基坑開挖深度大，并可能存在偶發(fā)管涌險(xiǎn)情的工程項(xiàng)目，顯得格外重要。本文以杭州市濱江區(qū)的網(wǎng)盛互聯(lián)網(wǎng)金融軟件產(chǎn)業(yè)化基地深基坑中的坑中坑管涌險(xiǎn)情的處理為例，介紹坑中坑施工中發(fā)生管涌險(xiǎn)情的處理。

2 工程概況

2.1 工程簡(jiǎn)介

網(wǎng)盛互聯(lián)網(wǎng)金融軟件產(chǎn)業(yè)化基地位于杭州市濱江區(qū)，杭高新工業(yè)[2016]4號(hào)地塊以西，支一路以東，空地以北，永久河以南，北面隔永久河為江南大道，東面隔杭高新工業(yè)[2016]4號(hào)地塊為時(shí)代大道。項(xiàng)目用地總用地面積13467平方米，總建筑面積89955平方米，其中地上建筑面積為64129平方米，地下3層，地上35層，建筑高度150米。

本工程±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高7.800m。場(chǎng)地自然地面相對(duì)標(biāo)高為-1.000m（以下標(biāo)高均為相對(duì)標(biāo)高）。基坑底板底標(biāo)高為-12.75m，承臺(tái)坑底標(biāo)高為-13.55m～-15.1m，局部電梯坑底標(biāo)高-14.7m、-15.9m、-16.9m。設(shè)計(jì)及計(jì)算開挖深度按底板底標(biāo)高控制，則大面挖深為11.75m；其中核心筒處坑中坑挖深為20.0m。基坑安全等級(jí)為一級(jí)。整個(gè)基坑開挖面積約10508.7㎡，基坑周長(zhǎng)412.5m，土方開挖總量約13余萬(wàn)方。

2.2 周邊環(huán)境情況和平面

本基坑?xùn)|面為同步開挖基坑，現(xiàn)階段為樁基施工階段，其西面（即與本工程相鄰面）已具備挖土條件，我方已將本工程進(jìn)度報(bào)予該工程項(xiàng)目部，保證施工的協(xié)調(diào)，包括支撐傳力的平衡、拆撐順序平衡、降水協(xié)調(diào)等。西面、北面為尚未施工的支一路，南側(cè)為空地，西南側(cè)距江山小區(qū)最近處約11m。基坑邊線（圍護(hù)樁中心線，余同）距離北側(cè)河岸最小距離為29.9m；東側(cè)緊貼恒生電子項(xiàng)目用地紅線。對(duì)于本基坑最不利環(huán)境主要為南側(cè)江山小區(qū)，該小區(qū)為淺基礎(chǔ)磚結(jié)構(gòu)農(nóng)房，現(xiàn)有居民居住。

2.3 工程地質(zhì)條件、工程勘察剖面

工程場(chǎng)地位于錢塘江南岸，原始地貌屬?zèng)_海積平原，地貌形態(tài)較單一。場(chǎng)地地形較平坦，場(chǎng)地現(xiàn)為空地，建筑場(chǎng)地內(nèi)高程6.5m～9.0m，表層分布有厚約1.0～4.6m的填土層。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，基坑開挖影響范圍內(nèi)的土層分述如下：

①素填土：雜色，干～稍濕，松散。多由粉土、粉質(zhì)粘土等組成，含少量角礫、磚塊，分布不均。②1層粘質(zhì)粉土：灰黃色，濕，中密。刀切面較粗糙，干強(qiáng)度及韌性低，搖振反應(yīng)較迅速，總體以粘質(zhì)粉土為主，普遍夾粉質(zhì)粘土，粘性土單層層厚約3～5mm，局部以粉質(zhì)粘土為主，土質(zhì)均勻性較好。③2層砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土：灰色，濕，稍密。刀切面較粗糙，干強(qiáng)度及韌性低，搖振反應(yīng)較迅速，總體以砂質(zhì)粉土為主，粘粒含量較少，局部夾粉砂，土質(zhì)不均勻。④3層砂質(zhì)粉土：灰色，濕，稍密-中密。刀切面較粗糙，干強(qiáng)度及韌性低，搖振反應(yīng)較迅速，總體以砂質(zhì)粉土為主，普遍夾粉砂，粘粒含量較少，局部以粉砂為主，土質(zhì)不均勻。⑤1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，流塑，含少量腐殖質(zhì)，局部含大量腐爛木屑，稍有臭味，韌性高，干強(qiáng)度高。層理較明顯，局部夾少量粘質(zhì)粉土或粉砂薄層。⑥2層粉質(zhì)粘土：灰色，以軟塑為主。層理較明顯，以粉質(zhì)粘土為主，普遍夾粉砂，單層層厚約3～5mm，刀切面較粗糙，干強(qiáng)度及韌性中等，搖振反應(yīng)不明顯，土質(zhì)不均勻，局部夾大量粉砂。⑦圓礫：灰色，中密。粒徑2～20mm顆粒含量50～60%；粒徑20～50mm顆粒含量20%左右，顆粒呈圓形和亞圓形，磨圓度較好，母巖成分為中-微風(fēng)化凝灰?guī)r等，中粗砂含量約20%，粘性土含量約10%，土質(zhì)膠結(jié)一般，土質(zhì)不均勻。局部分布有細(xì)砂夾層。

2.4 基坑設(shè)計(jì)情況：

（1）本基坑支護(hù)設(shè)計(jì)安全等級(jí)為1級(jí)。

（2）本工程基坑圍護(hù)由鉆孔灌注樁、三軸水泥攪拌樁止水帷幕和鋼筋砼支撐組成。采用西南角采用一排?800@1050鉆孔灌注樁結(jié)合兩道鋼筋砼支撐支護(hù)，其余位置采用一排?800@1050、?700@1000（東北面局部二層地下室）鉆孔灌注樁結(jié)合一道鋼筋砼支撐支護(hù)。鉆孔灌注樁外側(cè)設(shè)一排?850@600三軸水泥攪拌樁止水止土。出土口采用雙排樁及?850@600三軸水泥攪拌樁加固?？又锌觾?nèi)采用Φ850@600，排距700的水泥攪拌樁進(jìn)行加固。三軸水泥攪拌樁水泥采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥；支撐采用鋼筋混凝土支撐；其中鉆孔灌注樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，壓頂梁及支撐梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

（3）坑中坑支護(hù)情況：

3 坑中坑險(xiǎn)情情況

本工程基坑開挖分區(qū)分段進(jìn)行，挖土次序嚴(yán)格遵循"分層開挖，先撐后挖，嚴(yán)禁超挖"及"大基坑，小開挖"的原則，根據(jù)后澆帶位置及基坑挖深分區(qū)分段開挖。在施工程序上做到分層開挖，分層支護(hù)。但因地質(zhì)條件差，地下水位高，且受錢塘江潮汐影響，坑中坑基坑開挖時(shí)適逢杭州地區(qū)梅雨季節(jié)，極易出現(xiàn)基坑滲漏，管涌現(xiàn)象。

3.1 險(xiǎn)情概要

2018年7月4日上午6：50左右，坑中坑最深處（標(biāo)高-20.00m）在人工清土和樁頭鑿除過程中樁間出現(xiàn)管涌現(xiàn)象，大量地下水伴隨著黑色的泥沙不斷冒出。

3.2 基坑搶險(xiǎn)

（1）啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案：險(xiǎn)情發(fā)生后，值班人員迅速通知項(xiàng)目部，項(xiàng)目部立即啟動(dòng)了應(yīng)急預(yù)案，成立了以項(xiàng)目經(jīng)理為總指揮的應(yīng)急搶救小組，各成員分工明確，搶險(xiǎn)物資第一時(shí)間采購(gòu)到位。

（2）搶救應(yīng)急措施：立即停止該區(qū)域的鑿樁頭，將氣泵等相關(guān)設(shè)備調(diào)出，并調(diào)取2臺(tái)水泵抽水。應(yīng)急堵漏人員使用堵漏王等材料迅速進(jìn)行封堵，終因管涌較大未見成效。

（3）立即針對(duì)管涌情況，組織相關(guān)人員，研究處理方案。

4 險(xiǎn)情分析

根據(jù)地勘報(bào)告以及基坑開挖情況，該區(qū)域下有淤泥質(zhì)土層，受近日梅雨季節(jié)的暴雨影響，地下水可能水壓較大，土顆粒群體在滲透水壓作用下發(fā)生相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，填充于骨架空隙之間的細(xì)顆粒被水沖走，于某處較為薄弱的部位噴涌而出，出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。

5 基坑涌水處理

在管涌用堵漏王等封堵無效的情況下，項(xiàng)目部咨詢了樁基施工單位，并與設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理討論后，決定調(diào)配專用注漿設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，采用玻璃水加水泥漿的壓力注漿措施進(jìn)行處理。

5.1 主要設(shè)備選型

（1）一臺(tái)勘探鉆孔設(shè)備；（2）兩臺(tái)注漿設(shè)備和相應(yīng)的注漿管等。

5.2 主要材料、配合比和注漿主要參數(shù)

（1）水玻璃；2、PO42.5MPa水泥。（2）水玻璃和水泥配合比為1：1。（3）注漿壓力0.5MPa。（4）水泥水灰比為0.6。

5.3 注漿方法

先采用鉆孔設(shè)備安裝在管涌部位，在管涌處鉆出約直徑100mm的孔，深度達(dá)到9m左右，即孔底標(biāo)高為-29.00m，然后將兩根DN25的鍍鋅鋼管放入孔內(nèi)（絲扣連接），再將兩根橡膠軟管（分別是水玻璃和水泥漿）分別接到兩臺(tái)注漿設(shè)備上，安裝全部就位后即開始注漿。并隨著注漿時(shí)間和注漿情況緩慢拔高注漿管，注漿達(dá)到預(yù)期效果后，兩根注漿管全部拔出。注漿壓力達(dá)到后，周邊會(huì)有褐色的水泥水玻璃混合液流出。

5.4 需要注意的事項(xiàng)

注漿完成后24小時(shí)內(nèi)，不得擾動(dòng)注漿周邊5m區(qū)域之內(nèi)的土層，避免水泥水玻璃混合體未凝結(jié)固化出現(xiàn)新的管涌。

6 結(jié)論與建議

南方軟土地區(qū)，深基坑設(shè)計(jì)尤其是坑中坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的地質(zhì)水文情況，應(yīng)相對(duì)保守，本工程坑中坑部位不光圍護(hù)結(jié)構(gòu)外圍被動(dòng)區(qū)域采用三軸水泥攪拌樁作為止水帷幕，在整個(gè)坑中坑范圍主動(dòng)區(qū)域內(nèi)，均采用水泥攪拌樁加固，還出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。另外，坑內(nèi)外降水非常重要，此外施工時(shí)間盡可能避開雨季，施工期間，應(yīng)組織好人力物力，加班加點(diǎn)，加快施工進(jìn)度搶工期，避免基坑暴露時(shí)間過長(zhǎng)出現(xiàn)不必要的麻煩。