強風(fēng)化紅砂巖特殊地層深基坑工程地下水綜合處理

董 禮

（中鐵十七局集團第六工程有限公司，福建 福州 350014）

在我國，由于氣候和水土方面的差異性較大，使得不同地域環(huán)境之間的差異性也隨之較大，相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境和地貌環(huán)境也就有所不同，而對于這些地理環(huán)境差異較大的地區(qū)的城市地下工程施工中，對于典型的特殊地層地貌的深基坑工程處理技術(shù)也已經(jīng)漸趨成熟。

1 強風(fēng)化紅砂巖特殊地層的特性及其對于深基坑工程的影響

蘭州是我國西北地區(qū)極為重要的重工業(yè)城市和綜合交通樞紐，是整個華西地區(qū)重要的中心城市之一，也是西隴海蘭新經(jīng)濟帶的重要支點。西北地區(qū)重要的交通樞紐和物流中心，是新亞歐大陸橋中國段五大中心城市之一，是中國華東、華中地區(qū)聯(lián)系西部地區(qū)的橋梁和紐帶，西北的交通通信樞紐和科研教育中心，所以，對于這一座重要城市的城市基礎(chǔ)設(shè)施和配套設(shè)施的工程建設(shè)一定要慎而又慎，然而，蘭州地區(qū)由于屬于我國西北地區(qū)，水文地質(zhì)條件特殊，屬于強風(fēng)化的紅砂巖質(zhì)的特殊地質(zhì)區(qū)，其主要構(gòu)成物質(zhì)紅砂巖，是一種在正常情況下硬度相對較高，遇水則易軟化、崩解的半成巖砂巖質(zhì)，且具有流塑性強，長時間裸露地表易風(fēng)化等不利于工程施工開挖的特殊性征，所以，一旦要對這種巖質(zhì)地區(qū)進行破土動工，則需要格外注意防水和隔水處理，以免使其與水接觸進而產(chǎn)生局部塌方的工程隱患。

2 強風(fēng)化紅砂巖特殊地層深基坑工程的技術(shù)要求

針對強風(fēng)化紅砂巖特殊地層區(qū)主要構(gòu)成物質(zhì)紅砂巖的巖質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)特征為細(xì)粒結(jié)構(gòu)的層狀構(gòu)造，物質(zhì)特性為泥質(zhì)膠結(jié)且?guī)r芯易破碎、礦物成分以長石、石英為主，僅含有少量云母所以成巖性差，遇到水或者遭受碰撞就極易崩解、分散，裸露地表后也極易風(fēng)化，沒有遭受碰撞時則強度依然較高的綜合物理特征，要以防止該深基坑工程與水接觸為基本要求，其次還應(yīng)盡量減少其地質(zhì)區(qū)遭受碰撞或震動的幾率，最后還應(yīng)極力避免紅砂巖與空氣接觸或裸露地面的可能，從而能夠確保在最大程度上避免其產(chǎn)生巖芯破碎或遇水崩解、分散的可能。要做到這些基本要求，則需要突破和實現(xiàn)三個技術(shù)要點：對深基坑開挖施工期間可能遭遇到的各種城市地下管線進行規(guī)避防范；對深基坑開挖施工期間可能遭遇到的來自各種源頭的地下水源進行規(guī)避防范；對深基坑開挖施工期間的各種水文滲漏問題進行規(guī)避防范。

3 強風(fēng)化紅砂巖特殊地層深基坑工程地下水綜合處理的有效對策

根據(jù)蘭州市政府部門提供的地質(zhì)信息資料和地質(zhì)工程專家經(jīng)過實地勘察、實驗后得出來的工程施工區(qū)域的地質(zhì)勘察資料顯示：紅砂巖質(zhì)遇水后會呈軟化狀或流沙狀，砂粒間的粘結(jié)力基本無法保障，基本不存在抗壓強度?；诖?，則使得紅砂巖的遇水易崩解、裸露易風(fēng)化的特殊巖性，成為了困擾整個施工工程安全進行的困擾，使得地下水的防治處理成為了整個工程施工的主要技術(shù)瓶頸，只有克服了這項技術(shù)瓶頸，才能確保深基坑工程能夠安全的破土動工并開挖到底。

而經(jīng)過眾多地質(zhì)學(xué)專家和工程學(xué)專家的聯(lián)席會議討論和論證，首次提出了“上降下截”的地下水處理設(shè)計方案,這套施工設(shè)計方案系統(tǒng)地總結(jié)和預(yù)估了深基坑工程開挖時在不同階段可能遇到的地下水的水文地質(zhì)問題,經(jīng)過多次反復(fù)的預(yù)算模擬和驗證補充，形成了在強風(fēng)化紅砂巖特殊地層中對深基坑工程地下水進行綜合處理的“攔、截、堵、排、降”的綜合處理措施。其具體措施內(nèi)涵如下例所示：

設(shè)置止水樁，進行基坑圍護止水。對于強風(fēng)化紅砂巖地質(zhì)層進行深基坑工程開挖施工時，為避免地下水的侵蝕，則需采取基坑圍護止水的止水處理方式。實際操作時，為避免地下水流流入基坑的問題，應(yīng)在基坑一端橫向設(shè)置一排樁徑均為800mm，樁間均距為545mm，咬合均為255mm的C15 素混凝土止水樁，而為了杜絕樁、墻之間產(chǎn)生滲漏水的現(xiàn)象，因此還需要在樁、墻之間選用特性合適且用量合適的混凝土來進行防滲加固，這樣能夠有效地加強止水樁圍護止水的效能。另外對于新設(shè)置的止水樁與原有的止水圍護結(jié)構(gòu)無法有效咬合的問題，為了防止地下水自可能存在的咬合不嚴(yán)的縫隙中流出，則應(yīng)采用Wss 工法，在施工止水樁與原有的施工圍護樁之間的空隙中進行地面鉆孔注漿的加固工序，而在注漿工序完成后，基坑附近的水顯著地發(fā)生了減少。

4 結(jié)語

基于以上陳述與探討可知，對于強風(fēng)化紅砂巖特殊地層深基坑工程地下水綜合處理，需要以“攔、截、堵、排、降”為主要技術(shù)要點，采取設(shè)置止水樁，進行基坑圍護止水等止水防水方法，才能使得深基坑工程能夠安全的破土動工并確保能夠安全的開挖到底。