緊鄰大坑工況下共用支護(hù)體系基坑止水和降水研究

喬扣成

（中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司總承包分公司，江蘇 蘇州215000）

0 引言

能源中心基坑規(guī)模大，屬深、大基坑，施工周期較長，時空效應(yīng)顯著，各分區(qū)之間時間、空間關(guān)系復(fù)雜。 深基坑止水支護(hù)的支護(hù)方式繁多，本次深基坑支護(hù)工程主要是通過采用現(xiàn)有高壓止水旋噴樁止水支護(hù)帷幕與原有的基坑灌注樁組合的支護(hù)方式，使得基坑具備了支護(hù)和止水的效果。

1 工程概況

能源中心基坑?xùn)|側(cè)邊線距離蘇州軌道交通1號線獅子山站至玉山路站區(qū)間約54 m， 基坑南側(cè)有河道，最近處約為30 m，西側(cè)為空地，北側(cè)為已經(jīng)施工的博物館西館地下室。長江路地下分布有多條電力、電信、污水等主要管線，周邊環(huán)境較為復(fù)雜。本項(xiàng)目地下工程基坑開挖較深、范圍較大，開挖時會揭穿微承壓含水層，應(yīng)及時采取有效的預(yù)防降水措施來確?；庸こ淌┕さ捻樌麑?shí)施。

能源中心基坑面積約7 068 m2，其中放坡開挖面積2 105 m2。 開挖深度: 本工程放坡區(qū)域開挖深度（0～8.05）m，桁架支撐區(qū)域開挖深度為（11.25～13.45）m。

B 區(qū)新天地通道基坑面積約2 684.56 m2。開挖深度：本工程支撐區(qū)域開挖深度為12.9 m。

A 區(qū)(博物館區(qū)域自行車坡道)基坑規(guī)模：共兩個非機(jī)動車道出入口，基坑面積約為535 m2，開挖深度:接地端放坡開挖，基坑最深挖深約8.1 m。

場地土層分為①-2 層雜填土層厚（0.8～2.6） m，①-3 層素填土層厚 （0.7～3.2） m， 層面標(biāo)高 （0.52～3.95） m，②-2 層粉質(zhì)粘土層厚（1.2～2.6） m，③-1層粘土層厚 （1.4～3.9） m， ③-2 層粉質(zhì)粘土層厚（1.8～5.0） m，③-3 層粉土層厚（2.3～5.1） m，④-2層粉砂夾粉土層厚（3.6～8.7） m，⑤-1 層粉質(zhì)粘土層厚（5.7～16.2） m，⑥-2 層粉質(zhì)粘土層厚（3.3～3.8 ） m，⑦-1 層粉質(zhì)粘土層厚（6.4～19.2） m，⑦-2 層粉土層厚 （2.1～7.2） m， ⑦-3 層粉質(zhì)粘土夾粉土層厚（5.0～10.7） m，⑧-2 粉質(zhì)粘土層厚（4.5～6.8） m。

微承壓水主要賦存于③-3 層粉土至④-2 層粉砂夾粉土中， 富水性及透水性由上而下逐漸增強(qiáng)。 主要受地下水越流補(bǔ)給，以地下水側(cè)向逕流為主要排泄方式。 勘察時測得其穩(wěn)定水位標(biāo)高為（1.00～1.05） m。

第Ⅰ承壓水（上段）主要賦存于⑦-2 層中，補(bǔ)給來源主要為承壓水的越流補(bǔ)給及地下逕流補(bǔ)給，其富水性及透水性均較好。

結(jié)構(gòu)底板位于④-2 層粉砂夾粉土中， 止水帷幕底部標(biāo)高約在-18 m 左右，深度20 m，進(jìn)入⑤-1層粉質(zhì)粘土層。 止水帷幕隔斷微承壓水層，底板與第Ⅰ承壓水層間距較大。 根據(jù)勘探報告，止水帷幕底部土層無隔斷。

2 共用支撐的組合下止水方法研究

共用支撐體系緊鄰軌道交通1 號線區(qū)間段，施工時要考慮兩個基坑的共同協(xié)調(diào)施工，以保證支撐體系可控。

由于博物館項(xiàng)目先進(jìn)行施工，待博物館地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行能源中心的基礎(chǔ)施工，土方開挖時將博物館灌注樁外側(cè)的止水帷幕進(jìn)行挖除，通過博物館南側(cè)原灌注樁作為能源中心的豎向支撐，見圖1 能源中心北側(cè)剖面圖。 若將止水帷幕破壞后，能源中心北側(cè)將失去止水的能力，最終導(dǎo)致土層中的水從灌注樁間滲入基坑內(nèi)。 如果止水不到位，會造成周圍地面不均勻沉降，對地下管線及周圍的建筑物造成不同程度的破壞，基坑內(nèi)施工也無法達(dá)到干作業(yè)的要求，基坑的安全存在隱患。 如何做好此部位的止水工作，是能源中心基坑施工能否順利進(jìn)行的首要問題。

圖1 能源地下結(jié)構(gòu)4-4 剖面

根據(jù)實(shí)際情況可采用以下幾種方式進(jìn)行止水：①在灌注樁間布置高壓旋噴樁，垂直方向連續(xù)壓力灌漿， 將灌注樁間的空隙密實(shí)填補(bǔ)與之緊密結(jié)合，共同形成既能擋土又能止水的連續(xù)體系。②除相鄰部位三軸止水帷幕被破壞之外，基坑其余部位的止水帷幕均正常工作，淺層地下水量較少。 綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，可在能源中心與博物館基坑連接處的東西兩端進(jìn)行止水。通過在兩端采用高壓旋噴樁的方法進(jìn)行加固止水，形成封閉空間，阻斷兩側(cè)地下水流入空腔部位。

在薄弱部位或復(fù)雜部位通過高壓旋噴注漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，確保止水效果。 選用XP-30 型高壓旋噴樁機(jī)， 選用強(qiáng)度等級不低于42.5 的新鮮普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不宜少于25%，水灰比0.7~1.0，28 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu28≥1.0 MPa。

高壓旋噴樁預(yù)定的技術(shù)參數(shù)如表1 所示：

表1 高壓旋噴樁預(yù)定的技術(shù)參數(shù)

本次工程項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)， 主要采用雙重管法旋噴樁的水灰比、噴漿壓力及提升速度等，符合設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)[1]，并根據(jù)以下原則進(jìn)行調(diào)整。

（1）實(shí)際參數(shù)需根據(jù)現(xiàn)場土層的情況及時進(jìn)行試樁。

（2）施工前先進(jìn)行地面試噴，鉆孔時應(yīng)將鉆桿的節(jié)數(shù)及時記錄準(zhǔn)確，保證樁長。

（3）鉆機(jī)的深度應(yīng)當(dāng)達(dá)到工程設(shè)計(jì)的要求，通過泥漿泵， 從下而上旋噴， 噴嘴下到工程設(shè)計(jì)的深度時， 應(yīng)保持原位旋噴， 當(dāng)正常冒漿后再進(jìn)行提升旋噴。在此過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場土層情況對旋噴參數(shù)的要求進(jìn)行微調(diào)。

（4）成樁后，再進(jìn)行返漿回灌，防止因收縮漿液凝固后導(dǎo)致的體積收縮樁頂面下沉的現(xiàn)象發(fā)生，保證高度滿足施工時樁頂?shù)臉?biāo)高設(shè)計(jì)要求。

（5）噴漿的壓力需要嚴(yán)格進(jìn)行控制，當(dāng)施工發(fā)現(xiàn)地面隆起等異常現(xiàn)象時， 應(yīng)立即停止壓力噴漿，做好壓力值記錄，壓力過大產(chǎn)生返漿時，通過壓力引流等有效方法對其進(jìn)行相應(yīng)處理。

3 連接區(qū)域的降水措施

若連接區(qū)域淺層水降水不到位，地下水位過高，不但會造成施工條件惡劣、土壁塌方，甚至?xí)斐闪魃暗惹闆r發(fā)生。 為保證地下結(jié)構(gòu)的安全施工（干槽作業(yè)），防止管涌、坑底失穩(wěn)，考慮在連接區(qū)域部位增設(shè)降水井，降水井必須等博物館區(qū)域結(jié)構(gòu)施工完成后再進(jìn)行封閉，確保該區(qū)域滿足降水要求。

疏干井為避免機(jī)械破壞，保證其在施工過程中的正常工作，故疏干井采用鋼管井。 疏干井外用鍍鋅鐵絲箍緊，降壓井井管采用滿焊加工方法進(jìn)行焊接。 降壓井的降水工程應(yīng)提前14 d 對疏干井進(jìn)行預(yù)抽水，以保證開挖工程范圍內(nèi)土方的安全開挖。

在疏干降水前，現(xiàn)場監(jiān)測單位人員盡早設(shè)置基坑外潛水位的觀測孔，潛水水位觀測孔完成后及時對疏干井進(jìn)行降水。 水泵置于井底0.5 m 處，疏干井保持連續(xù)抽水。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)降水存在異常時，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整，以免發(fā)生不利的影響。

所有降水井都應(yīng)等到圍護(hù)結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行施工。 桁架區(qū)內(nèi)的降水井應(yīng)靠近支撐的格構(gòu)柱，減少在后續(xù)施工時對降水井造成影響或破壞。

4 圍護(hù)墻體滲水與漏水的應(yīng)急措施

對于滲水量小、 不嚴(yán)重影響周邊環(huán)境的情況，應(yīng)考慮采用引流明溝排水的方法及時引水堵漏。

對于出現(xiàn)滲漏或含水量很大的情況，如果滲漏水的主要位置在距離地面不深處，可采用鋼板封堵后用密實(shí)混凝土進(jìn)行堵封，如滲漏水量的位置埋深較大，則可在墻后采用壓密注漿方法，必要時采用高壓噴射注漿封堵方法處理。

深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏水會威脅到基坑的安全，并且對周邊既有建筑物也會造成破壞，施工時要對其高度重視，減少由滲漏水造成的基坑及周邊的破壞。

基坑開挖前，應(yīng)將場地內(nèi)地質(zhì)鉆探孔采用水泥砂漿封堵密實(shí)。

基坑監(jiān)測在開挖施工前應(yīng)根據(jù)基坑設(shè)計(jì)技術(shù)要求對基坑進(jìn)行監(jiān)測，由相關(guān)專業(yè)的監(jiān)測工程管理單位負(fù)責(zé)編制基坑監(jiān)測的方案并對其進(jìn)行自動化監(jiān)測，實(shí)施基坑動態(tài)設(shè)計(jì)和工程信息化施工。

在基坑建設(shè)施工期間，應(yīng)對軌道交通1 號線運(yùn)行情況加強(qiáng)實(shí)時監(jiān)測，確保其正常運(yùn)營安全。

降水監(jiān)測主要是在基坑內(nèi)外布置地下水位觀測孔監(jiān)測降水過程中的地下水動態(tài)變化，一般沿地下水流向的平行和垂直方向的斷面布觀測孔，每個斷面觀測孔不宜少于三個。

5 結(jié)語

本基坑降水工程主要考慮是在能源中心與在建博物館共用的支撐結(jié)構(gòu)處止水降水保護(hù)措施。采用這種高壓旋噴注漿在施工的過程中對于土體的擾動較小，安全性也比較高，將有效阻斷建筑基坑外圍的水，有效保護(hù)在建的博物館基坑的結(jié)構(gòu)安全性。通過各項(xiàng)滲水與漏水的應(yīng)急措施來配合完成聯(lián)合基坑搭接處共用支護(hù)體系的基坑止水降水工作。針對本工程的實(shí)際情況，本著安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、便于施工的原則， 通過對比選擇合適的施工設(shè)計(jì)方案，對整個施工管理過程中的基坑進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化管理，通過對比優(yōu)選用于止水、降水的方法措施，使基坑止水降水的效果達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全可靠的目的。