富水粉砂地層異形深基坑施工安全控制技術

劉金海

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 100018）

目前，我國正經歷規(guī)模最大的城市化進程過程，為了緩解人口增加、車輛增多、城市擁堵問題，各城市都在積極發(fā)展城市軌道交通。而隨著城市化進展的加速，城市發(fā)展的日新月異，各種不良地質環(huán)境施工變得越來越多，如何在不良地質情況下保證施工安全也變得尤其重要。

1 工程概況

杭州地鐵五堡站-六堡站區(qū)間為連堡豐城4 站3 區(qū)間的第2 個區(qū)間，五六區(qū)間與連堡豐城項目共同開發(fā)，同步實施，地下二層基坑地下車庫段寬30.95m，剩余段寬11.9～24.1m；地下一層放坡開挖寬70～90m?；娱_挖深度為15.76～17.5m，其中地下一層放坡開挖深度8.4m，地下二層圍護基坑開挖深度8.0～11.5m。區(qū)間全部采用明挖法施工。五六區(qū)間結構標準段寬度為42m?；A埋深沿地鐵車站線路變化，埋深為15.3～17.0m?；娱_挖深度范圍內地質情況主要為雜填土、砂質粉土、砂質粉土夾粉砂等，土質較為松散。

場地周邊有四號港河，河道寬約8.5m，深約1.1m。河岸處主要為粉（砂）土，透水性好，地表水與地下水水力聯(lián)系密切。場地地下水水位埋深較淺，地下水位變化幅度較大。

2 深基坑安全控制技術

2.1 降水井施工及布置

基坑開挖前20d，采用基坑內的井點進行預降水，并對基坑進行排水[1]。井深為H+5m（H為開挖深度），降至基坑底板以下3m。降水后，基坑外觀測水位低于或等于原地下水位0.5m，施工必須保證降水效果。開挖至基坑設計標高時，在井點管位置設置底板泄水孔（每400m2設置一個），然后拆除井點管。頂板覆土及內部鋪砌施工完成后，即可封孔[2]。

1）降水施工設計 圍護結構施作完且連續(xù)墻混凝土強度達到設計要求后，采用井深H+5m，直徑700mm的管井以及?273鋼管進行基坑降水。

2）管井布置 管井沿基坑中線兩側、地下連續(xù)墻兩側線型設置，井間間距為16m，井管布置必須避開底梁及支撐位置，本工程共設置疏干井506 口，井深約為9～16m[3]。

3）降水運行 開始降水作業(yè)前，測量靜態(tài)水位，布置生產性抽水試運的抽水設備、電纜和排水管道，進行試運行，驗證降水效果[4]，檢查排水系統(tǒng)是否暢通。抽水應排入場外市政管網，避免局部抽水就地回滲。同時檢查電路系統(tǒng)是否正常，檢查電器箱、電纜等設備[5]。

2.2 三軸攪拌樁施工

止水帷幕樁沿基坑放坡坡頂一周布置，采用套接一孔方式，直徑0.85m，間距0.6m，咬合0.25m，加固深度25m[6]，如圖1 所示。在圍護結構的地下連續(xù)墻施工之前，沿墻體兩側施作三軸攪拌樁，加固區(qū)域沿基坑周邊布置[7]。

圖1 止水帷幕樁（三軸水泥攪拌樁）剖面示意圖

基坑局部坑底以下有淤泥處進行坑底加固，加固形式為裙邊(4m)+抽條(4m+4m），加固深度為坑底至坑底3m 處，在坑底至6.0 標高范圍內進行回摻?？拥住诹喉敺秶鷵搅?0%水泥進行弱加固[8]，如圖2 所示。

圖2 地基加固樁（三軸水泥攪拌樁）基底加固范圍示意圖

2.3 地下連續(xù)墻施工

圍護結構地連墻根據基坑形狀布置共計286幅，成槽深度在25～45m 不等，標準幅寬6m，標準段長度為1 506m，其中空鉆5m，墻厚為800mm（標準幅寬為6m，L型6幅、T型4幅、折角段9幅）。

2.3.1 地下水位檢測

為更加詳細全面的了解施工范圍及周邊地質水文情況，施工前對地質水文鉆探點進行加密，驗證地層剖面和含水層的巖性、埋深、厚度及地下水位；采集巖土樣品和水樣，測定含水層的水質，測定巖土含水層的水物理性質，進行水文地質試驗，確定富水性和水文地質參數；利用鉆孔監(jiān)測地下水動態(tài)。

2.3.2 槽段開挖

1）標準槽段開挖 根據開槽段面的長度和開槽機的開口寬度，保證成槽機在切土時兩側相鄰條件的平衡，保證槽壁垂直[9]。標準槽段長度為6m，采用跳槽法施工[10]。按照每個槽段上的油漆標記和預先安排的施工順序抓土。及時補充泥漿，防止坍塌，泥漿液位應比地下水位高出1.0m 以上。垂直度由開槽機糾偏裝置控制（垂直度偏差≤1/150，槽深誤差控制在-200～+100mm）。根據開挖槽寬，采用三抓成槽施工工藝，單抓成槽的寬度為2.5m[11]。

2）異形幅槽段開挖 圍護結構地下連續(xù)墻的異形幅共有2 種形式，均為“L”形，兩種異形幅的主要特征分抓形式如3 所示。在部分形式的槽段有部分超挖，在鋼筋籠下放完畢后使用土袋和接頭箱填充超挖部分。

圖3 L字槽段成槽示意圖

2.3.3 成槽檢測

成槽后應及時進行槽位、槽深、槽寬及垂直度等成槽質量的檢查。經檢查合格后可以進行清底，槽段開挖質量標準如表1 所示。

表1 槽段開挖質量標準

墻體施作后，用開槽機從一端抓到另一端，將孔底清理至設計標高。然后利用超聲波壁厚儀檢測成槽的垂直度，利用量具、量錘檢測槽位精度、深度和長度。根據檢測結果，采用成槽機對槽壁進行修葺。具體檢測項目及方式如表2 所示。在施工過程中，開槽過程中的垂直度由超聲波測壁儀控制。每道地下連續(xù)墻開槽深度為20m 時測試一次，槽深達到設計高度后復測一次。根據檢測到的波形曲線，確定降下鋼筋籠或修補槽段。

表2 地連墻成槽項目檢測明細表

2.3.4 接頭防水處理

地下連續(xù)墻采用400mm×646mm 工型止水鋼板防水。止水鋼板與鋼筋籠主筋焊接固定，兼做端頭封堵板，接縫防水形式如圖4 所示。

圖4 地下連續(xù)墻防水示意圖

2.3.5 墻趾注漿

每幅寬度內設置2 根注漿管插入墻底0.8m，注漿范圍為墻底以下1.5m，通過試驗確定注漿壓力，減少墻體的豎向沉降。同時需要在注漿過程中監(jiān)測墻頂隆起情況，嚴格將隆起控制在1cm 以內。墻體混凝土初凝后（3～5d），注入少量清水疏通管路，在強度達到70%后（17～20d）再開始注漿。

3 結語

1）三軸攪拌樁可以在基坑周圍形成止水帷幕，隔斷了承壓含水層及基坑內外的水力連接。

2）基坑開挖過程中，加強降水施工管理，確保水位在坑底3m 以下，減小了基坑施工中周邊環(huán)境的變形。

3）三軸攪拌樁止水帷幕內側設置地下連續(xù)墻，接縫處施作高壓旋噴樁，加強地連墻的薄弱部分，防止接縫處滲漏水。