近海富水软弱地层深基坑涌水处理探讨

近海富水软弱地层深基坑涌水处理探讨

刘博

陕西建工第五建设集团有限公司 陕西 西安 710032

摘要：沿海城市存在大量填海造陆区域，近海富水软弱地层深基坑施工期间的涌水问题一直是一大难题。本文以XX近海深基坑涌水问题为案例，从深基坑的水文地质、周边环境、基坑施工等方面分析涌水的成因，梳理了涌水事件处理过程，总结了近海软弱富水地层深基坑涌水防治措施。

关键词：近海深基坑；涌水处理，防治措施

引言

随着工程技术的进步及经济的发展，近年来近海软土地区修建的深基坑越来越多，基坑涌水事件屡见不鲜。与普通基坑相较，近海基坑的地下水问题更为复杂，易因止水设计过于经济，软弱土层基坑施工缺陷造成涌水。因此，对该类深基坑漏水的研究及应急处置经验总结是十分有必要的。

一、工程情况说明

1、工程概况

拟建场地位于深圳市宝安区，新圳河边。基坑南侧靠近新圳河，施工场地两侧房建工程主体已施工完成。北侧为XX大厦基坑（已回填）,西侧为C节段主体，东侧为新圳河。

匝道段基坑平面大致成六边形，面积约为3300m³，基坑深度为16.3~18.5m。基坑支护采用Ø1200@1000mm荤素咬合桩，桩底嵌入中风化岩1.2m，桩顶设置1200×1000mm现浇冠梁，基坑竖向设置3道1000×1000mm钢筋混凝土支撑，支撑端头设置1000×1000mm现浇腰梁。

2、水文地质条件

场地总体地势较为平整、开阔，场地地质条件复杂，有较厚填石层、淤泥层及砾砂层。砾砂层呈稍密～中密状，层厚0.90～18.00m，平均6.57m。水位埋深介于0.60~5.36m，平均高程为2.79m，地下水位年变化幅度约1~2m。

3、基坑特点

近海区域，地下水丰富。匝道基坑东侧距新圳河河堤仅13m，基坑南侧距离大海约120m。基坑地下水与海水存在水力联系，砂层面积大、厚度厚，且与大海相连，地下水含量尤为丰富，对基坑施工造成严重影响。

基坑深度深、地质复杂。受匝道主体埋深影响，基坑深度为16.3~18.5m，基底位于砂砾层，需穿越填石层、淤泥层。在丰富的地下水作用下，砂层极易形成流砂，对基坑开挖造成困扰。

二、基坑涌水情况及险情处理

1、基坑涌水情况

基坑围护结构第一~三道支撑梁施工完成，在基坑开挖时，紧邻新圳河侧基坑出现漏水情况。基坑出现数个涌水点，海水涌入基坑时形成漏水通道，10小时内基坑内水位上涨了10.5m，约3万立方海水，匝道段基坑开挖中断。

2、应急抢险处理

涌水发生后，为避免对基坑周边建筑物造成过大的影响，采取了以下应急抢险措施：

①基坑内作业人员、设备立即撤离出基坑；②现场调集20辆渣土车运输渣土，从基坑上方向涌水部位堆土反压水头；③基坑西侧连接着C节段主体及XX大厦地下室部位施打双排钢板桩隔离C节段主体，在基坑坡道部位修筑土石围堰阻挡基坑涌水；④同时在C节段主体内部植筋并现浇挡水墙，防止围堰漏水涌入地下室造成淹没事故；⑤在已探明的基坑涌水点外侧设置Ø500mm单管旋喷桩进行封堵；⑥旋喷桩完成后进行基坑内涌水抽排, 基坑水平下降1.0m后停止抽水，观察24小时内基坑水面上涨情况，验证堵漏效果；⑦加密、加强基坑及周边地表沉降、建筑物以及地下水位的监测和巡视，为现场提供实时数据作为决策依据。

三、原因分析及漏水处理

经过近1个月的堵漏和抽排水实践证明，基坑水面下降1.0m后停止抽水，12小时内基坑水面上涨回原水位，堵漏失败。经过持续观察发现：基坑西南角、西北角部位有新增渗漏点。

1、基坑涌水原因分析

①地质条件复杂。基坑所处位置为近海软土富水区域，地下水位高，涌水点高程-10.5m，位于砾砂层中，属近海饱和软土强透水层，补给充分且水压大。

②咬合桩存在缺陷。基坑所在范围有较厚砾砂层，钻机在砾砂层中成孔时易塌孔，且成桩垂直度偏差较大，咬合桩局部存在咬合不良情况。

当开挖至第三道支撑下时，靠近新圳河侧基坑内土体开挖后，不能形成有效荷载压住水头，高压地下水击穿薄弱部位土体，诱发涌水涌砂。随着涌水的持续发展，将四周砂层冲刷入基坑，最终形成漏水通道。

2、涌水处理方案

针对基坑涌水原因，结合水文地质情况，制定了基坑涌水综合处理方案：

①漏水严重的基坑东侧和南侧，在基坑外密贴灌注桩位置，增加双排Ø600mm双管旋喷桩加固，旋喷桩咬合200mm，桩底嵌入中风化岩0.5m。为保证成桩后能抵抗海水压力，在旋喷桩后再增设1排同等长度的Ø500mm单管旋喷桩组合加固。

②漏水较轻的基坑北侧，在基坑外密贴灌注桩位置，增加双排Ø600mm双管旋喷桩加固，旋喷桩咬合200mm，桩底嵌入中风化岩0.5m。

③基坑北段、南端分别设置3台11KW水泵抽排涌水，过程中及时进行漏水情况观察并记录。

④为缓解项目工期压力，当水位抽排至基坑底时，在漏水严重的东南角加设长度9.0m钢板桩，防止涌水影响北侧基坑。基坑北侧优先分块开挖，开挖至设计标高时，观察坑底管涌情况，如管涌水较大采取堵涌措施。

⑤开挖具备施工条件时，尽快进行基坑封底，避免基坑长期暴露。必要时调整道路结构施工顺序，分区分块布置等，合理安排施工顺序。

⑥主体底板需与支护结构中的临时立柱相连，极易形成渗漏水通道，要进行重点处理，该类细部构造施工时要非常细心，处置措施宁强勿弱。

⑦基坑涌水处理及开挖期间，在围护结构及周边地面增加沉降观测点，按照专家意见完善监测方案，按规定监测内容和频次实施监测，及时提交监测报告。

结束语

通过制定并实施反压水头、修筑围堰、旋喷桩加固漏点、积水抽排、加设钢板桩、分段分块开挖、加强基坑监测等一系列组合措施，险情得到有效控制，最终顺利完成基坑漏水点封堵。基坑开挖顺利进行，确保了项目工期目标实现，效果良好。

通过本次涌水处置及经验总结，在近海富水软弱地层深基坑施工中，以下问题宜引起重视须慎重处理：

①近海富水软弱地层深基坑设计时，要充分考虑支护结构在软弱土层中施工存在的缺陷，加强基坑止水和监测措施。

②加强支护结构的防渗处理。有效控制咬合桩的施工工序，特别是咬合部位的塌孔、垂直度控制和处理，必要时在围护结构外进行注浆或旋喷桩止水加固。开挖过程中应做好围护结构的查漏、堵漏工作，通过具体指标对围护结构表面湿渍、渗流水进行控制。

③应急预案应充分考虑细节问题。如现场应急物资储备应充足，有效的封堵措施所需的大功率水泵配防砂网、楔形木块配土工布、土方运输车辆等应配备齐全。

④当近海深基坑出现涌水情况后，广邀当地经验丰富专家，制定切实可行的综合堵漏措施，综合治理近海深基坑涌水问题。

⑤切实做好监控量测工作，各相关单位对监测数据应加强分析并提出可行的应对与处置措施，对出现异常的数据应高度重视并及时采取措施，为施工、结构安全及任务工期保驾护航。

参考文献：

[1]李义堂.富水区深基坑止水帷幕局部渗漏处理技术[J].现代隧道技术.2014(03)

[2]李星.深基坑地下连续墙的涌水涌沙事件的处理与研究[J].科学技术创新.2019(13)

[3]盛习德,李柽.深基坑围护结构涌水涌砂防止技术措施[J].现代城市轨道交通.2012(04)