馬 濤，王 靜

（上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司，上海 200093）

隨著地鐵工程的快速發(fā)展及地下空間的開(kāi)發(fā)、利用，深基坑建設(shè)向著更大、更深的方向發(fā)展，對(duì)周邊環(huán)境保護(hù)的要求也越來(lái)越高[1]。落底式止水帷幕能夠切斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系，減小基坑降水對(duì)周邊建筑及環(huán)境的影響，可是一旦止水帷幕存在滲漏缺陷，勢(shì)必會(huì)給基坑工程帶來(lái)安全隱患[2～3]。

開(kāi)挖過(guò)程中，在基坑內(nèi)外水頭差的作用下，發(fā)生止水帷幕滲漏的風(fēng)險(xiǎn)大，一旦出現(xiàn)對(duì)應(yīng)含水層位置的滲漏，處理難度加大，需要耗費(fèi)大量的人力、物力；還會(huì)加大基坑自身安全風(fēng)險(xiǎn)，直接對(duì)坑外建構(gòu)筑物及管線造成不利影響[4～5]。地下水埋深較淺的富水地層區(qū)域，基坑開(kāi)挖前有必要進(jìn)行生產(chǎn)性抽水試驗(yàn)，通過(guò)基坑外側(cè)布置的觀測(cè)井和第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，初步判定止水帷幕效果。

本文依據(jù)天津地鐵某基坑降水工程，開(kāi)展基坑開(kāi)挖前的生產(chǎn)性抽水試驗(yàn)，驗(yàn)證止水帷幕的隔水效果及降水井的設(shè)計(jì)是否能滿足基坑開(kāi)挖要求[6～7]。

1 工程概況

天津某地鐵車(chē)站全長(zhǎng)474.2 m，正線線間距15 m，為地下二層島式站臺(tái)車(chē)站，標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度約為17.27 m、寬度為20.7 m，盾構(gòu)井段基坑深度為19.76 m、寬度為24.9 m。車(chē)站北則為居民區(qū)以及臨建設(shè)施，鄰近車(chē)站住宅分別為24、28、32層高層建筑，距離車(chē)站主體結(jié)構(gòu)最近為26.49 m，均為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ);高層裙房距離車(chē)站主體結(jié)構(gòu)最近為17.4 m，框架結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)。車(chē)站南側(cè)為空地。

基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的支護(hù)形式，端頭井位置地下連續(xù)墻底部埋深38.3 m,標(biāo)準(zhǔn)段地下連續(xù)墻底埋深35.3 m?；訕?biāo)準(zhǔn)段沿豎向設(shè)置4道支撐+1道換撐，小里程盾構(gòu)井處設(shè)置4道支撐+1道換撐，大里程端頭井設(shè)置5道支撐+1道換撐，標(biāo)準(zhǔn)段及盾構(gòu)井第一道支撐為鋼筋混凝土支撐，其余均為鋼支撐。見(jiàn)圖1。

圖1 主體基坑地下連續(xù)墻平面布置

2 地質(zhì)及水文情況

基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)主要為素填土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土及粉土；地下水主要為潛水、第一承壓水及第二承壓水。潛水主要賦存于人工填土層，新近沉積層及第Ⅰ海相層中的粉土、黏性土與淤泥質(zhì)土互層的地層中，多為透鏡體分布，穩(wěn)定水位0.80～4.10 m(高程-0.64～2.73 m)。第一層承壓水主要賦存在⑧2黏質(zhì)粉土、⑧23砂質(zhì)粉土、⑧24粉砂、⑨2黏質(zhì)粉土、⑨23砂質(zhì)粉土、⑨24粉砂中，呈透鏡體分布，埋深15.9～27.7 m（高程-12.37～-23.75 m），水位4.10～4.18 m（高程-0.65～-0.64 m）。第二層承壓水主要賦存在第Ⅳ陸相層中的?2黏質(zhì)粉土、?23砂質(zhì)粉土、?24、?4粉砂中，穩(wěn)定水位4.67～5.62 m（高程-2.33～-0.98 m）。

3 生產(chǎn)性抽水試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

1）檢驗(yàn)降水井的成井質(zhì)量，得到單井出水量。

2）通過(guò)群井試驗(yàn)檢驗(yàn)疏干降水效果，判斷坑內(nèi)降水井布置是否滿足將基坑水位降至基底以下1 m的要求。

3）觀察坑外觀測(cè)井水位變化，初步判斷止水帷幕的封閉效果。

3.2 試驗(yàn)安排

試驗(yàn)分為單井試驗(yàn)和群井試驗(yàn)。見(jiàn)圖2和表1。

圖2 試驗(yàn)井平面布置

3.2.1 單井試驗(yàn)

由于本工程基坑比常規(guī)車(chē)站基坑長(zhǎng)，為驗(yàn)證成井質(zhì)量及出水量情況，在坑內(nèi)選取2口疏干井S-5、S-18為抽水井，將水泵放置在井底，試驗(yàn)期間一次性降水，同步觀測(cè)基坑內(nèi)外觀測(cè)井水位變化情況。抽水時(shí)間為1 d，水位恢復(fù)時(shí)間1 d。

3.2.2 群井試驗(yàn)

群井試驗(yàn)結(jié)合基坑開(kāi)挖深度，分3步進(jìn)行。

第1步：降水井水泵放置在地面下15 m，預(yù)留2口降水井（S-5、S-18）作為坑內(nèi)水位觀測(cè)井，同時(shí)運(yùn)行坑內(nèi)其他降水井，同步觀測(cè)基坑內(nèi)外各觀測(cè)井和承壓井水位變化情況，同時(shí)記錄各抽水井出水量，抽水持續(xù)時(shí)間為2 d。

第2步：降水井水泵放置深度為井底，預(yù)留2口降水井（S-5、S-18）作為坑內(nèi)水位觀測(cè)井，同步觀測(cè)基坑內(nèi)外各觀測(cè)井和減壓井水位變化情況，同時(shí)記錄各抽水井出水量。抽水持續(xù)時(shí)間為3 d。

第3步：抽水完成后進(jìn)行水位恢復(fù)，時(shí)間為1 d。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

群井試驗(yàn)期間，坑外潛水觀測(cè)井整體變化平穩(wěn)，除QG-5、QG9、QG-10觀測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)較大，超過(guò)80 cm，其他觀測(cè)井水位平均下降31 cm。對(duì)潛水水位下降較大的幾口觀測(cè)井進(jìn)行分析，3口井均在降水第一階段（水泵深度15 m左右）水位降深較大。坑外承壓含水層水位降深平均0.82 m。見(jiàn)表2

表2 分階段異常數(shù)據(jù)點(diǎn)位水位下降值 m

根據(jù)試驗(yàn)期間坑內(nèi)降水坑外水位階段性變化情況，初步認(rèn)為異常點(diǎn)位置附近的地下連續(xù)墻接縫存在局部薄弱點(diǎn)且較大可能位于15 m以上的位置。這是因?yàn)椋?/p>

1）群井試驗(yàn)第一階段水位降深速率大于第二階段；

2）水位恢復(fù)階段，異常點(diǎn)位潛水觀測(cè)井仍有下降趨勢(shì)。

4 處理措施及局部驗(yàn)證

在降水試驗(yàn)期間觀測(cè)井QG-5、QG-9、QG-10累計(jì)降深分別為840、930、980 mm，達(dá)到累計(jì)預(yù)警值，需要對(duì)潛水水位預(yù)警處周邊地下連續(xù)墻接縫背側(cè)采用雙高壓旋噴樁進(jìn)行處理，處理完成后通過(guò)局部抽水試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

在B-1-93、B-1-94、B-1-95、B-1-100、B-1-101、B-1-134、B-1-135、B-1-136地下連續(xù)墻接縫處進(jìn)行高壓旋噴加固，采用樁徑為800 mm、樁中心距為500 mm旋噴樁，深度為23 m。加固處理之后，在相對(duì)應(yīng)的基坑內(nèi)選取S-19、S-21、S-32降水井，驗(yàn)證加固處理后的坑外觀測(cè)井水位變化情況。

加固處理完成后24 h，基坑內(nèi)相對(duì)應(yīng)的位置啟動(dòng)降水井進(jìn)行了局部降水試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間為24 h。試驗(yàn)期間，對(duì)應(yīng)坑外潛水觀測(cè)井降深為9～12 cm，承壓水觀測(cè)井降深為3～21 cm，水位降深較小，水位變化幅度一致，認(rèn)為坑內(nèi)降水對(duì)坑外淺層水影響較小，進(jìn)行加過(guò)措施后，止水效果良好。

5 結(jié)論與建議

在開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)滲漏水的情況，一方面需要?jiǎng)佑么罅康娜肆?、物力和?cái)力去進(jìn)行搶險(xiǎn)，同時(shí)會(huì)耽誤施工周期，對(duì)工程產(chǎn)生不利的影響；另一方面一旦滲漏嚴(yán)重，對(duì)周邊環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此如果能通過(guò)生產(chǎn)性降水試驗(yàn)對(duì)整體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的封閉性進(jìn)行一個(gè)預(yù)判，能夠很大程度上降低基坑開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)的滲漏水風(fēng)險(xiǎn)及搶險(xiǎn)過(guò)程中的損失。

根據(jù)降水試驗(yàn)期間坑外觀測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)的位置，處理后基坑封閉效果良好，滿足土方開(kāi)挖條件。生產(chǎn)性抽水試驗(yàn)在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)封閉之后進(jìn)行，能夠完全模擬基坑降水的過(guò)程，明確的驗(yàn)證了坑內(nèi)水位是否能降至開(kāi)挖面以下滿足基坑開(kāi)挖要求，同時(shí)驗(yàn)證了在該工況下，基坑止水帷幕止水效果，對(duì)坑內(nèi)降水井的設(shè)計(jì)及對(duì)坑外風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)判有極其重要的作用?！酢?/p>