浅析某工程深基槽支护及管涌处理

摘要：本文通过结合具体工程实例, 进行了深基槽支护出现管涌原因分析, 并提出相应的处理方案，实践证明，经处理后其支护效果良好，保证了基槽的施工质量。

关键词： 深基槽，支护，管涌，降水

1工程概况

本建设工程项目位于浙江某市区中心位置,原址为该市味精厂。本工程为高档商品房住宅小区, 总建筑面积145677.9m ，占地面积为31886.2m，框架剪力墙结构,设1层地下室，钻孔灌注桩基础，设计桩长12.8m，基槽深度10.03m。工程平面及场地环境条件如图1所示：

工程施工平面图1

2工程地质、水文地质条件、周围环境

2. 1 岩土工程地质、水文地质条件

基槽支护设计涉及岩土层的物理力学性质指标见表1。

表1支护设计涉及土层的物理力学性质指标一览表

 

土层名称	土层厚度 M	含水率W/%	孔隙比	塑性指数	液塑指数
①杂填土	0.5-1．5
②粉质黏土	2-5.3	28.1	0.865	12.8	0.49
③粉土	3.8-8.8	32.8	0.913	9.2	0.80
④淤泥质粉土	4.7-9.2	33.4	1.027	9.3	1.01
⑤粉质粘土	6.5-12.9	27.1	0.784	14.3	0.21
以上数值为平均值

 

2. 2工程地下水类型

本工程地下水类型为潜水, 潜水主要赋存于①层杂填土、②层粉质黏土、③层粉土及④层淤泥质粉土中, 水位深度位于自然地面下0. 4m~ 1.6m左右。

2. 3周围环境

基槽西侧:为6层住宅(砖混结构), 最近处约18m;基槽南侧:为6层住宅楼(砖混结构),距离基槽约12m; 基槽北侧:50m以内无建筑, 基槽东侧局部距离道路约10m。

3、设计要求

3. 1本工程基槽开挖高程

根据施工图纸的要求，该项目南北两侧局部基槽开挖深度为10.03m外,东西两侧区段均为6.00m。

3. 2 支护及降水方案

为了保证基坑稳定和周边建筑物、地下管线安全的重要一环。如果降水方案选择不当, 将造成场地附近部分含水层地下水位下降, 原浅基础建筑在失去地下水浮托力后可能压缩砂土层空隙, 导致地面沉降或建筑物开裂, 故突出降水问题的重要性。根据水文地质报告和周围环境，在基坑设置井点降水+集水井排降水组合方案。

根据工程施工场地的地质条件、现场条件及周边环境, 从基坑支护工程的安全可靠性、技术可行性、经济合理性及施工工艺出发,拟定了两种造价低、工期短、施工工艺先进成熟的组合基坑支护方案。

1) 基槽南北两侧段:为了保证基槽边坡稳定，本基槽支护采用采用喷锚网+土钉墙支护+ 轻型井点降水组合方案[1]，并采取1:0.2放坡卸载与坡中留平台相结合的支护形式。2) 基槽东西两侧段: 采用1：0.1放坡+ 土钉墙支护+ 轻型井点降水结构。3)坑内采用明排水+ 轻型井点降水组合的降水方案[2]。

3. 3 警戒值

基槽支护结构沉降预警值为20mm, 报警值为30mm, 周围建筑物位移预警值为15mm,报警值为25mm。

4施工险情及初步分析

在基槽开挖过程中，我们从观测井发现水位忽上忽下，从井点抽出的水量虽然比较大，但开挖的土方较湿，许多成淤泥状，基槽局部地区可见明水。局部基底地面隆起、有水渗出或细流流出。为了保证施工安全和质量，我们在基槽的西北角做一勘测孔，出现了大面积流砂突涌问题，细砂不断喷冒，集水井被泥砂填满，且涌水涌砂的情况不断加剧，为了减少人员伤亡及工程施工安全，工程部决定启用应急预案[3]。通过工程部研究分析产生流砂涌水的现象的原因如下：

1) 井点设置不当，富水区井点的数量不够，降水效果不明显。

2)基槽承压水的压力过大，降水方案没有考虑承压水可能会造成突涌。

3) 有些降水井设计深度偏浅，对基槽底部潜水及渗透承压水无法有效降水。

4) 搅拌桩入土深度不够，导致截水帷幕没有形成有效封底。原降水方案考虑将③层粉土设为不透水层，降水范围为基槽内不透水层以上部分，没有考虑基槽降水对周边建筑及环境的影响。由于钻孔灌注桩的施工导致在隔水层本身厚度及隔水能力有限的粉土层内形成较多渗水通道，基本失去隔水功能，再加上水泥土搅拌桩本身的施工质量原因，导致出现了涌水涌砂险情。

5) 项目地质勘察报告和实际开挖过程中的工程地质出现较大出入，地址勘察没有对项目复杂地质现象做出详细有效描述，导致原降水方案中节水帷幕的封底质量较差，无法控制承压水的突涌[4]。

6)当止水帷幕有局部缺陷而漏水时,当空洞很大,水流过急时,局部补漏可能无济于事, 此时只能采取降低坑外地下水位的方法来从源头上解决问题。加固是指对受力构件的补强,包括内支撑构件的补强,节点的补强和围护结构的补强。补强只能解决局部强度不够, 刚度不足或局部失稳的问题。对于大范围的变形过大或出现失稳预兆时, 局部加强就难以收到很好的效果。

5治理方案

通过对现场情况的了解，工程部研究确定采取如下方案：采取防排结合的方法，在出现涌砂渗水的区域设置反滤层，用于控制形成涌水流砂渠道，防止出现抽取地下水是带出细砂出现塌方事故，同时加快垫层施工，补设二三级井点辅助降水[5]。

具体措施为:

1)在管涌处附近利用砂袋设置围堰，立即采用细石混凝土将管涌口覆盖保证减少涌水口的砂土流失,同时在基槽底部设置集水井采用水泵进行明排水,组织人机对坑中土进行抢挖。当挖至坑底标高,采用潜水泵排水, 管涌的流水通过排水盲沟流入集水井。

2)在深坑周边补设闭合的二级或三级井点。通过一段时间的强排我们发现深坑周边的地下水浸润线出现来了缓慢下降,从而有效控制了涌水现象的出现。

3) 利用现有降排水系统及补设的井点降水，使基槽底面具备浇筑垫层的条件。

4) 为了保证垫层混凝土下面的盲沟能够排水畅通,我们在混凝土垫层及砂垫层之间设置了一层30mm~ 50mm厚的预制混凝土板，防止出现上层土层塌落。

5) 在浇筑完成混凝土垫层后，对混凝土垫层上出现的渗水进行堵漏处理，通过24小时不断绝的持续降水，终于彻底止住流砂及涌水，使工程具备高分子防水施工的条件。

6)建立有效的深基坑工程的监测。在深基坑开挖过程中, 通过仪器设备和其它一些手段对围护结构、基坑周围的环境的位移、应力、沉降、开裂倾斜及地下水位的动态变化等进行动态监测。通过反馈的数据信息，判断基坑支护方案的可行性。针对下阶段施工过程中可能出现问题，为优化和合理组织施工提供依据。

6结语

由于放坡开挖深基槽施工在江南地区比较常见,而一不小心流沙、管涌现象就很容易出现。所以在拟定施工方案时,我们一定要充分周密地设计好基槽降水和排水方案。本文所涉及到项目工程地质情况复杂，勘察设计院出具的地勘报告没有准确反映当前项目工程地质情况，在设计基槽降水方案时, 没有认真研究地质报告中各土层的特性, 导致出现了管涌险情。因此在施工前，工程技术管理人员应详细考虑实际复杂情况，因时制宜制定切实可行的支护降水方案，对可能发生的危险状况应有充分的考虑及准备，采取针对性较强的应急预防措施, 做到有备无患。

参考文献

[1] JGJ120-99,建筑基坑支护技术规程[S]。

[2] GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[ S]。

[3] JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S]。

[4] 孙铁成,深基坑复合土钉支护及其应用[J],山西建筑，2005，27(2)：153-156。

[5] GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S]。

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