某基坑透水滑塌事故分析及處理

陳 豐

(天津市地質工程勘察院，天津 300191)

1 工程概況

天津市區某工程采用鉆孔灌注樁梁板式基礎，基坑開挖面積近5 000 m2，開挖深度8 m，其中電梯井部位開挖深度10.5 m。電梯井位于基坑內東南部，距圍護結構的垂直距離均超過15 m?；硬捎玫膯闻?局部雙排)φ700 mm深層水泥攪拌樁相互搭接作隔水帷幕，帷幕入土深度15 m，穿透了潛水含水層，坐落于相對隔水層中?；咏邓捎没炷凉芫邓芫疃纫话銥?2 m，在電梯井及集水坑部位井深為14 m。

1.1 地質條件

該工程于2010年4月進行巖土勘察，鉆探后所有鉆孔采用粘土球封孔。根據巖土工程勘察報告，場地屬沖積—海積平原地貌，地勢平坦，淺部地層分布及巖性特征見表1。

1.2 施工及事故情況

該工程自2011年4月開始降水，降水方式為基坑內管井降水，持續近半年時間。雨季過后，于2011年10月初開始土方開挖至－8 m深度，并打墊層。2011年10月22日開挖電梯井部位的土方，挖至－10.5 m深度;但隨即發現電梯井一側的土坡坡腳處向外透水，涌水量達到每小時約2 m3。伴隨透水，23日開始發生電梯井邊坡土體側向滑移塌方，導致局部墊層下出現空洞。后來施工單位在電梯井底部開挖了一條盲溝，將涌出的水引入電梯井內的一口管井中，并持續向外抽排。

表1 地層巖性特征表

2 事故原因分析

采用排除法進行本次基坑透水滑塌事故原因分析排查?；悠矫媸疽鈭D見圖1。

2.1 排除承壓水突涌破壞

根據在基坑現場所見，個別鉆孔灌注樁的樁頂潮濕，有地下水順樁體緩慢上滲的情況，因此懷疑透水是承壓水突涌上返導致的。但根據地質勘察資料，承壓水水頭高度15 m，電梯井部位開挖深度10.5 m，抗突涌驗算安全系數1.4，是安全的。此外，所有鉆孔進行了封孔處理，而且勘察時間距離基坑開挖有一年多。綜合上述分析，排除承壓水向上突涌破壞的可能。

2.2 排除基坑隔水帷幕漏水

本次開挖的電梯井并不在基坑邊緣或角落，其與基坑邊隔水帷幕的垂直距離均大于15 m，且根據現場監測的數據，隔水帷幕未見漏水。因此，本次透水事故排除基坑隔水帷幕漏水的情況。

2.3 分析降水井的因素

現場查看涌出的水中攜帶的泥砂，均為灰色粉土、粉砂顆粒，未見黃色砂粒，結合土方滑塌的情況，判斷是③2粉土層發生滲流，滲透出的水攜帶泥砂逐步形成管涌通道，進而導致粉土發生側向滑塌。但是，理論上，隔水帷幕已將基坑內③2粉土層封閉，管井深度超過電梯井開挖深度，長時間的降水應已將其中的地下水疏干，為何還有流量較大的水滲出，為找到原因，對電梯井內及其周圍的幾口管井進行了井內水位、有效井深的實測，數據見圖2。

根據實測結果可知，電梯井外圍管井的水位比電梯井基底高出了1.7 m～1.9 m，且各管井底部泥砂淤積嚴重，其有效井深未達到電梯井基底以下。分析其原因:1)電梯井外圍管井深度設計有瑕疵，未設計成潛水完整井;2)根據降水井施工隊伍的反饋，管井回填濾料為礫砂夾礫石，其粒徑與含水層粒徑不匹配;3)降水過程中對管井的維護不到位，忽略了定期清淤洗井，導致泥砂淤積越來越多。由于這些原因，使得基坑降水時間雖然長，但坑底下③2粉土層的水并未疏干，開挖電梯井后，水往低處滲流，逐步匯成管涌并導致土體滑塌。

3 事故處理

3.1 處理方法

針對上述查到的透水原因，通過對降水井的調整和維護進行處理。在塌方土體外側鄰近位置施工一口新管井(見圖1)，井深14 m;由于含水層③2粉土層的粒徑主要是0.075 mm左右的粉粒和粉砂粒，按濾料粒徑取含水層篩分粒徑的5倍～10倍的原則，采用中粗砂與礫砂均勻混合作為濾料回填。同時，對電梯井外圍的管井進行清淤洗井，使其有效井深接近12 m，能達到電梯井基底以下。在此施工過程中，適當控制電梯井內管井的抽水頻率和幅度，一定程度上減小地下水的滲流速度，避免土體滑塌加劇。

3.2 處理結果

電梯井外圍管井清淤洗井完畢以及新增管井施工完成后，開始降水，使井中水位能穩定保持在電梯井基底以下。此時，電梯井內管井暫可不抽水，作為觀測井觀察滲流情況。經過外圍管井幾個小時的降水后，滲流量明顯減少，直至停止。這說明前面分析的滲流原因是準確的，采取的處理方法也合理。

4 結語

通過對本基坑透水滑塌事故分析處理的經驗教訓進行總結，有以下幾點體會值得類似工程參考借鑒:

1)降水井的深度要按基坑開挖最深部位以及地質條件綜合確定;要保證降水漏斗形成的地下水位線低于基坑的最深部位，如電梯井、集水坑等;同時降水井的深度不宜超過隔水帷幕，否則將加劇越流補給;2)濾料的級配應充分考慮含水層巖性及粒徑，對粉土為主含少量粉砂的含水層，濾料應以中粗砂與礫砂均勻混合配制;3)基坑施工中要密切關注井內水位及泥砂淤積的情況，做好記錄，及時進行清淤洗井，確保降水井有效深度滿足降水設計的要求;4)要根據基坑施工部位以及各降水井的水位情況，合理協調各降水井的抽水時間的頻率，防止因降水不協調導致局部形成較大水力坡度而誘發透水滑塌事故。

[1]JGJ 120-99，建筑基坑支護技術規程[S].

[2]JGJ/T 111-98，建筑與市政降水工程技術規范[S].

[3]姚天強，石振華.基坑降水手冊[M].北京:中國建筑工業出版社，2006.

[4]劉國彬，王衛東.基坑工程手冊[M].第2版.北京:中國建筑工業出版社，2009.