基坑勘探孔誘發(fā)的管涌處理

陳 磊

（上海城建市政工程（集團(tuán)）有限公司，上海市 200065）

1 工程概況

1.1 車庫(kù)概況

車庫(kù)工程主要分為兩層停車區(qū)域和單層出口區(qū)域，基坑總長(zhǎng)313.00 m，西側(cè)緊鄰地鐵9號(hào)線松江體育中心站（裝飾裝修階段，尚未運(yùn)營(yíng)）并與車站共墻178.00 m，東側(cè)與松江體育館主體結(jié)構(gòu)相距27.13 m，南側(cè)為樂都路，北側(cè)為榮樂中路，見圖1。

圖1 地下停車庫(kù)工程總平面圖（單位：m）

圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用600 mm厚地連墻，西側(cè)墻深33.7 m（共墻部分墻深30 m），其他區(qū)域墻深22.2～23.9 m不等。主體基坑各區(qū)由3道封堵墻（φ800@1000的鉆孔灌注樁+φ850@650攪拌樁止水帷幕）分隔。基坑劃分為六個(gè)區(qū)段，其中Ⅲ-1區(qū)長(zhǎng)92.33 m，寬63.11 m，基坑深度10.65 m和12.05 m,基坑面設(shè)置鋼筋混凝土棧橋板，支撐采用3道鋼筋混凝土支撐。

本工程基坑西側(cè)環(huán)境保護(hù)等級(jí)為一級(jí)，其余部分環(huán)境保護(hù)等級(jí)為二級(jí)。

1.2 勘探孔涌水情況簡(jiǎn)述

2012年11月19日，Ⅲ-1區(qū)開始進(jìn)行土方收底施工，先行開挖北側(cè)土方。該塊土方坑底存在變坡區(qū)域，坑底絕對(duì)標(biāo)高分別為-7.15 m、-8.35 m，落低深度1200 mm，高標(biāo)高底板及低標(biāo)高底板須一次澆筑完成。2012年11月25日中午，在進(jìn)行標(biāo)高-7.15 m挖土收底作業(yè)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員發(fā)現(xiàn)有承壓水從土面涌出，水量較大，含砂，適時(shí)土面絕對(duì)標(biāo)高-7.15 m。涌水點(diǎn)所處位置及險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)情況見圖2～圖4。

圖2 涌水點(diǎn)位置平面圖

圖3 涌水點(diǎn)位置剖面圖

圖4 涌水情況現(xiàn)場(chǎng)

2 工程水文地質(zhì)

根據(jù)勘察成果，場(chǎng)地為古河道沉積區(qū)，缺失⑥層暗綠色硬土層，分布有⑤2、⑤3和⑤4層古河道沉積層，其中⑤2層分布較為穩(wěn)定，⑤3和⑤4層不連續(xù)分布。受古河道影響，⑦1層局部分布，⑦2層層面有一定起伏，其下分布的⑧、⑨、⑩、11○、12○層分布較為穩(wěn)定。地基土自上而下為①填土層、②1灰黃～青灰色粘土、③灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④灰色淤泥質(zhì)粘土層、⑤1-1灰色粉質(zhì)粘土層、⑤1-2灰色粉質(zhì)粘土夾粉砂、⑤2灰色粉砂層、⑤3灰色粉質(zhì)粘土層；⑤4灰綠色粉質(zhì)粘土層，分布不均勻，層厚變化較大、⑥硬土層缺失、⑦1灰色砂質(zhì)粉土層、⑦2黃色～灰色粉砂層、⑧1灰色粘土、⑨青灰色粉砂層。

深部承（微）壓水位（⑤2、⑦層）埋深在3～11 m之間，Ⅲ-1區(qū)⑤2、⑦層直接接觸，水力相通，見圖5。

圖5 Ⅲ-1區(qū)地質(zhì)剖面圖

3 涌水原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)摸排并研究巖土詳勘資料，該涌水點(diǎn)應(yīng)為一靜力觸探孔，可能由于勘探孔施工完成后未按要求用填充并振搗密實(shí)造成涌水。該靜力觸探孔孔徑3～5 cm，孔深80 m，進(jìn)入⑨號(hào)土層，見圖6。

4 施工具體技術(shù)措施

4.1 第一次處理措施（涌水處套打Ф273鋼管）

2012年11月25日，施工單位決定先行將涌水點(diǎn)處土方挖深1.5 m，將虛土及此前涌出的砂挖出，在涌水處套打Ф273鋼管并用挖機(jī)垂直下壓，直至插入開挖面以下6 m，鋼管內(nèi)置一6 t水泵，持續(xù)抽水，使涌水點(diǎn)僅限鋼管內(nèi)部，對(duì)鋼管外部施工無(wú)影響，見圖7。其后涌砂情況漸漸得到好轉(zhuǎn)，涌水中基本不含砂，擬定待該塊混凝土底板澆筑完成后再行對(duì)涌水點(diǎn)進(jìn)行處理。

圖6 涌水原因示意圖

圖7 Ф273鋼管套住涌水點(diǎn)

4.2 第二次處理措施（外部套打Ф1200鋼管）

該涌水點(diǎn)位于本工程不同深度坑底變坡區(qū)域，且按設(shè)計(jì)圖紙要求，在附近有一集水坑。2012年12月6日，在進(jìn)行落低區(qū)域底板收底施工時(shí)（土面絕對(duì)標(biāo)高-8.35 m），可能由于周邊土體的挖除擾動(dòng)及卸荷，在第一次已經(jīng)臨時(shí)處理的Ф273鋼管外再次發(fā)現(xiàn)涌水情況，涌水基本為清水，無(wú)砂，見圖8～圖11。

圖8 涌水點(diǎn)平面圖

圖9 涌水點(diǎn)剖面圖

圖10 現(xiàn)場(chǎng)涌水情況（1）

圖11 現(xiàn)場(chǎng)涌水情況（2）

2012年12月7日，施工單位在Ф273鋼管外另加套打Ф1200鋼管，最終插入開挖土面以下2.5 m，并將鋼管高出-7.15 m標(biāo)高的墊層面部分割除，在 Ф273管內(nèi)下泵持續(xù)抽水，Ф1200管外涌水漸止。后用雙快水泥及混凝土將Ф1200鋼管外部臨時(shí)封堵。后 Ф273管內(nèi)持續(xù)出水，Ф273管與Ф1200管之間尚有少量冒水情況，水量較小，基本不含砂，見圖12～圖15。

圖12 Ф1200鋼管加工成形

圖13 Ф1200套住涌水區(qū)域

圖14 Ф273管內(nèi)下泵持續(xù)抽水（1）

圖15 Ф273管內(nèi)下泵持續(xù)抽水（2）

4.3 后續(xù)處理措施（封堵）

（1）施工單位將Ф1200鋼管頂標(biāo)高控制在高標(biāo)高底板的墊層底部，且與底板鋼筋焊接牢固，Ф273鋼管接出高標(biāo)高底板的頂面且外壁一圈滿焊止水片2塊，Ф273鋼管以外部分均與底板混凝土一起澆筑，管內(nèi)持續(xù)抽水，見圖16。

圖16 底板澆筑前涌水點(diǎn)處理措施

（2）待Ⅲ-1區(qū)大底板澆筑完成養(yǎng)護(hù)7 d后，將Ф273鋼管位于底板面以下部分內(nèi)壁焊接環(huán)狀止水片1塊，測(cè)得管內(nèi)土面至底板面深度為10.5 m，后將鋼管接高至地面以下3 m（絕對(duì)標(biāo)高+0.60，目的是為了穩(wěn)定水面，保持靜止水位）。對(duì)該涌水部位采用如下封堵方法（見圖17）：

a.用水泵將管內(nèi)水抽至孔底，提出水泵；

b.向管內(nèi)猛灌細(xì)石混凝土至底板墊層部位（絕對(duì)標(biāo)高-7.15 m）；

圖17 涌水點(diǎn)封堵處理

c.在混凝土初凝后，管內(nèi)的水位無(wú)明顯的升高，說(shuō)明混凝土灌注的效果較好；

d.當(dāng)判定已達(dá)到效果后，向管內(nèi)灌入細(xì)石混凝土至距底板頂面約10 cm位置（絕對(duì)標(biāo)高-5.85 m），混凝土灌注結(jié)束，及時(shí)觀測(cè)管內(nèi)水位的變化情況，以判斷封堵的實(shí)際效果；

e.待管內(nèi)灌注的混凝土初凝能符合要求，并能確定封堵的實(shí)際效果滿足要求后，即可割去所有外露鋼管；

f.鋼管割去后，在底板頂面以下10cm處采用鐵板焊封管口；

g.管口焊封后，用水泥砂漿抹平管口，涌水點(diǎn)處理工作結(jié)束。

5 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

整個(gè)管涌及其處理過程，施工單位嚴(yán)密監(jiān)控地鐵車站及松江體育館沉降變形情況，整個(gè)過程無(wú)明顯異常變化。

通過本次案例，為提高基坑工程安全性，避免出現(xiàn)類似險(xiǎn)情，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）涉及有管材或深層孔打入承壓含水層時(shí)，一定須重視回填材料，嚴(yán)格檢查，精心施工，否則將可能釀成極為嚴(yán)重的后果。

（2）建議建設(shè)單位在巖土詳勘期間委派專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行勘探質(zhì)量監(jiān)控。

（3）工程前期巖土勘察過程中，深層勘探孔建議盡量布置在基坑圍護(hù)外圍。

[1]夏明耀,曾進(jìn)倫,等.地下工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.

[2]DG/TJ08-61-2010,基坑工程技術(shù)規(guī)范[S].上海:上海市城市建設(shè)和交通委員會(huì),2010.

[3]劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2009.