地下水對深基坑支護工程的影響及險情處理

黃永海+李莉

【摘要】：基坑支護，特別是軟土地區的基坑，其基坑發生土體滑坡失穩絕大部分都直接或間接地與水有關。本文結合具體工程實例，分析了地下水引起的基坑支護險情，并提出了解決措施，旨在為深基坑支護工程施工提供科學參考。

【關鍵詞】：深基坑 基坑支護 地下水

1工程概況

某商業大廈地處由主樓、南附樓組成，其中主樓地上46層，屋面高度為157m，屋頂塔樓（鋼結構）高15m；南附樓地上6層，總高度30.9m，地下2層，最大開挖深度13m，工程占地面積5858 。

2 場地工程地質、水文地質條件

該場地位于我國某沖積平原東部，勘探表明地表為雜填土，地下及基底分別為粘性土、砂性土和滯留系泥質頁巖。施工區內的地下水有兩種類型：滯水、承壓水。其中滯水位于上層土壤，存在于地表雜填土內，承壓水位于下層土壤，主要存在于礫石層和粉細砂層中，其水位受江河水位的影響并不固定，隨著水位的變化承壓水的位置也在變化。

結合地區施工經驗，地基土壤的物理學經地質工程勘察的試驗可以確定如下：

地面下12m以內，

地面下12m以下，

3 基坑的支護設計

基坑工程開挖深度超過地下水位，必然要考慮基坑降水問題。首先要確定的是控制地下水方法，見表1。在選擇方法上，主要是按顆粒粒度成分、滲透系數和降水深度確定控制方法，一般中粗砂以上粒徑的地層用堵截法，中砂和細砂顆粒的地層用井點法和管井法，淤泥或黏土類地層用真空法和電滲法。要選取經濟合理、技術可靠、施工方便的控制地下水方法必須經過充分調查，并應注意以下幾個方面：

（1）地下水的類型、含水層埋藏條件及其水位、水壓、透水性、動態規律。

（2）含水層的補給、徑流、排泄條件；含水層的水文地質參數。

（3）基坑場地周圍地下水及與附近大型地表水源的關系。

（4）基坑支護結構類型、開挖深度、尺寸，基坑周圍建筑物與地下管線基礎情況。

本工程在基坑周邊做垂直止水帷幕并深層水平封底。周邊止水帷幕的做法是：先在每兩個擋土樁之間的外側做 400mm素混凝土止水樁，樁長27m，止水樁與兩側的支護樁相切，然后再在止水樁與支護樁切點的外側用壓密灌漿孔注漿封其間隙，深度18m，如圖1所示。深層水平封底的做法是：在開挖土方前，用高壓旋噴技術，在地面下-16.0～-19.0m的地層之間形成3m厚的連續止水底板。設計要求固化土體的滲透系數K值不大于 ，基本上達到抗滲要求，并保證土體抗壓強度不小于1.4MPa。施工采用有效旋噴體直徑1.5m，旋噴孔距1.30m，排距1.13m，共3596孔。

工程中的支護樁施工工藝采用了反循環鉆孔灌注樁技術，并且在支護樁工程施工過程中交叉進行工程樁施工。然后再進行素混凝土止水樁施工，該工程施工所采用的技術與支護樁施工技術相同。工程最后進行壓密注漿。

封底旋噴體達凝期（28d）后，為了確保噴射效果符合工程設計要求，對其噴射效果進行了一定的檢驗。

在錨桿施工時，主要依據當天成孔、當天注漿的原則，并且為了確保施工質量，當開挖出一層，就立即進行支護，并且嚴格遵循在錨桿完成后的3天在進行下一層的開挖。

4 基坑險情

本工程止水帷幕設置的主導思想是完全封閉-16.0m深度范圍內的地下水由水平方向滲入。第一層土方開挖未見明顯出水，是因為第一層挖土至-4.0m處，而地面至-7.0m左右均屬抗滲性較好的粘土，基本屬不透水層，一般不會引起明顯的坑內出水。開挖第二層土方在共有8處漏水，并帶出部分黃泥，現場采用導管等堵漏后，仍有兩處堵水效果較差，致使地面出現沉降。檢查表明這些水是從坑外垂直止水帷幕的-8.0～-9.0m左右透入基坑后水平流動，然后在低凹處或工程樁處受阻冒出坑面。所以垂直止水帷幕在-8.0～-9.0m范圍沒有完全封閉。開挖第三層土方后僅幾天，據不完全統計，就有86處樁間冒水，其中18個點嚴重冒水且帶有青沙，這其中有3個冒水點深達1.0～1.5m，其面積達0.3 左右的孔洞（最深的達5—6m，高1.5m，可納入）。初步統計10月7日前每天出水量小于300t，但10月8日至11月8日期間抽水量大于1000t/d，且水面無明顯下降，這表明基坑內外形成了管涌通道。

5險情分析及處理措施

通過對事故現象的分析，總結了以下幾個方面的原因：

（1）基坑止水帷幕設計不合理或不切合實際。由于素混凝土沒有側向擠壓的功能，用素混凝土樁做止水樁很難與混凝土支護樁相切彌合。更何況本工程基坑面積大，支護樁和止水樁的施工時間間隔長達5～6個月，即止水樁是在支護樁終凝后施工的，更不可能使支護樁與止水樁彌合[1]。

（2）用 130mm壓密注漿孔注漿封閉止水樁與支護樁的間隔，實際上是不能達到完全止水的效果的。因為在止水樁與支護樁之間的間隔較大（接近320mm）時， 130mm注漿不能完全填塞其間隔，更為糟糕的是，注漿體偏離兩樁產生間隙的范圍較大。

（3）施工工藝不合理，施工精確度不夠。由于施工設備定向裝置不完善，垂直度掌握不好，使得相切的支護樁、止水樁和注漿體三者不能按設計相切彌合。

（4）由于支護結構采用預制樁的打樁，地下水形成的超靜孔隙水壓力短期內不易消散，在開挖過程中，基坑土體的應力平衡被改變，容易因淤泥的流動而帶動樁體的水平位移。

（5）就深基坑的整體來說，基坑的西側止水樁與支護樁之間存在彌合性較差，偏差較大，甚至出現了30cm以上的空隙。

根據出現的險情和透水原因的分析，事故處理主要采取以下措施：

（1）對于基坑周圍居民區出現的不均勻沉降情況，主要采用壓力注漿的方法，注漿壓力為1.2MPa；對于基坑周圍埋有煤氣管道的地方，采用了鉆孔灌漿的方法，其中鉆孔均為直孔，成孔后的第二天再進行注漿，注漿時要將直孔內灌滿水泥漿，并且為了提高漿液的凝固速度，應在水泥漿中摻以水玻璃。以上方法經過實踐檢驗，該地區下降現象趨于穩定，居民生活管道也未遭到損害 [2]。

（2）對于施工過程中發現的泄水問題，通過試驗對比，采用了以高壓旋噴注漿再造垂直止水帷幕的方案進行處理，并且以海帶、水導管等常規方法為輔助處理方案。沿坑壁內側支護樁之間用高壓旋噴（壓力20MPa）在-8.0～-16.5m之間形成內止水帷幕。支護樁外側的止水采用粉噴樁和靜壓注漿加固土體的方法，其中粉噴樁的樁徑為 500mm，粉噴樁的深度為16m。并且樁體之間一般為2排樁，部分樁體為5排樁。采用靜壓注漿加固方法時，注漿樁的深度應保持在-9～-18m為宜。

（3）對基坑施工順序進行適當的調整。首先應對基坑周邊的承臺和底板進行施工，在施工需要注意對于較淺的承臺要單獨進行局部開挖，并且在開挖過程中要注意施工速度；其次為了確保支護樁的穩定，應用素混凝土填充承臺底和護坡樁之間的縫隙；最后再對基坑周圍最深最大的主承臺進行施工。

參考文獻：

【1】黃強.建筑基坑支護技術規程應用手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2010：5-6.

【2】賀明俠，王明俊.地下水及地質作用對建筑工程的影響[J].土工基礎，2011，（05）.endprint

【摘要】：基坑支護，特別是軟土地區的基坑，其基坑發生土體滑坡失穩絕大部分都直接或間接地與水有關。本文結合具體工程實例，分析了地下水引起的基坑支護險情，并提出了解決措施，旨在為深基坑支護工程施工提供科學參考。

【關鍵詞】：深基坑 基坑支護 地下水

1工程概況

某商業大廈地處由主樓、南附樓組成，其中主樓地上46層，屋面高度為157m，屋頂塔樓（鋼結構）高15m；南附樓地上6層，總高度30.9m，地下2層，最大開挖深度13m，工程占地面積5858 。

2 場地工程地質、水文地質條件

該場地位于我國某沖積平原東部，勘探表明地表為雜填土，地下及基底分別為粘性土、砂性土和滯留系泥質頁巖。施工區內的地下水有兩種類型：滯水、承壓水。其中滯水位于上層土壤，存在于地表雜填土內，承壓水位于下層土壤，主要存在于礫石層和粉細砂層中，其水位受江河水位的影響并不固定，隨著水位的變化承壓水的位置也在變化。

結合地區施工經驗，地基土壤的物理學經地質工程勘察的試驗可以確定如下：

地面下12m以內，

地面下12m以下，

3 基坑的支護設計

基坑工程開挖深度超過地下水位，必然要考慮基坑降水問題。首先要確定的是控制地下水方法，見表1。在選擇方法上，主要是按顆粒粒度成分、滲透系數和降水深度確定控制方法，一般中粗砂以上粒徑的地層用堵截法，中砂和細砂顆粒的地層用井點法和管井法，淤泥或黏土類地層用真空法和電滲法。要選取經濟合理、技術可靠、施工方便的控制地下水方法必須經過充分調查，并應注意以下幾個方面：

（1）地下水的類型、含水層埋藏條件及其水位、水壓、透水性、動態規律。

（2）含水層的補給、徑流、排泄條件；含水層的水文地質參數。

（3）基坑場地周圍地下水及與附近大型地表水源的關系。

（4）基坑支護結構類型、開挖深度、尺寸，基坑周圍建筑物與地下管線基礎情況。

本工程在基坑周邊做垂直止水帷幕并深層水平封底。周邊止水帷幕的做法是：先在每兩個擋土樁之間的外側做 400mm素混凝土止水樁，樁長27m，止水樁與兩側的支護樁相切，然后再在止水樁與支護樁切點的外側用壓密灌漿孔注漿封其間隙，深度18m，如圖1所示。深層水平封底的做法是：在開挖土方前，用高壓旋噴技術，在地面下-16.0～-19.0m的地層之間形成3m厚的連續止水底板。設計要求固化土體的滲透系數K值不大于 ，基本上達到抗滲要求，并保證土體抗壓強度不小于1.4MPa。施工采用有效旋噴體直徑1.5m，旋噴孔距1.30m，排距1.13m，共3596孔。

工程中的支護樁施工工藝采用了反循環鉆孔灌注樁技術，并且在支護樁工程施工過程中交叉進行工程樁施工。然后再進行素混凝土止水樁施工，該工程施工所采用的技術與支護樁施工技術相同。工程最后進行壓密注漿。

封底旋噴體達凝期（28d）后，為了確保噴射效果符合工程設計要求，對其噴射效果進行了一定的檢驗。

在錨桿施工時，主要依據當天成孔、當天注漿的原則，并且為了確保施工質量，當開挖出一層，就立即進行支護，并且嚴格遵循在錨桿完成后的3天在進行下一層的開挖。

4 基坑險情

本工程止水帷幕設置的主導思想是完全封閉-16.0m深度范圍內的地下水由水平方向滲入。第一層土方開挖未見明顯出水，是因為第一層挖土至-4.0m處，而地面至-7.0m左右均屬抗滲性較好的粘土，基本屬不透水層，一般不會引起明顯的坑內出水。開挖第二層土方在共有8處漏水，并帶出部分黃泥，現場采用導管等堵漏后，仍有兩處堵水效果較差，致使地面出現沉降。檢查表明這些水是從坑外垂直止水帷幕的-8.0～-9.0m左右透入基坑后水平流動，然后在低凹處或工程樁處受阻冒出坑面。所以垂直止水帷幕在-8.0～-9.0m范圍沒有完全封閉。開挖第三層土方后僅幾天，據不完全統計，就有86處樁間冒水，其中18個點嚴重冒水且帶有青沙，這其中有3個冒水點深達1.0～1.5m，其面積達0.3 左右的孔洞（最深的達5—6m，高1.5m，可納入）。初步統計10月7日前每天出水量小于300t，但10月8日至11月8日期間抽水量大于1000t/d，且水面無明顯下降，這表明基坑內外形成了管涌通道。

5險情分析及處理措施

通過對事故現象的分析，總結了以下幾個方面的原因：

（1）基坑止水帷幕設計不合理或不切合實際。由于素混凝土沒有側向擠壓的功能，用素混凝土樁做止水樁很難與混凝土支護樁相切彌合。更何況本工程基坑面積大，支護樁和止水樁的施工時間間隔長達5～6個月，即止水樁是在支護樁終凝后施工的，更不可能使支護樁與止水樁彌合[1]。

（2）用 130mm壓密注漿孔注漿封閉止水樁與支護樁的間隔，實際上是不能達到完全止水的效果的。因為在止水樁與支護樁之間的間隔較大（接近320mm）時， 130mm注漿不能完全填塞其間隔，更為糟糕的是，注漿體偏離兩樁產生間隙的范圍較大。

（3）施工工藝不合理，施工精確度不夠。由于施工設備定向裝置不完善，垂直度掌握不好，使得相切的支護樁、止水樁和注漿體三者不能按設計相切彌合。

（4）由于支護結構采用預制樁的打樁，地下水形成的超靜孔隙水壓力短期內不易消散，在開挖過程中，基坑土體的應力平衡被改變，容易因淤泥的流動而帶動樁體的水平位移。

（5）就深基坑的整體來說，基坑的西側止水樁與支護樁之間存在彌合性較差，偏差較大，甚至出現了30cm以上的空隙。

根據出現的險情和透水原因的分析，事故處理主要采取以下措施：

（1）對于基坑周圍居民區出現的不均勻沉降情況，主要采用壓力注漿的方法，注漿壓力為1.2MPa；對于基坑周圍埋有煤氣管道的地方，采用了鉆孔灌漿的方法，其中鉆孔均為直孔，成孔后的第二天再進行注漿，注漿時要將直孔內灌滿水泥漿，并且為了提高漿液的凝固速度，應在水泥漿中摻以水玻璃。以上方法經過實踐檢驗，該地區下降現象趨于穩定，居民生活管道也未遭到損害 [2]。

（2）對于施工過程中發現的泄水問題，通過試驗對比，采用了以高壓旋噴注漿再造垂直止水帷幕的方案進行處理，并且以海帶、水導管等常規方法為輔助處理方案。沿坑壁內側支護樁之間用高壓旋噴（壓力20MPa）在-8.0～-16.5m之間形成內止水帷幕。支護樁外側的止水采用粉噴樁和靜壓注漿加固土體的方法，其中粉噴樁的樁徑為 500mm，粉噴樁的深度為16m。并且樁體之間一般為2排樁，部分樁體為5排樁。采用靜壓注漿加固方法時，注漿樁的深度應保持在-9～-18m為宜。

（3）對基坑施工順序進行適當的調整。首先應對基坑周邊的承臺和底板進行施工，在施工需要注意對于較淺的承臺要單獨進行局部開挖，并且在開挖過程中要注意施工速度；其次為了確保支護樁的穩定，應用素混凝土填充承臺底和護坡樁之間的縫隙；最后再對基坑周圍最深最大的主承臺進行施工。

參考文獻：

【1】黃強.建筑基坑支護技術規程應用手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2010：5-6.

【2】賀明俠，王明俊.地下水及地質作用對建筑工程的影響[J].土工基礎，2011，（05）.endprint

【摘要】：基坑支護，特別是軟土地區的基坑，其基坑發生土體滑坡失穩絕大部分都直接或間接地與水有關。本文結合具體工程實例，分析了地下水引起的基坑支護險情，并提出了解決措施，旨在為深基坑支護工程施工提供科學參考。

【關鍵詞】：深基坑 基坑支護 地下水

1工程概況

某商業大廈地處由主樓、南附樓組成，其中主樓地上46層，屋面高度為157m，屋頂塔樓（鋼結構）高15m；南附樓地上6層，總高度30.9m，地下2層，最大開挖深度13m，工程占地面積5858 。

2 場地工程地質、水文地質條件

該場地位于我國某沖積平原東部，勘探表明地表為雜填土，地下及基底分別為粘性土、砂性土和滯留系泥質頁巖。施工區內的地下水有兩種類型：滯水、承壓水。其中滯水位于上層土壤，存在于地表雜填土內，承壓水位于下層土壤，主要存在于礫石層和粉細砂層中，其水位受江河水位的影響并不固定，隨著水位的變化承壓水的位置也在變化。

結合地區施工經驗，地基土壤的物理學經地質工程勘察的試驗可以確定如下：

地面下12m以內，

地面下12m以下，

3 基坑的支護設計

基坑工程開挖深度超過地下水位，必然要考慮基坑降水問題。首先要確定的是控制地下水方法，見表1。在選擇方法上，主要是按顆粒粒度成分、滲透系數和降水深度確定控制方法，一般中粗砂以上粒徑的地層用堵截法，中砂和細砂顆粒的地層用井點法和管井法，淤泥或黏土類地層用真空法和電滲法。要選取經濟合理、技術可靠、施工方便的控制地下水方法必須經過充分調查，并應注意以下幾個方面：

（1）地下水的類型、含水層埋藏條件及其水位、水壓、透水性、動態規律。

（2）含水層的補給、徑流、排泄條件；含水層的水文地質參數。

（3）基坑場地周圍地下水及與附近大型地表水源的關系。

（4）基坑支護結構類型、開挖深度、尺寸，基坑周圍建筑物與地下管線基礎情況。

本工程在基坑周邊做垂直止水帷幕并深層水平封底。周邊止水帷幕的做法是：先在每兩個擋土樁之間的外側做 400mm素混凝土止水樁，樁長27m，止水樁與兩側的支護樁相切，然后再在止水樁與支護樁切點的外側用壓密灌漿孔注漿封其間隙，深度18m，如圖1所示。深層水平封底的做法是：在開挖土方前，用高壓旋噴技術，在地面下-16.0～-19.0m的地層之間形成3m厚的連續止水底板。設計要求固化土體的滲透系數K值不大于 ，基本上達到抗滲要求，并保證土體抗壓強度不小于1.4MPa。施工采用有效旋噴體直徑1.5m，旋噴孔距1.30m，排距1.13m，共3596孔。

工程中的支護樁施工工藝采用了反循環鉆孔灌注樁技術，并且在支護樁工程施工過程中交叉進行工程樁施工。然后再進行素混凝土止水樁施工，該工程施工所采用的技術與支護樁施工技術相同。工程最后進行壓密注漿。

封底旋噴體達凝期（28d）后，為了確保噴射效果符合工程設計要求，對其噴射效果進行了一定的檢驗。

在錨桿施工時，主要依據當天成孔、當天注漿的原則，并且為了確保施工質量，當開挖出一層，就立即進行支護，并且嚴格遵循在錨桿完成后的3天在進行下一層的開挖。

4 基坑險情

本工程止水帷幕設置的主導思想是完全封閉-16.0m深度范圍內的地下水由水平方向滲入。第一層土方開挖未見明顯出水，是因為第一層挖土至-4.0m處，而地面至-7.0m左右均屬抗滲性較好的粘土，基本屬不透水層，一般不會引起明顯的坑內出水。開挖第二層土方在共有8處漏水，并帶出部分黃泥，現場采用導管等堵漏后，仍有兩處堵水效果較差，致使地面出現沉降。檢查表明這些水是從坑外垂直止水帷幕的-8.0～-9.0m左右透入基坑后水平流動，然后在低凹處或工程樁處受阻冒出坑面。所以垂直止水帷幕在-8.0～-9.0m范圍沒有完全封閉。開挖第三層土方后僅幾天，據不完全統計，就有86處樁間冒水，其中18個點嚴重冒水且帶有青沙，這其中有3個冒水點深達1.0～1.5m，其面積達0.3 左右的孔洞（最深的達5—6m，高1.5m，可納入）。初步統計10月7日前每天出水量小于300t，但10月8日至11月8日期間抽水量大于1000t/d，且水面無明顯下降，這表明基坑內外形成了管涌通道。

5險情分析及處理措施

通過對事故現象的分析，總結了以下幾個方面的原因：

（1）基坑止水帷幕設計不合理或不切合實際。由于素混凝土沒有側向擠壓的功能，用素混凝土樁做止水樁很難與混凝土支護樁相切彌合。更何況本工程基坑面積大，支護樁和止水樁的施工時間間隔長達5～6個月，即止水樁是在支護樁終凝后施工的，更不可能使支護樁與止水樁彌合[1]。

（2）用 130mm壓密注漿孔注漿封閉止水樁與支護樁的間隔，實際上是不能達到完全止水的效果的。因為在止水樁與支護樁之間的間隔較大（接近320mm）時， 130mm注漿不能完全填塞其間隔，更為糟糕的是，注漿體偏離兩樁產生間隙的范圍較大。

（3）施工工藝不合理，施工精確度不夠。由于施工設備定向裝置不完善，垂直度掌握不好，使得相切的支護樁、止水樁和注漿體三者不能按設計相切彌合。

（4）由于支護結構采用預制樁的打樁，地下水形成的超靜孔隙水壓力短期內不易消散，在開挖過程中，基坑土體的應力平衡被改變，容易因淤泥的流動而帶動樁體的水平位移。

（5）就深基坑的整體來說，基坑的西側止水樁與支護樁之間存在彌合性較差，偏差較大，甚至出現了30cm以上的空隙。

根據出現的險情和透水原因的分析，事故處理主要采取以下措施：

（1）對于基坑周圍居民區出現的不均勻沉降情況，主要采用壓力注漿的方法，注漿壓力為1.2MPa；對于基坑周圍埋有煤氣管道的地方，采用了鉆孔灌漿的方法，其中鉆孔均為直孔，成孔后的第二天再進行注漿，注漿時要將直孔內灌滿水泥漿，并且為了提高漿液的凝固速度，應在水泥漿中摻以水玻璃。以上方法經過實踐檢驗，該地區下降現象趨于穩定，居民生活管道也未遭到損害 [2]。

（2）對于施工過程中發現的泄水問題，通過試驗對比，采用了以高壓旋噴注漿再造垂直止水帷幕的方案進行處理，并且以海帶、水導管等常規方法為輔助處理方案。沿坑壁內側支護樁之間用高壓旋噴（壓力20MPa）在-8.0～-16.5m之間形成內止水帷幕。支護樁外側的止水采用粉噴樁和靜壓注漿加固土體的方法，其中粉噴樁的樁徑為 500mm，粉噴樁的深度為16m。并且樁體之間一般為2排樁，部分樁體為5排樁。采用靜壓注漿加固方法時，注漿樁的深度應保持在-9～-18m為宜。

（3）對基坑施工順序進行適當的調整。首先應對基坑周邊的承臺和底板進行施工，在施工需要注意對于較淺的承臺要單獨進行局部開挖，并且在開挖過程中要注意施工速度；其次為了確保支護樁的穩定，應用素混凝土填充承臺底和護坡樁之間的縫隙；最后再對基坑周圍最深最大的主承臺進行施工。

參考文獻：

【1】黃強.建筑基坑支護技術規程應用手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2010：5-6.

【2】賀明俠，王明俊.地下水及地質作用對建筑工程的影響[J].土工基礎，2011，（05）.endprint