淺談地鐵深基坑止水降水措施

■周燕鋒 ■福建省建筑科學研究院，福建 福州 350025

深基坑支護的設計與施工是當前建筑基礎工程的熱點與難點。在基坑支護設計與施工中重擋土結構設計與施工、輕止水帷幕設計與施工的現象較為普遍。止水方案選擇不當、實際施工時任意改動原設計方案、或因對地下復雜情況認識不足、考慮不周等，均會造成止水帷幕失效而引發事故，輕則造成重大經濟損失及建設工期的延誤，重則可能造成人員傷亡和不良社會影響。因此，研究和探討深基坑止水帷幕措施及其施工工藝，具有十分重要的意義。

1 概述

基坑止水降水是深基坑工程中的一項重要技術措施，能改善施工條件，促使土體固結，從而提高土體的強度，縮短工程工期。降低地下水位也能夠防止流土、管涌、坑底隆起引起破壞。特別對于城市地鐵的深、大基坑而言，基坑止水降水已成為必不可少的施工措施之一。

在地鐵深基坑中，各種管線錯綜交叉，周邊環境復雜，社會關注度高，以及基坑開挖規模與深度的不斷增加，對基坑降排水的要求也越來越高。

2 地鐵深基坑常用止水降水措施

國內目前常用的止水帷幕形式有地下連續墻、鉆孔咬合樁、旋噴樁及SMW水泥土墻等。

2.1 地下連續墻

地下連續墻是在地面采用一種專門的開槽機械沿開挖軸線在泥漿護壁的條件下開挖出一條封閉狹長的深槽，再在槽溝內吊放入制作好的鋼筋籠，之后再澆灌水下混凝土成槽段，如此在地下形成一道可擋土止水防滲的鋼筋混凝土結構。它具有施工振動小、噪聲低、墻體剛度大、整體性好、防滲性能好等優勢，目前該方法在城市地鐵深基坑已得到廣泛應用，并正逐步取代很多傳統的施工工法。

地下連續墻施工技術起源于歐洲，從利用泥漿護壁和水下澆灌混凝土等方法進行石油鉆井發展演變而來。20世紀50年代以后這項技術逐漸推廣到深基礎等地下工程。1970年9月，我國第一條越江隧道——黃浦江打浦路隧道建成通車，在國內首次采用了地下連續墻施工工藝，由此揭開了地下連續墻施工工藝在國內的不斷試驗及使用的序幕。

經過40多年的實踐，我國在深基坑領域中使用地下連續墻的綜合技術己經達到國際先進水平。目前地下連續墻施工技術主要應用于上海、深圳、天津等沿海地區的軟土深基坑深圍護中。地下連續墻對環境影響較大，對場地、機具要求較高，且造價較高。

2.2 鉆孔咬合樁

鉆孔咬合樁是利用超緩凝混凝土的特殊性能，采用高精度的全套管鉆機通過專門工藝成孔、成樁的一種特殊樁型。通過樁與樁之間的咬合搭接，可形成無縫的擋土截水的連續排樁圍護結構或地下防滲墻。

鉆孔咬合樁由我國地下工程專家王振信教授引進，在深圳地鐵一期工程會展中心至購物公園明挖區間的圍護結構中首次運用，并取得了成功。之后在杭州、上海、天津等地大規模的運用。鉆孔咬合樁特別適用于有淤泥、流砂、地下水富集等不良條件的地層，具有防滲效果好、經濟適用等優點。

在咬合樁施工過程中，為便于切割，樁的排列方式一般設計為1根素混凝土樁(B樁)和1根鋼筋混凝土樁(A樁)間隔布置，其中B樁必須采用超緩凝混凝土，A樁采用普通混凝土，先施工B樁，后施工A樁。A樁施工時利用套管鉆機的切割能力切割掉相鄰B樁重疊部分的混凝土，從而使A樁嵌入B樁，但必須在B樁混凝土初凝之前完成A樁切割成孔。

2.3 旋噴樁

興起于上世紀70年代的高壓噴射注漿法，隨后迅速在全國得到全面發展和應用。旋噴樁是采用水泥或摻加化學材料作為固化劑利用高壓漿、氣(二管法)或高壓漿、氣、水(三管法)對地層的沖切摻攪作用，在地基中形成規則的不同工程要求的板、樁、墻(帷幕)結構或縫空隙嵌結體，達到截滲防水加固之目的。實踐表明在處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等巖土層地質時，旋噴樁具有良好效果，已被我國列入現行的《地基與基礎施工規范》。

2.4 SMW樁

SMW工法(Soil Mixing Wall)是1976年由日本成幸工業株式會社研究發明的。該工法以多軸型鉆掘攪拌機在現場向一定深度鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結硬前插入H型鋼或鋼板作為其應力補強材料;直至水泥土硬化，從而形成一道具有一定強度、剛度、連續完整、無接縫的地下墻體。

SMW工法通過技術引進并創新在我國發展起來，利用SMW工法墻體直接作為擋土和止水結構，當其圍護功能完成后，型鋼可以拔出重復利用。SMW樁適用于淤泥、淤泥質土、粘土、粉質粘土、粉土、砂礫土等軟土地基基坑擋土墻圍護，尤其是在6m～12m深基坑中支護更適用。目前該工法在我國主要應用于我國東南沿海地區的軟土深基坑圍護中，特別是地鐵基坑，以上海、南京、廣州應用最為廣泛。

3 結語

止水降水技術是深基坑工程的關鍵問題，又是巖土學中比較復雜和困難的問題。我國幅員遼闊，巖土層性質復雜多樣，沒有一種通用的方法能解決所有問題。隨著國家把資源的可持續性利用作為戰略任務提上日程后，城市地下空間正被廣泛的開掘出來，像地鐵、地下停車場、地下商場如雨后春筍般地走進人們工作和生活中去。我國深基坑工程已從原來的幾米發展到20～30m深。其中不少基建工程由于止水、降水施工做得不到位，導致重大經濟損失，并延誤建設工期。因此，研究和發展止水降水技術以保證基坑工程的安全和經濟已成為當前巖土工程界的一項重要課題。

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