臨江復雜條件下深基坑止降水關鍵技術

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摘要：深基坑工程施工中，深基坑的止降水施工是改善工程施工條件，降低工程施工風險的重要部分，具有不可取代的作用。本文結合臨江復雜條件下的深基坑工程施工實例，對臨江復雜條件下深基坑止降水關鍵技術進行了詳細的介紹，以望能為有關需要提供參考借鑒。

關鍵詞：復雜條件；深基坑；降水技術

隨著我國城市建設的不斷加快，深基坑工程施工越來越多，其施工技術也取得了巨大的進步。而深基坑止降水施工是深基坑工程施工中的重要組成部分，關系到工程施工的環境條件及工程施工的安全。因此，研究臨江復雜條件下的深基坑止降水技術，采取措施有效地改善工程的施工條件，保證深基坑工程安全具有十分重要的工程意義和社會價值。基于此，筆者進行了相關介紹。

1 工程概況

1.1項目基坑工程概況

A基坑工程周邊條件復雜，三邊為市政道路，基坑南側為規劃中的地鐵線路。基坑開挖面積8714m2，基坑周長約423.70m，基坑普遍挖深21.60m，塔樓局部挖深28.10m。基坑總體支護方式為落底式超深地下連續墻（三墻合一）結合坑內豎向4道混凝土支撐。基坑降水采用“周邊嵌巖落底地下連續墻隔水+坑內深井降水與坑外備用中深井降水”相結合的地下水處理措施。基坑內共設置27口深井降水井，井深38m，基坑外設置13口觀測井，基坑降水井平面布設如圖1所示。

圖1 A基坑降水井平面布設

1.2 項目基坑工程概況

B基坑工程四周為市政道路，并且東側和北側為市內湖泊，同時基坑北側緊鄰一超高辦公樓，基坑周邊環境非常復雜。基坑垂直開挖面積約7590m2東西長約128m，南北寬約68m周長約367m。基坑普遍挖深21m，局部坑中坑挖深23m。本基坑支護體系采用“三墻合一”地下連續墻作為圍護體，地下連續墻既是主體結構的一部分，又作為支擋結構，同時還作為基坑止水帷幕；采用3層臨時鋼筋混凝土支撐作為水平支撐結構，采用臨時型鋼格構柱及立柱樁支承鋼筋混凝土支撐。基坑止降水采用“降隔結合”方式進行地下承壓水處理設計，以確保基坑開挖和地下室施工的順利進行，防止由于坑壁流水（砂）、坑底突涌等地下水水患而造成的周邊地面和建（構）筑物的變形過大，繼而引起城市次生地質害。基坑內設置27口降水井、3口備用井同時兼觀測井，基坑外設置8口承壓水觀測井（圖2）。

圖2 B基坑降水井平面布設

1.3 場地工程地質條件概述

2個基坑同屬臨江地區，地層為典型的二元地質結構，均為第四系全新統沖積成因的一般黏性土和砂土、卵石層。場地地下水類型可分為上下2層：上層為賦存于雜填土層和粉土層中的上層滯水，穩定水位埋深0.50～3.50m，下層水為賦存于下部粉細砂至卵石層中的承壓水。上下層地下水因黏性土隔離而無水力聯系。依據抽水試驗結果，2個工程場地內孔隙承壓水埋深在5.50m左右。抽水試驗測得2個工程場地內承壓含水層的滲透系數為13.20m/d和16.00m/d，影響半徑為201.76m和251.90m。

2 基坑工程對比分析

1）2個基坑開挖深度、開挖面積、基坑平面形式、基坑豎向支護體系和內支撐布設形式都基本相似，開挖面積都在8000m2左右，基坑都為長方形，基坑都采用嵌巖地下連續墻作為豎向支護，內支撐都采用對頂撐結合角撐、邊桁架的布設形式；

2）基坑所處地質環境相似，都處于臨江、臨湖的地質條件，所處地層都屬于二元地層結構，地下水分為3層：上層填土和黏性土中潛水含水層，表現為極弱的透水性，相當于隔水層。中間過渡相弱透水性承壓水，承壓水賦存于該層中，相對于下伏砂層，巖性為粉質黏土與粉土、粉砂互層。下層砂性土承壓含水，強孔隙承壓水賦存其中，該層的上部為粉砂與細砂，中底部為粗砂、卵礫石層，總體而言，該層以粉砂、粉細砂和細砂為主，其中粉砂的滲透系數為7～12m/d，細砂的滲透系數為12～30m/d，中底部粗砂、卵礫石層的滲透系數則更高；

3）基坑止降水采用“降隔結合”方式進行地下水處理設計：基坑止降水設計都采用嵌巖地下連續墻結合三軸攪拌樁的止水帷幕形式，在地下連續墻存在施工滲漏點時，三軸攪拌樁可以起輔助止水作用；基坑內外同時設置降水井，坑外降水井主要起備用井作用。

3臨江基坑降隔結合的降水設計研究

基坑采用落底式止水帷幕時，原則上不需要設置大量的坑內外降水井，只需要基坑內部設置少量疏干井，降低基坑內的地下水和從基坑底部強風化層滲透進入的少量地下水；但地下連續墻屬于地下隱蔽工程，在基坑施工過程中，可能存在施工薄弱滲漏點，地下連續墻各槽段連接之間也可能存在地下水的滲人通道，同時嵌人深度等的不確定性都將導致止水帷幕不能完全形成豎向和坑底截水。所以基坑降水井設計時，主要為布設備用井形式，防止因地下連續墻施工問題和強風化巖面起伏較大引起的地下水滲漏及基巖裂隙滲水。

在進行基坑降水井布設時，主要采用深井減壓井，降低基坑內地下水水位。基坑內外降水井布設數量和位置按敞開式基坑布設，計算時不考慮基坑的止水帷幕深度，只考慮基坑周邊環境的地下水邊界條件和地層的水文地質條件，如滲透系數和影響半徑等。在按敞開式基坑布設出降水井數量和降水井位置后，采用經驗折減系數折減，一般取折減系數為0.50；即在敞開式基坑降水井布設的基礎上，坑內外折減一半降水井，但坑外折減數量較基坑內部大，降水井布設主要考慮基坑內部。基坑外降水井作備用井和觀測井用，在基坑內部降水井全開情況下仍不能滿足土方開挖施工要求時才允許開啟坑外降水井，因在臨江、臨湖地區，在基坑外大量抽取地下水將對周邊環境產生較大影響，造成大面積地面沉降和差異沉降。

4 基坑止降水效果研究

為研究在臨江水文地下條件下，嵌巖落底式地下連續墻止水帷幕止水效果，對基坑開挖降水過程的坑內外水位進行了持續的監測。基坑內外水位變化如圖3～圖6所示。

圖3 A基坑內降水井水位變化曲線

圖4 A基坑外降水井水位變化曲線