浅议富水区某银行保险办公大楼工程基坑承压水突涌分析及处理

傅维君

摘要：本文通过某银行保险办公大楼工程基础工程实例, 在富水区进行基槽开挖出现管涌原因分析, 并提出相应的处理方案，实践证明，经处理后降水效果良好，保证了基槽的施工质量和安全，希望能够给出现承压水突涌如何处理提供一些帮助。

关键词：管涌，降水，流砂

Abstract: this paper through a bank insurance office building engineering foundation engineering example, rich in water for the excavation of the analysis of the causes of the piping appears slot, and put forward the corresponding treatment scheme, practice has proved, the processed precipitation effect is good, and to ensure the quality of the construction of the base slot and security, to be able to appear confined water tu chung how to deal with provide some help.

Keywords: piping, precipitation, flow sand

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

宁波市鄞州区银行保险办公大楼工程位于宁波市鄞州中心区宁南南路与首南路相交处，总建筑面积为67910㎡，其中地上建筑面积47374㎡，地下室建筑面积为20536㎡。本工程采用桩筏基础，桩基：采用Ф700、Ф800、Ф900三种钻孔灌注桩，桩身砼强度等级为C30，桩端持力层为8c砾砂层，进入持力层深度不小于2倍桩身直径，有效桩长为55m，单桩承载力特征值分别为：2700KN、3300KN、4400KN。基坑开挖顺序及冠梁支护平面图如图1所示：

图1土方开挖顺序及冠梁支护平面图

2工程地质、水文地质条件、周围环境

2. 1 岩土工程地质、水文地质条件

基坑开挖支护设计涉及岩土层的物理力学性质指标见表1。

表1支护设计涉及土层的物理力学性质指标一览表

土层名称 土层厚度

M 含水率W/% 孔隙比

塑性指数

液塑指数

①杂填土 0.5-1．5

②粉质黏土 2-5.3 28.1 0.865 12.8 0.49

③粉土 3.8-8.8 32.8 0.913 9.2 0.80

④淤泥质粉土 4.7-9.2 33.4 1.027 9.3 1.01

⑤粉质粘土 6.5-12.9 27.1 0.784 14.3 0.21

以上数值为平均值

2. 2工程地下水类型

本工程地下水类型为潜水, 潜水主要赋存于①层杂填土、②层粉质黏土、③层粉土及④层淤泥质粉土中, 维修车间属于高水位富水区，常年地下水位深度位于自然地面下0. 4m~ 1.6m左右。

3、土方施工流程

该基坑位于高水位丰水区，如果降水方案选择不当, 将造成场地附近部分含水层地下水位下降, 原浅基础建筑在失去地下水浮托力后可能压缩砂土层空隙, 导致地面沉降或建筑物开裂。为了保证基坑稳定和周边建筑物、地下管线安全，根据水文地质报告和周围环境，项目部采取了在基坑设置井点降水+集水井排降水组合方案。

根据工程施工场地的地质条件、现场条件及周边环境, 从基坑支护工程的安全可靠性、技术可行性、经济合理性及施工工艺出发，基槽采用10.1：5.5放坡+ 钢板桩护壁支护结构。

4施工险情及初步分析

在基槽开挖过程中，我们从观测井发现水位忽上忽下，从井点抽出的水量虽然比较大，但开挖的土方较湿，许多成淤泥状，8#设备基坑局部地区可见明水。局部基底地面隆起、有水渗出或细流流出。为了保证施工安全和质量，我们在6#设备基坑附近做一勘测孔，出现了大面积流砂突涌问题，细砂不断喷冒，集水井被泥砂填满，且涌水涌砂的情况不断加剧，为了减少人员伤亡及工程施工安全，工程部决定启用应急预案[3]。

通过工程部研究分析可能产生流砂涌水的现象的原因如下：

4、1坑底验算

通过现场观察发现在基础承台只有6口井正常工作，首先对抽水量进行验算

其中：K为渗透系数，B为基坑边长，H为静止水位与基坑标高之差，M为含水层厚度，h为静止水位与实际降低水位之差，T为设计降低水位至挡土墙低端深度，b为支护挡土墙厚度。

设计单井出水量q=300 ，所需降水井总数n=Q/q=8,实际降水井至少应该12口，实际开工降水井的抽水量无法满足降水需要。

4、2降水措施分析

1) 降水井点在富水区设置的井点数量不够，降水效果不明显。

2) 有些降水井设计深度偏浅，对设备基槽底部潜水及渗透承压水无法有效降水。

3）降水方案没有考虑基槽地下承压水的压力过大可能会造成突涌现象出现。

4、3勘察报告分析

项目地质勘察报告和实际开挖过程中的工程地质出现较大出入，地址勘察没有对项目复杂地质现象做出详细有效描述，枯水期进行地质勘察,承压含水层的压力不大, 判定为弱承压含水层，无法控制承压水的突涌。

综上分析,本工程基坑突涌事故的主要原因, 归纳起来有以下原因:其一是而桩基在汛期施工,加上罕见的大暴雨,承压含水层达到很高的压力，其二是隔水层局部为淤泥质, 结构性强, 灵敏度高。

5治理方案

通过对现场情况的了解，工程部研究确定采取如下方案：采取防排结合的方法，在出现涌砂渗水的区域设置反滤层，用于控制形成涌水流砂渠道，防止出现抽取地下水是带出细砂出现塌方事故，同时加快垫层施工，补设二三级井点辅助降水。

具体措施为:

1)在管涌处附近利用砂袋设置围堰，立即采用细石混凝土将管涌口覆盖保证减少涌水口的砂土流失,同时在基槽底部设置集水井采用水泵进行明排水,组织人机对坑中土进行抢挖。当挖至坑底标高,采用潜水泵排水, 管涌的流水通过排水盲沟流入集水井。

2）在深坑周边补设闭合的二级或三级井点。通过一段时间的强排我们发现深坑周边的地下水浸润线出现来了缓慢下降,从而有效控制了涌水现象的出现。

3) 为了保证垫层混凝土下面的盲沟能够排水畅通,我们在混凝土垫层及砂垫层之间设置了一层30mm-50mm厚的预制混凝土板，防止出现上层土层塌落。

4) 在浇筑完成混凝土垫层后，对混凝土垫层上出现的渗水进行堵漏处理，通过24小时不断绝的持续降水，终于彻底止住流砂及涌水，使工程具备高分子防水施工的条件。

6结语

由于放坡开挖基槽施工在江南地区比较常见,而一不小心流沙、管涌现象就很容易出现。所以在雨季基坑开挖过程中我们要做好以下几方面的工作：

1）项目部应该随时关注天气情况，做好相应记录。在汛期施工时要编制承压水压力监测方案,当承压含水层水压力可能发生突然的急剧增大时,应做好设置减压井的应急预案工作。

2）项目部应该制定切实可行的支护降水方案，对可能发生的危险状况应有充分的考虑及准备，采取针对性较强的应急预案。

参考文献

[1] JGJ120-99,建筑基坑支护技术规程[S]。

[2] GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[ S]。

[3] JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S]。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。