基坑勘探孔诱发的管涌处理

陈 磊

（上海城建市政工程（集团）有限公司，上海市 200065）

1 工程概况

1.1 车库概况

车库工程主要分为两层停车区域和单层出口区域，基坑总长313.00 m，西侧紧邻地铁9号线松江体育中心站（装饰装修阶段，尚未运营）并与车站共墙178.00 m，东侧与松江体育馆主体结构相距27.13 m，南侧为乐都路，北侧为荣乐中路，见图1。

图1 地下停车库工程总平面图（单位：m）

围护结构主要采用600 mm厚地连墙，西侧墙深33.7 m（共墙部分墙深30 m），其他区域墙深22.2～23.9 m不等。主体基坑各区由3道封堵墙（φ800@1000的钻孔灌注桩+φ850@650搅拌桩止水帷幕）分隔。基坑划分为六个区段，其中Ⅲ-1区长92.33 m，宽63.11 m，基坑深度10.65 m和12.05 m,基坑面设置钢筋混凝土栈桥板，支撑采用3道钢筋混凝土支撑。

本工程基坑西侧环境保护等级为一级，其余部分环境保护等级为二级。

1.2 勘探孔涌水情况简述

2012年11月19日，Ⅲ-1区开始进行土方收底施工，先行开挖北侧土方。该块土方坑底存在变坡区域，坑底绝对标高分别为-7.15 m、-8.35 m，落低深度1200 mm，高标高底板及低标高底板须一次浇筑完成。2012年11月25日中午，在进行标高-7.15 m挖土收底作业时，现场施工人员发现有承压水从土面涌出，水量较大，含砂，适时土面绝对标高-7.15 m。涌水点所处位置及险情发生时情况见图2～图4。

图2 涌水点位置平面图

图3 涌水点位置剖面图

图4 涌水情况现场

2 工程水文地质

根据勘察成果，场地为古河道沉积区，缺失⑥层暗绿色硬土层，分布有⑤2、⑤3和⑤4层古河道沉积层，其中⑤2层分布较为稳定，⑤3和⑤4层不连续分布。受古河道影响，⑦1层局部分布，⑦2层层面有一定起伏，其下分布的⑧、⑨、⑩、11○、12○层分布较为稳定。地基土自上而下为①填土层、②1灰黄～青灰色粘土、③灰色淤泥质粉质粘土、④灰色淤泥质粘土层、⑤1-1灰色粉质粘土层、⑤1-2灰色粉质粘土夹粉砂、⑤2灰色粉砂层、⑤3灰色粉质粘土层；⑤4灰绿色粉质粘土层，分布不均匀，层厚变化较大、⑥硬土层缺失、⑦1灰色砂质粉土层、⑦2黄色～灰色粉砂层、⑧1灰色粘土、⑨青灰色粉砂层。

深部承（微）压水位（⑤2、⑦层）埋深在3～11 m之间，Ⅲ-1区⑤2、⑦层直接接触，水力相通，见图5。

图5 Ⅲ-1区地质剖面图

3 涌水原因分析

经过现场摸排并研究岩土详勘资料，该涌水点应为一静力触探孔，可能由于勘探孔施工完成后未按要求用填充并振捣密实造成涌水。该静力触探孔孔径3～5 cm，孔深80 m，进入⑨号土层，见图6。

4 施工具体技术措施

4.1 第一次处理措施（涌水处套打Ф273钢管）

2012年11月25日，施工单位决定先行将涌水点处土方挖深1.5 m，将虚土及此前涌出的砂挖出，在涌水处套打Ф273钢管并用挖机垂直下压，直至插入开挖面以下6 m，钢管内置一6 t水泵，持续抽水，使涌水点仅限钢管内部，对钢管外部施工无影响，见图7。其后涌砂情况渐渐得到好转，涌水中基本不含砂，拟定待该块混凝土底板浇筑完成后再行对涌水点进行处理。

图6 涌水原因示意图

图7 Ф273钢管套住涌水点

4.2 第二次处理措施（外部套打Ф1200钢管）

该涌水点位于本工程不同深度坑底变坡区域，且按设计图纸要求，在附近有一集水坑。2012年12月6日，在进行落低区域底板收底施工时（土面绝对标高-8.35 m），可能由于周边土体的挖除扰动及卸荷，在第一次已经临时处理的Ф273钢管外再次发现涌水情况，涌水基本为清水，无砂，见图8～图11。

图8 涌水点平面图

图9 涌水点剖面图

图10 现场涌水情况（1）

图11 现场涌水情况（2）

2012年12月7日，施工单位在Ф273钢管外另加套打Ф1200钢管，最终插入开挖土面以下2.5 m，并将钢管高出-7.15 m标高的垫层面部分割除，在 Ф273管内下泵持续抽水，Ф1200管外涌水渐止。后用双快水泥及混凝土将Ф1200钢管外部临时封堵。后 Ф273管内持续出水，Ф273管与Ф1200管之间尚有少量冒水情况，水量较小，基本不含砂，见图12～图15。

图12 Ф1200钢管加工成形

图13 Ф1200套住涌水区域

图14 Ф273管内下泵持续抽水（1）

图15 Ф273管内下泵持续抽水（2）

4.3 后续处理措施（封堵）

（1）施工单位将Ф1200钢管顶标高控制在高标高底板的垫层底部，且与底板钢筋焊接牢固，Ф273钢管接出高标高底板的顶面且外壁一圈满焊止水片2块，Ф273钢管以外部分均与底板混凝土一起浇筑，管内持续抽水，见图16。

图16 底板浇筑前涌水点处理措施

（2）待Ⅲ-1区大底板浇筑完成养护7 d后，将Ф273钢管位于底板面以下部分内壁焊接环状止水片1块，测得管内土面至底板面深度为10.5 m，后将钢管接高至地面以下3 m（绝对标高+0.60，目的是为了稳定水面，保持静止水位）。对该涌水部位采用如下封堵方法（见图17）：

a.用水泵将管内水抽至孔底，提出水泵；

b.向管内猛灌细石混凝土至底板垫层部位（绝对标高-7.15 m）；

图17 涌水点封堵处理

c.在混凝土初凝后，管内的水位无明显的升高，说明混凝土灌注的效果较好；

d.当判定已达到效果后，向管内灌入细石混凝土至距底板顶面约10 cm位置（绝对标高-5.85 m），混凝土灌注结束，及时观测管内水位的变化情况，以判断封堵的实际效果；

e.待管内灌注的混凝土初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露钢管；

f.钢管割去后，在底板顶面以下10cm处采用铁板焊封管口；

g.管口焊封后，用水泥砂浆抹平管口，涌水点处理工作结束。

5 经验教训

整个管涌及其处理过程，施工单位严密监控地铁车站及松江体育馆沉降变形情况，整个过程无明显异常变化。

通过本次案例，为提高基坑工程安全性，避免出现类似险情，总结经验如下：

（1）涉及有管材或深层孔打入承压含水层时，一定须重视回填材料，严格检查，精心施工，否则将可能酿成极为严重的后果。

（2）建议建设单位在岩土详勘期间委派专业机构进行勘探质量监控。

（3）工程前期岩土勘察过程中，深层勘探孔建议尽量布置在基坑围护外围。

[1]夏明耀,曾进伦,等.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[2]DG/TJ08-61-2010,基坑工程技术规范[S].上海:上海市城市建设和交通委员会,2010.

[3]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.