浅谈地铁深基坑止水降水措施

■周燕锋 ■福建省建筑科学研究院，福建 福州 350025

深基坑支护的设计与施工是当前建筑基础工程的热点与难点。在基坑支护设计与施工中重挡土结构设计与施工、轻止水帷幕设计与施工的现象较为普遍。止水方案选择不当、实际施工时任意改动原设计方案、或因对地下复杂情况认识不足、考虑不周等，均会造成止水帷幕失效而引发事故，轻则造成重大经济损失及建设工期的延误，重则可能造成人员伤亡和不良社会影响。因此，研究和探讨深基坑止水帷幕措施及其施工工艺，具有十分重要的意义。

1 概述

基坑止水降水是深基坑工程中的一项重要技术措施，能改善施工条件，促使土体固结，从而提高土体的强度，缩短工程工期。降低地下水位也能够防止流土、管涌、坑底隆起引起破坏。特别对于城市地铁的深、大基坑而言，基坑止水降水已成为必不可少的施工措施之一。

在地铁深基坑中，各种管线错综交叉，周边环境复杂，社会关注度高，以及基坑开挖规模与深度的不断增加，对基坑降排水的要求也越来越高。

2 地铁深基坑常用止水降水措施

国内目前常用的止水帷幕形式有地下连续墙、钻孔咬合桩、旋喷桩及SMW水泥土墙等。

2.1 地下连续墙

地下连续墙是在地面采用一种专门的开槽机械沿开挖轴线在泥浆护壁的条件下开挖出一条封闭狭长的深槽，再在槽沟内吊放入制作好的钢筋笼，之后再浇灌水下混凝土成槽段，如此在地下形成一道可挡土止水防渗的钢筋混凝土结构。它具有施工振动小、噪声低、墙体刚度大、整体性好、防渗性能好等优势，目前该方法在城市地铁深基坑已得到广泛应用，并正逐步取代很多传统的施工工法。

地下连续墙施工技术起源于欧洲，从利用泥浆护壁和水下浇灌混凝土等方法进行石油钻井发展演变而来。20世纪50年代以后这项技术逐渐推广到深基础等地下工程。1970年9月，我国第一条越江隧道——黄浦江打浦路隧道建成通车，在国内首次采用了地下连续墙施工工艺，由此揭开了地下连续墙施工工艺在国内的不断试验及使用的序幕。

经过40多年的实践，我国在深基坑领域中使用地下连续墙的综合技术己经达到国际先进水平。目前地下连续墙施工技术主要应用于上海、深圳、天津等沿海地区的软土深基坑深围护中。地下连续墙对环境影响较大，对场地、机具要求较高，且造价较高。

2.2 钻孔咬合桩

钻孔咬合桩是利用超缓凝混凝土的特殊性能，采用高精度的全套管钻机通过专门工艺成孔、成桩的一种特殊桩型。通过桩与桩之间的咬合搭接，可形成无缝的挡土截水的连续排桩围护结构或地下防渗墙。

钻孔咬合桩由我国地下工程专家王振信教授引进，在深圳地铁一期工程会展中心至购物公园明挖区间的围护结构中首次运用，并取得了成功。之后在杭州、上海、天津等地大规模的运用。钻孔咬合桩特别适用于有淤泥、流砂、地下水富集等不良条件的地层，具有防渗效果好、经济适用等优点。

在咬合桩施工过程中，为便于切割，桩的排列方式一般设计为1根素混凝土桩(B桩)和1根钢筋混凝土桩(A桩)间隔布置，其中B桩必须采用超缓凝混凝土，A桩采用普通混凝土，先施工B桩，后施工A桩。A桩施工时利用套管钻机的切割能力切割掉相邻B桩重叠部分的混凝土，从而使A桩嵌入B桩，但必须在B桩混凝土初凝之前完成A桩切割成孔。

2.3 旋喷桩

兴起于上世纪70年代的高压喷射注浆法，随后迅速在全国得到全面发展和应用。旋喷桩是采用水泥或掺加化学材料作为固化剂利用高压浆、气(二管法)或高压浆、气、水(三管法)对地层的冲切掺搅作用，在地基中形成规则的不同工程要求的板、桩、墙(帷幕)结构或缝空隙嵌结体，达到截渗防水加固之目的。实践表明在处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等岩土层地质时，旋喷桩具有良好效果，已被我国列入现行的《地基与基础施工规范》。

2.4 SMW桩

SMW工法(Soil Mixing Wall)是1976年由日本成幸工业株式会社研究发明的。该工法以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材料;直至水泥土硬化，从而形成一道具有一定强度、刚度、连续完整、无接缝的地下墙体。

SMW工法通过技术引进并创新在我国发展起来，利用SMW工法墙体直接作为挡土和止水结构，当其围护功能完成后，型钢可以拔出重复利用。SMW桩适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、砂砾土等软土地基基坑挡土墙围护，尤其是在6m～12m深基坑中支护更适用。目前该工法在我国主要应用于我国东南沿海地区的软土深基坑围护中，特别是地铁基坑，以上海、南京、广州应用最为广泛。

3 结语

止水降水技术是深基坑工程的关键问题，又是岩土学中比较复杂和困难的问题。我国幅员辽阔，岩土层性质复杂多样，没有一种通用的方法能解决所有问题。随着国家把资源的可持续性利用作为战略任务提上日程后，城市地下空间正被广泛的开掘出来，像地铁、地下停车场、地下商场如雨后春笋般地走进人们工作和生活中去。我国深基坑工程已从原来的几米发展到20～30m深。其中不少基建工程由于止水、降水施工做得不到位，导致重大经济损失，并延误建设工期。因此，研究和发展止水降水技术以保证基坑工程的安全和经济已成为当前岩土工程界的一项重要课题。

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