深基坑止水帷幕失效原因分析及渗漏处理

王瑞军

（徐州基桩工程公司，江苏徐州221004）

深基坑止水帷幕失效原因分析及渗漏处理

王瑞军*

（徐州基桩工程公司，江苏徐州221004）

深基坑止水帷幕是控制地下水涌入的重要措施之一，止水帷幕是否有效，直接关系到整个基坑工程的安全，一旦止水帷幕出现大规模的渗漏，势必影响到基坑体系的安全，同时危及基坑周边建筑物、地下管线、道路等市政设施。结合某地下车库基坑工程实例，从施工工艺、水文地质条件等方面对深基坑止水帷幕失效的原因进行了详细的诊断分析，提出了有针对性的止水帷幕综合处理措施。基坑监测表明，基坑再未出现渗漏现象，处理效果良好。

深基坑；止水帷幕；渗漏处理

1　概述

止水帷幕是深基坑工程地下水控制的主要技术措施。止水帷幕是否可靠、有效，直接关系到整个基坑工程的安全。但在实际工程中，因止水方案选择不当、对地质情况调查不充分、施工质量控制不严等原因，止水帷幕失效的情况常有发生，导致了很多基坑工程事故。因此探讨和研究深基坑止水帷幕失效原因和处理方法具有十分重要的意义。

2　工程概况

2.1基坑周边概况

该工程基坑地下一层，基坑呈“凹”字形，长边×短边约为80m×60m，最大开挖深度6m。本基坑西侧为二层砖混民房，最近处距离基坑约2.0m，均为20世纪70年代末期所建，施工质量较差；南、北侧均为在建住宅，基坑施工场地狭窄；东侧基坑边2m处为绿化带。基坑周边均布20世纪70年代末期市政管网，年久失修，遇季节性大雨均不能发挥有效作用。

2.2工程地质及水文条件

2.2.1工程地质概况（见表1）

2.2.2水文状况

表1　基坑土质分部及构成概况

场地范围内地下水主要有第四系孔隙承压水及基岩裂隙岩溶水2种类型。孔隙承压水赋存于层3粉土及层5粉土中，承压水头高度约为地表下3～4m，基岩裂隙岩溶水赋存于层9中风化石灰岩中，各含水层以其间的粘性土层为相对隔水层。

根据区域水文地质资料，场地水位随季节变化明显，雨季地下水位迅速上升，雨季结束则逐渐回落，地下水年变化幅度2m左右，近年最高水位埋深接近自然地面。

场地基岩裂隙岩溶水埋藏深，对本次基坑施工基本无影响。

2.3支护设计方案

结合场地周边环境及地质条件，确定本工程西侧基坑侧壁安全等级为一级，重要性系数取1.1，其它侧基坑侧壁安全等级为三级，重要性系数取0.9。故针对西侧采用灌注桩加止水帷幕的组合式支护结构，设计参数如下：

（1）围护桩：采用∅800mm＠1400灌注桩；

（2）止水帷幕：采用单排∅700mm＠500双轴深搅桩，水泥掺量15%，进入第4层隔水粘土层的深度不小于1.5m；

（3）基坑降水：基坑内采用轻型井点+管井降水。支护结构剖面见图1。

图1　支护结构剖面图

3　止水帷幕失效分析

3.1失效情况

基坑土方开挖前，基坑内部降水井开始抽水，坑外（西侧）观测水位有明显的下降；在坑内停止抽水后，坑外（西侧）观测水位有同步的回升，这说明基坑内外地下水相通。同时基底标高正好处于3层粉土，土方分段开挖到-6.8m时，出现渗漏点，止水帷幕失效。

3.2原因分析

经参建各方与专家组多方研究，对深搅桩进行取芯观测，对深搅桩施工、坑内降水情况进行全面的分析，得出原因如下：

（1）施工当中对止水帷幕冷接头处理不当，局部出现未封闭情况。

（2）取芯显示深搅桩在3层粉土部位成桩质量较差。原因是赶工期，深搅桩施工刚完成，基坑即进行大面积的降水，降水速度过快，造成3层粉土中所含水的水平流动，将未来得及形成强度的水泥浆冲走稀释，造成在该部位深搅桩成桩质量差或不成桩。

（3）该区段采用排桩+单排双轴深搅桩止水帷幕，帷幕刚完成即进行大面积土方开挖，悬臂式支护结构短期内发生较大的侧向位移对深搅桩桩身造成一定的损伤，局部桩身完整性较差。

4　处理措施

4.1坑外帷幕注浆封堵

（1）定位。在原止水帷幕的外侧，距离双轴深搅桩0.2m的部位布置第一排注浆孔，第二排注浆孔距离第一排0.5m，两排孔成梅花型布置。

（2）布点。在第一排注浆孔部位进行压密注浆，压入注浆管必须垂直，压入深度7m，进入第四层粘土约0.5m。

（3）注浆。搅拌水泥浆：水泥∶水玻璃为1∶1，注浆压力1.0MPa。

4.2坑外管井降压

因开挖正处雨季，土体含水量很大，土方开挖到-6.8m，坑内外水头差较大，因此在坑外布置降压井，降低渗水量，给坑外的注浆封堵创造条件。同时时刻观测周边环境的变化，间歇性抽水，抽水时间不宜过长。降压井布置在基坑西侧房屋之间以及房子的西侧。井深12m，井点间距20m，井管与井孔之间采用绿豆砂作为滤料。

4.3坑内挂网喷浆封堵

坑外注浆、降压的同时，坑内的挂网喷浆封堵同步进行。

（1）坑内桩间土挂钢筋网，采用∅8mm钢筋，间距150mm，并与桩体可靠连接。

（2）喷射混凝土采用C20，厚度60mm。先喷30mm厚，待第一层混凝土经过养护终凝后再喷射第二层。

4.4坑内密实混凝土封堵

基底标高为-6.8m，且处于粉土层，渗透系数大，因此在土方开挖完成且不影响后续施工的前提下，在基底与排桩交接处采用密实混凝土浇筑一道混凝土挡墙，形成在坑内对渗漏点的有效封堵。

4.5阻止西侧住宅楼继续沉降

（1）在住宅东侧庭院地面进行注浆，加固土体（以止水帷幕不漏水的前提）。

（2）每户居民小院内布设压密注浆点，注浆深度：5～7m，注浆压力：0.5MPa，水灰比：1.0。

（3）注浆过程中，依次拆除注浆管；当注浆管端部出浆眼位于杂填土范围内时，减小注浆压力，并严密观测地面有无冒浆，如有及时停止注浆。

（4）院内布房屋沉降监测点，在注浆的过程中加强监测。

5　施工流程

（1）坑外压密注浆加固，先加固第一排，第一排完成后进行第二排注浆加固。

（2）坑外注浆加固的同时，坑内挂网喷浆及时跟进。在加固过程中如遇到渗漏点，对渗漏点采用水泥袋等塞堵，强行加固。

（3）及时在排桩与基底交接处浇筑密实混凝土挡墙。

6　处理效果评价

6.1地下水位监测

针对基坑西侧布置3个水位观测孔，对基坑外水位进行观测，水位观测图见图2。

从图2看出，从6月初土方开挖到7月底地下室施工结束，尽管基坑内部降水未中断，但是基坑外水位基本保持稳定。个别时间点因降水影响水位发生一定的起伏。

说明经修补后的止水帷幕发挥了作用，基坑内降水未造成坑外水位的大幅变化。

6.2房屋沉降观测

基坑西侧有4栋房屋（由北向南分别为：1#楼、2#楼、3#楼、4#楼），每栋布置4个监测点，共布置16个。沉降报警值为20mm。基坑西侧浅基础房屋沉降观测平均值见图3。

从图3可以看出，从6月初土方开挖到7月底地下室施工结束，房屋累计沉降量小于18mm。表明在基坑降水、土方开挖整个过程中，房屋沉降变化平缓而且逐渐趋于稳定。

7　结束语

图2　水位观测图

图3　房屋沉降观测图

本文在分析了地下车库基坑场地地下水的分布及降水对环境影响的基础上，成功解决了基坑止水帷幕失效的问题，通过这一实例得到以下几点启示：

（1）深搅桩止水帷幕作为一项隐蔽工程，其施工质量受机具、施工工艺、施工人员责任心等多种因素影响，因此必须加强施工全过程的质量控制与检测，如不符合设计要求应立即采取补救措施，确保止水帷幕的有效性。

（2）基坑大面积降水必须在止水帷幕封闭且具有初期强度后进行，避免因降水而引起的地下水尤其是承压水流速过大，使得搅拌桩水泥浆被稀释而造成桩质量差或不成桩。

（3）针对基坑止水帷幕失效的情况，应在详细分析失效原因的基础上，结合场地土层及地下水的特性有针对性地制定处理措施，使止水帷幕的处理做到安全、经济、有效。

［1］JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程［S］.

［2］GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范［S］.

［3］YB9258-97建筑基坑工程技术规范［S］.

［4］余志成，施文华.深基坑支护设计与施工［M］.中国建筑工业出版社.

TU46

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1004-5716（2016）06-0198-03

2015-06-02

2015-06-03

王瑞军（1984-），男（汉族），山西晋中人，工程师，现从事岩土工程技术工作。