深基坑富水强风化岩治理方法分析

张振发

（中铁一局集团市政环保工程有限公司 甘肃兰州 730050）

基坑开挖经常会出现涌砂涌水现象，随着地下空间的发展，深基坑工程随处可见越来越深。基坑堵漏在基坑开挖中尤为重要，好的堵漏措施能起到节约成本和确保基坑安全。

1 工程概述及水文地质

盘旋路站采用明挖顺做法施工，围护结构采用钻孔灌注咬合桩，设三道钢管内支撑。基坑长314m，宽16m，深18m；端头井宽31m，深20m。该场地属黄河一级阶地，地层依次为：0.5～4.5m为素填土或黄土状土层，6.5～12.3m为卵石层，12.3以下为强风化岩层。强风化岩为泥质胶结细粒结构，其中2～20mm颗粒约占15%，矿物成包括石英、长石及少量云母。地下水水位4.6～6.0m，变化幅度1m左右，砂岩渗透系数为10m/d。

2 基坑开挖易出现现象

基坑开挖时易出现围护结构桩间渗漏水流沙，桩体背侧出现空洞；基坑四周涌水涌沙；基坑外侧局部下沉及周边建构筑物变形沉降；支护构件轴力急剧变化引起基坑坍塌。

3 基坑渗漏采取的措施

基坑渗漏水常采取截、堵、导及排相结合的措施处理，具体如下：

3.1 截

围护桩施工完成后，沿桩外侧设置止水帷幕深入底板标高以下，上部超过地下水位标高，同时基坑外侧设降水管井。基坑四周设排水沟，防止地表水流入基坑。

3.2 堵

围护结构渗水未形成整股流出，可采用堵漏灵或堵漏王直接封堵，并挂网喷射混凝土加固。围护结构侧壁渗水为无压力小股流出时，可采用临时塞堵并进行注浆加固。

3.3 导流

围护结构侧壁渗漏水为承压流水时，可采取导流与注浆加固相结合的方法。导流管将承压水从管内引流导出，以减轻基坑壁侧压力，同时需控制流沙含量，防止流沙量过大引起基坑外侧塌方。

3.4 排

基坑开挖至设计标高后在围护结构内测适当位置设排水沟和集水井。沟内填碎石滤料用水泵抽水排至基坑外，确保垫层施工前基底无积水。

4 治理方法

强风化岩遇水后1h左右会逐层软化，尤其遇到流动水时在短时间内形成流沙现象，基坑外侧局部出现空洞，进而引起基坑坍塌。砂岩具有明显的外观特点主要是：遇水膨胀短时间内成流体状，承载力急剧下降，晒干后表面略显白色。将流体状的砂岩装进编织袋进行围堰，经编织袋透水过滤约需30min后沙袋便会成板结状态。

4.1 砂岩遇水形成流沙状态及治理措施

4.1.1 流沙状态

因基坑第一段底板埋深比第二段底板深1.2m，开挖过程中强风化岩遇水溶解后流向第一段基底，引起第一段基坑不断出现流沙涌入现象，造成基坑开挖难度大效率低。

4.1.2 治理措施

（1）在坡面上部设置截水沟，沟内铺设过滤网，沿明沟长度方向每间隔50cm，设置一道引流管，同时将引流管与过滤网有效连。此法可延长强风化岩遇水形成流沙流动的时间，为后续实施提供时间。

（2）基坑错台部位的砂岩采用人工开挖，边开挖边在错台交界处堆码砂袋形成砂袋围堰，同时梅花形布置引流管，引流管与砂岩接触一侧端头采用两层滤网包裹用于过滤砂岩。围堰形成后挂网喷射混凝土进行二次加固。

4.2 围护桩桩间漏水处理措

4.2.1 桩间漏水现象

桩间漏水原因为围护结构咬合率不好或止水帷幕施工质量差，围护结构外侧强风化岩遇水沙化后，随地下水不断流入基坑内。造成围护结构外侧出现孔洞，进而引起基坑坍塌。

4.2.2 治理措施

（1）渗水未形成整股流出时，采用堵漏王及时封堵并挂网喷锚加固。当形成无压力小股流出时，采用临时塞堵并进行注浆加固。通常采用水泥浆和水玻璃混合注浆，体积比为1.5：1。现场通过试验确定配比及凝固时间，调试时间为30-40s，超出调试时间混合浆达到初凝状态。

（2）渗水整股流出或渗漏时间过长，导致围护桩外侧的泥沙流失严重出现较大的空洞时，应使用旧棉被或废旧布料对空洞进行填塞。同时凿出围护桩钢筋与钢筋网片绑扎或焊接，当凿出围护桩钢筋较困难时，应采用膨胀螺栓固定钢筋网片。适当位置安装导流管将渗水引出，喷射混凝土加固，达到强度后封闭引流管。

（3）当渗漏水压较大时，挂网加固后不应封闭引流管，否则该渗漏点被堵住的同时相邻薄弱部位再次出现渗漏。为有效控制类似情况发生，在导流管进水端增加过滤材料，减少泥沙过多流失，防止出现新的空洞。

（4）渗漏部位封堵后为防止后续开挖出现新的漏水点，在围护桩侧面采用注浆法对该薄弱部位进行加固。注浆点远离漏水点布设，为防止孔与孔之间联通引起已注浆体扰动，采用间隔跳跃法逐渐向漏点靠近注浆。

（5）当围护桩外侧出现较大空洞封堵引流后除侧面注浆外，应在围护桩外侧1.5m范围内，以渗漏点为中点布设地面注浆孔，中心距控制在0.5m，引孔深度比漏点深1.5m。注浆材料水泥采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6，水玻璃浓度模数为2.8～3.4。水泥浆与水玻璃的体积比控制在1～1.5之间，注浆过程中应严格控制压力，确保加固体有足够强度。

4.3 强风化岩地质基坑内降水

基坑咬合桩施工完成后，理论上整个基坑已形成完整分割，坑内封闭地下水在基坑开挖过程中流向最低点，遇到强风化砂岩引起沙化给基坑开挖带来难度。

（1）坑内降水：基坑内降水采用井点降水，主要用于疏干基坑内卵石层和砂岩层裂隙中的滞留水。坑内降水井抽水运行的同时，应对基坑外地下水位观测井做好观测记录及时掌握水位变化情况，用以确定基坑内滞留水是否疏干和提前判断基坑封闭效果。

（2）坑内排水：开挖面设置排水沟深度低于开挖面0.5m以下。依据现场情况每隔25m设集水井比排水沟低0.8m。随基坑的不断开挖随之加深，保持地下水位始终低于基坑底。

（3）轻型井点施工方法。

①基坑土方开挖前30d进行轻型井点施做。井点孔采用钻孔法进行施工，钻孔直径一般为30cm，钻孔深度为基坑底部以下1m。管与孔壁之间用滤料填实，地下水位以上改用粘土填实。

②过滤管采用D50钢管，长度为1.5m，滤孔间距30～40mm，孔径为5～8mm，外缠两层滤网用铁丝绑扎。过滤管通过橡胶软管连接引出地面与集水总管连接。

③井点管安装完成后应接通总管及抽水系统进行试抽，检查抽水效果。通常真空泵的工作压力在0.6～0.8MPa，实际应根据降水效果调整工作压力。抽水应连续不间断进行，直至施工完成或水量不足。

5 结束语

富水强风化岩地质深基坑施工时难免会发生基坑围护结构渗漏水，应及时采取有效措施，否则会由于封堵不及时或措施不当造成不良后果，上述渗漏治理方法，经过实践证明效果较好，除注浆成本较高施工复杂外，其他方法便于操作成本较低。出现渗漏时应结合现场实际情况，采取针对性的堵漏措施降低施工风险。