深基坑止水帷幕渗漏原因分析及处理

尹志祥

长江大学城市建设学院（434023）

0 引言

深基坑是基坑工程中的一种，基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工，是一项综合性很强的系统工程。深基坑一般是指开挖深度超过5 m（含5 m）或地下室3 层以上（含3 层），或深度虽未超过5 m，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的基坑工程[1]。止水帷幕指的是一个概念，是工程主体外围止水系统的总称。在实际施工中，会因支护方案设计差异、地质勘探不明、质量进度控制等多种原因导致止水帷幕失效，进而引发基坑渗漏的问题。因此，对止水帷幕渗漏原因及处理方式的研究具有重大意义。

1 工程概况

1.1 工程简介

荆州地区某基坑工程，开挖情况如下:15、16 号楼设计开挖深度为5.9～6.7 m，电梯井深8.4 m；地下室普挖深度为6.3 m，主楼开挖深度为7.1 m，局部挖深达到了8.8 m。该项目处于路口交汇处，基坑周边环境较差。东侧有1 栋8 层建筑，基坑边线距该建筑边距离约为6.8～9.5 m，基坑开挖对其影响较大；西侧有临时建筑，距基坑开口线约1.0～2.0 m；西侧及西南角有地下管线；南侧一期地下室与三期地下室高差达2.15 m；北侧部份支护段树木较多。基坑周边环境布置如图1 所示。

图1 工程概况简图

1.2 基坑支护方案介绍

本基坑形状较为规则，大致呈矩形，开挖面积不大；基坑设计深度为5.6～6.7 m，开挖深度一般。基坑侧壁开挖深度范围内的土层:①层为杂填土，②－1层为粉质黏土，②－2 层为粉质黏土夹粉土，③－1 层为粉砂；地层力学性质一般，要防止侧壁流土。地下水位较高，承压水水量丰富，对基坑施工影响较大。东侧离现有建筑较近，需控制支护结构变形；其它侧环境条件较好。基坑北侧（ABCF/GHI 段）采用放坡结合复合喷锚，水泥搅拌桩+锚杆+坡面喷混凝土保护；基坑东西两侧（ABCF/GHI 段）采用放坡结合排桩支护，灌注桩+桩后水泥搅拌桩+桩间喷混凝土保护；基坑南侧（MA 段）采用型钢支护交错布置（局部型钢施工不便处，采用木桩结合沙袋处理）。

图2 支护结构剖面图

1.3 止水帷幕施工中遇到的问题

场地为房屋拆迁及部分一期回填场地，地下6 m内存在水泥块及旧房地基等障碍物，场地限制清障不及时，除障深度有限。桩机从场地西南角开始施工，局部搅拌成桩困难、成桩深度远小于设计底标高，现场发生多次桩机机械抱箍扭断事故，进度十分缓慢；钻头磨损严重，达不到设计成桩直径。经深层清障后发现是原一期喷锚护面的钢筋网缠绕钻头后导致钻杆折断。但更深处的一期回填的桩头未被清除，这导致止水帷幕未能形成封闭，给后期基坑防护埋下了极大的安全隐患。由于桩机频繁损坏导致进度延误，从而形成了与其他单位交叉施工的局面；而且因为场地有限，为保障各单位正常施工，只能采取“挖一段做一段”的方式，因桩机频繁移动而导致冷接头处理不当、搭接处过多的问题，为后期施工留下隐患[2]。

2 渗漏情况概述及原因分析

2.1 支护桩桩间渗水

从桩间渗水的表现形式来看，主要是支护桩桩间大量渗水并伴有少量泥砂，或是桩周围有面积及深度较大的湿迹。渗透的水略带淡黄色并有明显的臭味，而且水量变化较大，具体表现为:早高峰和晚高峰用水期水量明显增大，其它时间段渗透量明显减少。初步判断为支护桩桩后止水帷幕存在漏点，而冠梁后侧（即基坑西侧）有污水涵管管道，管道年久失修，污水通过接缝处向基坑内渗漏。渗水量较大造成水土流失，形成恶性循环，导致基坑西侧坡面出现空洞及坡顶板房出现小幅度沉降。

2.2 西南角渗漏点

在进行西南角开挖时，由于基坑上部存在一个市政污水管道连通的污水井，渗漏情况严重。土方第二层垂直开挖出来时，水泥搅拌桩桩缝便出现渗水并伴随大量泥砂流失。为防止基坑西侧外的市政道路因长期渗漏而出现道路塌陷，项目部决定进行回填处理，待处理好管道漏水后再进行开挖。对管道进行处理后第二次开挖时，西南角两侧渗水量明显减少，但对转角处开挖至地下室基底时出现一个高约1 m、宽约0.70 m 的漏洞，涌出大量流砂并且一段时间后也出现渗水现象。现场情况如图3 所示。

图3 西南角渗漏点现场图

3 渗漏处理措施

经过对此次基坑渗漏问题的处理，总结出“找、疏、堵、降”的渗漏处理流程。对渗透区域的堵漏处理常用内堵法和外堵法[3]，内堵法比较适用于止水帷幕有渗漏现象且渗量一般不大、带有少量泥沙的情况；外堵法较为适用于止水帷幕的渗漏量较大，同时渗漏的过程中还伴有大量泥沙的情况。内堵法与外堵法相结合能达到更好的效果。

3.1 支护桩桩间渗漏的处理

只有正确分析渗漏水的来源、渗漏点的位置及渗漏通道的分布情况，才能找到合理的堵漏方法。根据渗漏水量变化的分布时间段及颜色、气味，判断渗漏水源为上部污水管道渗水。渗漏点位于支护桩后的水泥搅拌桩间，桩与桩之间因咬合不够紧密而存在缝隙，通过水力联系管道渗水处与支护桩渗透点形成渗透通道[4]。在用水低峰期，采用气囊对经过场地的污水管道两端的污水井口通道进行封堵，然后用水泵抽干管道内的积水，并用砖砌方式将污水井通道口进行封闭，砖缝处用快硬水泥（“堵漏王”）快速堵漏以防止渗水。高压旋喷紧贴着支护桩后水泥搅拌桩施工，打两排梅花桩重新形成止水帷幕，从而达到止水效果[5]。高压旋喷注浆应缓进缓提、上下多次，反复注浆直至水泥浆从上部桩孔及下部渗漏处流出，这样才能使水泥浆完全注满支护桩与水泥搅拌桩之间的空洞。在高压旋喷完成注浆后只有极少量渗水，经过24 h 观察后渗漏处停止漏水，说明渗漏处理基本完成且达到了预期效果。

3.2 西南角渗漏点处理

图4 渗漏点封堵示意图

因止水帷幕漏洞刚好处于粉砂层中，虽然渗漏点上部污水管道漏水已经处理，但污水通过砖砌墙仍会有少量渗透；粉砂层含水量高、水量丰富，当渗漏点刚挖出来时，大量流砂涌出，随后砂量减少、露出空洞，桩后附近砂流漏完后砂流量减小、渗水量增大，桩后更远处的砂开始往外渗漏。针对以上情况，先用瓜米石将空洞处全部填满；再在洞口处用大量棉絮和密目网将缝隙处填实，并辅以一定量的“堵漏王”将洞口面涂抹；最后在洞口外部用袋装瓜米石或者黄土进行加固，袋装瓜米石在里、袋装黄土在外，堆筑成一个具有一定坡度的斜面[6]。在堆筑的坡面上设置数根导水管，并在坡脚挖一个集水坑，用水泵将收集的水排入坑内。这样一来可以只流水而不流砂，防止桩后因更多的砂涌出而形成空洞，从而避免上部土体塌陷。

4 结语

1）施工过程中要加强对水泥土搅拌桩的质量控制，建议将转角区域设计为多排搭接结构并注意加强接头位置的处理。在开挖阶段，对于渗漏点应早发现、早处理，以免因错过最佳处理时间而引发安全事故，造成人员伤亡和经济损失。

2）在基坑开挖前期，应提前做好帷幕透水预案,提前预备好相应的堵塞材料，安排定期巡视人员并组成紧急渗漏处理小组，以便定期监控止水帷幕效果、发生渗漏险情随时进行处理。透水时间越短，涌砂越少，处理方式就越简单，也就越容易堵住，保障了边坡的安全性；相反，时间拖的越久，涌砂越多，内部形成的空洞就越大，处理的方法也就越复杂，耗费的物资就越多，而且还容易因边坡产生沉降而引发安全事故。

3）对于轻微的基坑围护或止水帷幕侧壁渗漏问题，堵漏措施多为用棉絮、密目网、干海带等将渗透处填充密实，并辅以速硬水泥加固；对于严重的基坑围护或止水帷幕侧壁渗漏问题，堵漏措施往往为多种工艺的结合，包括重点渗漏区域压密注浆、钢板桩封堵、基坑内外的管井及轻型井点结合降水、基坑内侧的挂网喷混凝土防护等方式，具体方案根据现场实际情况而定。