深基坑支护结构渗漏

浅谈深基坑支护结构渗漏、涌水、涌砂、管涌的防治作者单位：云南地基技术发展中心

作者：李达

摘要：通过设计及实践经验对深基坑支护工程围护结构的渗漏、涌砂、管涌设计、施工风险进行简要分析，在此基础上提出了深基坑围护结构设计，施工及基坑土方开挖不同阶段基坑侧壁渗漏、涌水、涌砂的防治措施。为今后类似工程的设计、施工提供经验借鉴。

关键词：深基坑、支护结构、基坑侧壁渗漏、涌砂、坑底管涌、设计、防治措施。

随着城市建设的高速发展、土地资源的紧缺、高层建筑发展迅速，深基坑开挖的深度越来越深。在设计、施工过程中基坑的止水问题尤为突出，尤其是在粉土、粉砂地层开挖过程中，一旦止水失败出现严重的渗漏、涌砂、管涌则后果非常严重，将会导致基坑围护结构失稳，甚至基坑垮塌，直接威胁到周边建筑物、地下管网、道路及施工人员的安全，其损失无法估量。

1、基坑围护结构渗漏、涌水、涌砂、管涌的原因分析

1.1基坑围护结构渗漏、涌水、涌砂管涌一般发生在基坑开挖揭示的土层区域内，水文地质条件复杂，场地开挖区域内富含大量的粉土、粉砂、砾砂、圆砾层，且地下水丰富、水系发育完整、微具有承压性的土层中。发生位置大部分发生在支护结构与止水结构（或地下连续墙的接头）的交接处，少量的发生在非交接处，还有少量发生在坑底；

1.2发生在支护结构与止水结构（或地下连续墙的接头）交接处，主要是由于该类土层具有触变性，支护结构、止水结构成型不理想，交接处有缝隙或夹泥、夹砂；

1.3发生在非交接处，主要是支护桩或地下连续墙砼质量不合格或灌注支护结构时出现塌孔（壁）现象，致使砼夹泥夹砂，或止水结构成型质量非常差所致。

1.4发生在基坑底部的管涌，主要有两个原因，

○1止水深度不足，不能满足抗管涌要求；

---------------------------------------------------------------------- [抗管涌（流土）稳定性验算]

)'

h w

K se———管涌（流土）稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的基坑支护，抗管涌（流土）稳定性安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4；

l d———截水帷幕在基坑底面以下的长度(m)；

D1———潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)；

γ'———土的浮重度(kN/m3)；

Δh'———基坑内外的水头差(m)；

γw———地下水重度(kN/m3)；

K ≥ 1.6, 满足规范要求。

○2坑底以下承压水水位未降至抗坑底突涌要求。

[ 抗承压水(突涌)验算 ]

----------------------------------------------------------------------

式中P cz———基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2);

P wy———承压水层的水头压力(kN/m2);

K y———抗承压水头(突涌)稳定性安全系数，规范要求取大于1.100。

K y≥ 1.10 基坑底部土抗承压水头稳定!

2、设计阶段围护结构渗漏、涌水、涌砂、管涌的防治技术措施

2.1基坑开挖范围内存在大量软弱土层，特别是存在较厚的粉土和细砂层时，设计必须采取砼支护桩加止水幕墙或地下连续墙进行

支护，且止水幕墙或地下连续墙的深度必须进入不透水层一定深度，计算须满足抗管涌的验算要求。如采用悬挂式止水除满足规范外还须有较丰富的设计和实践经验；

2．2止水幕墙设计时，在穿越软土、粉土或细砂层时必须采取增加搅拌次数或降低搅拌下沉、提升速度增加水泥用量并加适当的外加剂，确保止水幕墙垂直度和搭接宽度；

2.3止水设计时尽量采用幕墙止水方式，且止水桩或墙的搭接必须有效可靠，尽量避免采用止水与支护桩咬合止水方式，采用成型质量可靠的止水方式，如三轴搅拌止水幕墙或砼地下连续墙等；如下图所示：

2．4设计砼地下连续墙时，在穿越软土、粉土或细砂层时必须增大泥浆浓度，一般在1.3-1.4左右，泥浆加膨润土和纤维素，在接头处采用防水措施，如工字钢或十字接头。必要时在基坑外接头处增设两颗￠800高压旋喷桩加强；

2.5管涌可在基坑内侧采用深层搅拌桩或坑底花管高压注浆工艺改善土体结构来防治。

3、施工阶段围护结构渗漏、涌砂、管涌的防治技术措施

3.1工程上施工的处理措施一般以“截、堵、疏”为原则，在地下水流径路线上适当延长渗径，减小渗透压力，防止渗透变形；

3.2确保止水幕墙施工质量，在施工前做水泥土配比实验，找出一组适合本工程地质特性水泥土配合比，地下连续墙则选择好沉孔

（槽）施工设备，注意进入流砂层时泥浆浓度的控制，特别是接头或搭接部位必须做加强；

3.3设置坑外竖向花管高压注浆垂直截渗截流，在基坑外适当梅花形布置竖向花管高压注浆固结；

3.4设置水平铺盖防治地表水渗透增加渗透压，如适当增加坑外硬化宽度，其外可采用玻纤布铺盖；

3.5在基坑侧壁设置反滤层防治水土流失，在开挖后采用钢板网或纱丝网或混合使用，然后喷射砼面层加强护壁；

3.6基坑内采用井点降水，坑外采用轻型井点（或单井）降水，减小水力梯度，降低基坑内外水压差；

3.7做好应急预案，施工现场备足应急物资和设备。发生险情后，必须能做到有效控制。

4土方开挖阶段围护结构渗漏、涌砂、管涌的防治技术措施

4.1基坑土方开挖前要做好监测工作，采集好各项监测数据的初始值，基坑开挖过程中，要不间断的每天进行监测，做到信息化施工。当某项监测数据达到或超过报警值时，应该立即停止基坑土方开挖作业，综合分析原因，制定处理措施，消除隐患后才能继续开挖土方；

4.2做好基坑降水工作，承压水必须控制到确保不发生基底管涌的水位以下；

4.3基坑土方开挖前必须进行分段、分层开挖，平衡对称开挖，必要时减少开挖宽度和深度，杜绝无组织开挖和超挖。