基坑勘探孔誘發的管涌處理

陳 磊

（上海城建市政工程（集團）有限公司，上海市 200065）

1 工程概況

1.1 車庫概況

車庫工程主要分為兩層停車區域和單層出口區域，基坑總長313.00 m，西側緊鄰地鐵9號線松江體育中心站（裝飾裝修階段，尚未運營）并與車站共墻178.00 m，東側與松江體育館主體結構相距27.13 m，南側為樂都路，北側為榮樂中路，見圖1。

圖1 地下停車庫工程總平面圖（單位：m）

圍護結構主要采用600 mm厚地連墻，西側墻深33.7 m（共墻部分墻深30 m），其他區域墻深22.2～23.9 m不等。主體基坑各區由3道封堵墻（φ800@1000的鉆孔灌注樁+φ850@650攪拌樁止水帷幕）分隔。基坑劃分為六個區段，其中Ⅲ-1區長92.33 m，寬63.11 m，基坑深度10.65 m和12.05 m,基坑面設置鋼筋混凝土棧橋板，支撐采用3道鋼筋混凝土支撐。

本工程基坑西側環境保護等級為一級，其余部分環境保護等級為二級。

1.2 勘探孔涌水情況簡述

2012年11月19日，Ⅲ-1區開始進行土方收底施工，先行開挖北側土方。該塊土方坑底存在變坡區域，坑底絕對標高分別為-7.15 m、-8.35 m，落低深度1200 mm，高標高底板及低標高底板須一次澆筑完成。2012年11月25日中午，在進行標高-7.15 m挖土收底作業時，現場施工人員發現有承壓水從土面涌出，水量較大，含砂，適時土面絕對標高-7.15 m。涌水點所處位置及險情發生時情況見圖2～圖4。

圖2 涌水點位置平面圖

圖3 涌水點位置剖面圖

圖4 涌水情況現場

2 工程水文地質

根據勘察成果，場地為古河道沉積區，缺失⑥層暗綠色硬土層，分布有⑤2、⑤3和⑤4層古河道沉積層，其中⑤2層分布較為穩定，⑤3和⑤4層不連續分布。受古河道影響，⑦1層局部分布，⑦2層層面有一定起伏，其下分布的⑧、⑨、⑩、11○、12○層分布較為穩定。地基土自上而下為①填土層、②1灰黃～青灰色粘土、③灰色淤泥質粉質粘土、④灰色淤泥質粘土層、⑤1-1灰色粉質粘土層、⑤1-2灰色粉質粘土夾粉砂、⑤2灰色粉砂層、⑤3灰色粉質粘土層；⑤4灰綠色粉質粘土層，分布不均勻，層厚變化較大、⑥硬土層缺失、⑦1灰色砂質粉土層、⑦2黃色～灰色粉砂層、⑧1灰色粘土、⑨青灰色粉砂層。

深部承（微）壓水位（⑤2、⑦層）埋深在3～11 m之間，Ⅲ-1區⑤2、⑦層直接接觸，水力相通，見圖5。

圖5 Ⅲ-1區地質剖面圖

3 涌水原因分析

經過現場摸排并研究巖土詳勘資料，該涌水點應為一靜力觸探孔，可能由于勘探孔施工完成后未按要求用填充并振搗密實造成涌水。該靜力觸探孔孔徑3～5 cm，孔深80 m，進入⑨號土層，見圖6。

4 施工具體技術措施

4.1 第一次處理措施（涌水處套打Ф273鋼管）

2012年11月25日，施工單位決定先行將涌水點處土方挖深1.5 m，將虛土及此前涌出的砂挖出，在涌水處套打Ф273鋼管并用挖機垂直下壓，直至插入開挖面以下6 m，鋼管內置一6 t水泵，持續抽水，使涌水點僅限鋼管內部，對鋼管外部施工無影響，見圖7。其后涌砂情況漸漸得到好轉，涌水中基本不含砂，擬定待該塊混凝土底板澆筑完成后再行對涌水點進行處理。

圖6 涌水原因示意圖

圖7 Ф273鋼管套住涌水點

4.2 第二次處理措施（外部套打Ф1200鋼管）

該涌水點位于本工程不同深度坑底變坡區域，且按設計圖紙要求，在附近有一集水坑。2012年12月6日，在進行落低區域底板收底施工時（土面絕對標高-8.35 m），可能由于周邊土體的挖除擾動及卸荷，在第一次已經臨時處理的Ф273鋼管外再次發現涌水情況，涌水基本為清水，無砂，見圖8～圖11。

圖8 涌水點平面圖

圖9 涌水點剖面圖

圖10 現場涌水情況（1）

圖11 現場涌水情況（2）

2012年12月7日，施工單位在Ф273鋼管外另加套打Ф1200鋼管，最終插入開挖土面以下2.5 m，并將鋼管高出-7.15 m標高的墊層面部分割除，在 Ф273管內下泵持續抽水，Ф1200管外涌水漸止。后用雙快水泥及混凝土將Ф1200鋼管外部臨時封堵。后 Ф273管內持續出水，Ф273管與Ф1200管之間尚有少量冒水情況，水量較小，基本不含砂，見圖12～圖15。

圖12 Ф1200鋼管加工成形

圖13 Ф1200套住涌水區域

圖14 Ф273管內下泵持續抽水（1）

圖15 Ф273管內下泵持續抽水（2）

4.3 后續處理措施（封堵）

（1）施工單位將Ф1200鋼管頂標高控制在高標高底板的墊層底部，且與底板鋼筋焊接牢固，Ф273鋼管接出高標高底板的頂面且外壁一圈滿焊止水片2塊，Ф273鋼管以外部分均與底板混凝土一起澆筑，管內持續抽水，見圖16。

圖16 底板澆筑前涌水點處理措施

（2）待Ⅲ-1區大底板澆筑完成養護7 d后，將Ф273鋼管位于底板面以下部分內壁焊接環狀止水片1塊，測得管內土面至底板面深度為10.5 m，后將鋼管接高至地面以下3 m（絕對標高+0.60，目的是為了穩定水面，保持靜止水位）。對該涌水部位采用如下封堵方法（見圖17）：

a.用水泵將管內水抽至孔底，提出水泵；

b.向管內猛灌細石混凝土至底板墊層部位（絕對標高-7.15 m）；

圖17 涌水點封堵處理

c.在混凝土初凝后，管內的水位無明顯的升高，說明混凝土灌注的效果較好；

d.當判定已達到效果后，向管內灌入細石混凝土至距底板頂面約10 cm位置（絕對標高-5.85 m），混凝土灌注結束，及時觀測管內水位的變化情況，以判斷封堵的實際效果；

e.待管內灌注的混凝土初凝能符合要求，并能確定封堵的實際效果滿足要求后，即可割去所有外露鋼管；

f.鋼管割去后，在底板頂面以下10cm處采用鐵板焊封管口；

g.管口焊封后，用水泥砂漿抹平管口，涌水點處理工作結束。

5 經驗教訓

整個管涌及其處理過程，施工單位嚴密監控地鐵車站及松江體育館沉降變形情況，整個過程無明顯異常變化。

通過本次案例，為提高基坑工程安全性，避免出現類似險情，總結經驗如下：

（1）涉及有管材或深層孔打入承壓含水層時，一定須重視回填材料，嚴格檢查，精心施工，否則將可能釀成極為嚴重的后果。

（2）建議建設單位在巖土詳勘期間委派專業機構進行勘探質量監控。

（3）工程前期巖土勘察過程中，深層勘探孔建議盡量布置在基坑圍護外圍。

[1]夏明耀,曾進倫,等.地下工程設計施工手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1999.

[2]DG/TJ08-61-2010,基坑工程技術規范[S].上海:上海市城市建設和交通委員會,2010.

[3]劉建航,侯學淵.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2009.