提高深基坑止水帷幕有效性的探討

廣東湛江 524000

摘要：本文主要針對如何提高深基坑止水帷幕的有效性展開了探討，通過結合具體的工程實例，對基坑支護結構設計作了詳細的闡述，并系統分析了基坑圍護止水帷幕的封堵加固治理及監測，以期能為有關方面的需要提供有益的參考借鑒。

關鍵詞：深基坑；止水帷幕；有效性；提高

引言

所謂的止水帷幕，是指用于阻止或減少基坑側壁及基坑底地下水流入基坑而采取的連續止水體，它是一個概念，是工程主體外圍止水系列的總稱。隨著深基坑工程日益增多，地下水的控制成為工程中重中之重。為了達到止水目的，確保深基坑工程的施工安全，如何提高止水帷幕的有效性就成為了施工人員需要研究考慮的問題。

1 基坑概況

某建筑主樓的區域基坑開挖面標高-11.740m，主樓核心筒區域基坑開挖面標高-12.040m，局部區域標高為-18.170m，地下2層樓板面標高-10.850m，局部底板面標高-11.350m。裙樓區域基坑開挖面標高為-15.550m，局部區域標高為-16.450m。

2 水文狀況

施工場地①層雜填土中地下水穩定，水位埋深1.30～1.50m，其相應標高1.550～1.920m，其地下水類型為潛水。

本場地弱承壓水含水層主要分布在第四系全新統中段河流相粉土④層粉土夾粉質黏土層中，該層土全場分布，平均滲透系數為kv=4.18×10-6cm/s，kh=1.59×10-5cm/s，富水性、給水一般，為影響基坑施工的主要含水層之一。

本場地承壓水含水層組中影響基坑施工的含水層主要分布在上更新統中段濱海～河口相的⑥2層粉土中，其厚度較大，為承壓含水層，常年有水，透水性較強、富水性較好。

3 基坑支護結構設計

3.1 工程特點及難點

（1）基坑面積較大，開挖深度深。

（2）基坑開挖需考慮有效的支護措施以控制基坑開挖過程中基坑四周道路及地下管線的變形。

（3）基坑開挖深度范圍內有④層粉土夾粉質黏土層（該層在自然地面下10.0m左右），在基坑開挖面下有承壓含水層⑥2層粉土層（該層在自然地面下32.0m左右）。因此在基坑開挖過程中需要考慮對地下水的處理問題。

3.2 基坑圍護設計參數（見表1）

表1 基坑圍護設計參數

3.3 支護方案

3.3.1 擋土結構經過不同樁徑優化分析，基坑四周裙樓區域采用φ1100mm@1300mm的鉆孔灌注樁，塔樓區域采用φ1200mm@1400mm的鉆孔灌注樁，基坑北側靠近既有住宅樓及東側靠近優族聯盟的區域采用φ1300mm@1500mm的鉆孔灌注樁。

3.3.2 支撐體系

（1）支撐平面布置

圖1 支撐結構示意

根據基坑的平面形狀，基坑采用2道圓環支撐結合角部角撐的布置形式。設計在基坑中部設置2道半徑分別為40.0m和48.5m的同心圓環支撐，角部利用角撐結合徑向支撐控制基坑變形。支撐結構如圖1所示。

（2）支撐豎向布置

整個基坑采用2層混凝土支撐，基坑東北角由于挖深較深，局部采用3層混凝土支撐。綜合考慮周邊建筑物、道路管線情況及土方開挖量，樁頂冠梁標高為-1.950m，第1層混凝土支撐中心標高設置為-2.430m。第2層支撐中心標高設置為-9.400m。基坑北側靠近既有住宅樓及東側靠近優族聯盟的區域局部設置3道混凝土支撐，中心標高設置為-13.600m。

（3）支撐材料形式

支撐材料選用整體性好、剛度大、受力好，對控制位移有較大作用的現澆混凝土支撐體系。

（4）棧橋體系

考慮施工后期土方開挖的運輸及材料堆放等因素，在第1層支撐的部分區域設置棧橋板。有棧橋板區域的立柱之間相應設置剪刀撐，以控制立柱樁的變形。

（5）豎向支撐體系

采用臨時鋼格構立柱及柱下鉆孔灌注樁作為水平支撐系統的豎向支撐桿件。局部區域利用主體結構的工程樁作為立柱樁。

3.4 基坑開挖過程中對地下水的處理

3.4.1 止水帷幕

綜合考慮場地的土層條件及施工造價等因素，設計采用φ650mm@900mm的三軸深層攪拌樁作為止水結構，三軸深層攪拌樁插入⑤2層粉質黏土夾黏土層中。基坑西側臨近新生路地下通道的區域由于距離限制，只能在支護樁間設置φ800mm高壓旋噴樁。高壓旋噴樁插入⑤2層粉質黏土夾黏土層中。

3.4.2 降排水設計

根據巖土工程勘察報告，基坑開挖面以上④層粉土夾粉質黏土為含水層，故在坑內設置25口疏干井結合“明溝+集水坑”的形式進行疏干排水。

通過設計計算，裙樓開挖區域滿足抗突涌驗算要求，但主樓及電梯井區域由于挖深較深無法滿足抗突涌驗算，需在塔樓及電梯井區域另設15口降壓井降低承壓水位，確保基坑開挖過程中的安全。

3.4.3 地表水處理

由于該基坑施工周期長，雨季施工不可避免，在下雨過程中為避免基坑成為巨型集水坑，需要在基坑周邊設置截水溝，將地表徑流匯集到截水溝中集中抽排，有效阻止雨水進入基坑，保證工程施工工期。

圖2 塔樓區域坑底加固樁及坑中坑平面布置