深基坑突涌事故應(yīng)急處理措施

廣東肇慶 526000

摘要：深基坑工程中防治底部承壓水突涌的問題逐漸成為一個(gè)非常嚴(yán)峻的課題。本文結(jié)合工程案例對深基坑突涌事故原因進(jìn)行了分析，繼而提出了事故應(yīng)急處理措施，最后總結(jié)了一些工程經(jīng)驗(yàn)，可為相關(guān)的工作提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：基坑工程；突涌；事故分析；驗(yàn)算；應(yīng)急處理

前言

隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，基坑工程大量涌現(xiàn)，開挖深度不斷增加，基坑朝著超大超深的規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，基坑工程事故也逐漸增多。在基坑工程事故中基坑底部的突涌是較為突出的一種，會導(dǎo)致基坑外的地面沉陷，甚至可能造成基坑坍塌失穩(wěn)等比較嚴(yán)重的災(zāi)害發(fā)生，給國家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成不同程度的損失。因此，對基坑突涌要加強(qiáng)重視，提前防治，準(zhǔn)備應(yīng)急處理措施十分重要。基于此，筆者結(jié)合某深基坑突涌工程事故，從基坑突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算以及截水帷幕止水效果兩方面對突涌事故原因進(jìn)行分析，并且在此基礎(chǔ)上提出了局部堵漏、加強(qiáng)截水帷幕、基坑降水以及加快承臺及地下室底板施工等應(yīng)急處理措施，處理效果顯著，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

1 工程概況

1.1 基坑概況

某大樓共設(shè)三層地下室，地下三層底板面結(jié)構(gòu)標(biāo)高為：-15.25m，底板厚500m，底板底設(shè)200mm厚墊層，基坑開挖深度為14.60m。基坑開挖范圍內(nèi)的土層情況如（表1）所示。場地工程地質(zhì)剖面圖如（圖1）所示。

表1 各土層物理力學(xué)性質(zhì)

圖1 工程地質(zhì)剖面圖

根據(jù)場地地質(zhì)條件，基坑支護(hù)形式采用沖鉆孔灌注樁結(jié)合三道內(nèi)支撐。基坑范圍內(nèi)地下水主要為雜填土中的上層滯水，水量貧乏。坑壁及坑底主要位于淤泥層，為相對隔水層，地下水量不大。但坑底以下中砂層為承壓水含水層，其頂板埋深18.80～28.50m，安全厚度較小。為防止基坑突涌，設(shè)計(jì)采用三軸水泥土攪拌樁結(jié)合高壓旋噴樁對地下水進(jìn)行隔離。截水帷幕需穿過中砂層進(jìn)入不透水層不小于1m。基坑支護(hù)平面圖如（圖2）所示。

圖2 基坑支護(hù)平面圖

1.2 基坑突涌事故概況

基坑開挖至第三道內(nèi)支撐位置，即開挖深度11.5m。先從圍護(hù)樁間隙而后整個(gè)坑底有大量地下水涌現(xiàn)，導(dǎo)致第三到內(nèi)支撐無法施工。經(jīng)各參建方討論：在基坑內(nèi)試降水，初步判斷高壓旋噴樁是否漏水。現(xiàn)場為了加快第三道支撐施工，在基坑內(nèi)外同時(shí)抽水。后續(xù)幾周內(nèi)出現(xiàn)地面沉降及周邊建筑沉降超過預(yù)警值，如（圖3、圖4）所示。

圖3 周邊地表沉降過程結(jié)果

圖4 周邊典型建筑物沉降觀測結(jié)果

可以看出，降水后，周邊地表沉降迅速急劇發(fā)展，周邊建筑物由于地面沉降在樁側(cè)形成負(fù)摩阻力，造成基礎(chǔ)下沉，沉降發(fā)展相對滯后，到后期樁端持力層壓縮固結(jié)，樁端承載提升，樁基沉降趨于穩(wěn)定。但倘若地面沉降不取得良好的控制，負(fù)摩阻力進(jìn)一步增加，建筑物仍可能持續(xù)下沉。

2 事故原因分析

2.1 基坑突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，基坑抗突涌穩(wěn)定性可根據(jù)式（1）計(jì)算：

式（1）

式中：D-承壓水含水層頂面至坑底的土層厚度（m）；γ-承壓水含水層頂面至坑底土層的天然重度（kN/m3）；hw-承壓水含水層頂面的壓力水頭高度（m）；γw-水的重度（kN/m3）；Kh-突涌穩(wěn)定安全系數(shù)，Kh≥1.1。

根據(jù)勘察報(bào)告中砂層頂面的壓力水頭高度約為10.5m，按式（1）計(jì)算D=7.35m。以頂板最小埋深計(jì)算開挖深度11.5m時(shí)的安全厚度為7.30m。可以判斷，如不采取措施，基坑將由于安全厚度不足引發(fā)坑底突涌。

2.2 截水帷幕止水效果

為判斷已有截水帷幕的止水效果，在坑內(nèi)布設(shè)三口抽水井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，抽水井位置如（圖2）所示。抽水試驗(yàn)成果如（表2）所示。

表2 抽水試驗(yàn)成果表

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