沂水某基坑開挖涌水冒砂原因分析及處理

黃　帥

（1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東濟寧272100；2.山東省華魯工程總公司，山東濟寧272100）

沂水某基坑開挖涌水冒砂原因分析及處理

黃帥*1，2

（1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東濟寧272100；2.山東省華魯工程總公司，山東濟寧272100）

以沂水某深基坑工程為例，概述了該基坑工程的地質(zhì)條件及基坑周邊環(huán)境條件，介紹了基坑支護及降水方式。對本基坑在開挖過程中出現(xiàn)的涌水冒砂原因進行了分析，介紹了處理該問題的工程措施，該措施解決了基坑涌水冒砂的問題。通過該工程實例，簡單說明了基坑支護施工過程中的注意事項和同類問題時的處理措施。

基坑；涌水冒砂；處理措施

1　工程概況

某工程位于沂水縣城，用地面積約1760m2。本工程±0.000m相當于絕對高程141.500m（黃海高程），自然地坪高程138.650m，相對標高為-2.850。基坑周長約385m，基坑開挖深度為11.75m。

1.1工程地質(zhì)條件

場地地形平坦開闊，地貌屬汶泗河沖洪積平原。基坑開挖范圍內(nèi)主要地層劃分描述如下：

第④層：強風化泥質(zhì)砂巖（ε）。巖石呈紅褐色，中細粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，風化劇烈，巖芯呈塊狀及碎塊狀，巖芯采取率為70%左右，巖體較破碎，巖石屬極軟—軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。分布于全部場地，所有鉆孔均有揭露，厚度0.90～1.70m，平均厚度1.38m，層頂標高122.90～124.21m，層底標高121.50～123.11m。

第⑤層：中風化泥質(zhì)砂巖（ε）。巖石呈紅褐色，中細粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖芯呈短柱狀、長柱狀，節(jié)長一般10.0～30.0cm，巖石基本質(zhì)量等級較好，巖芯采取率為85%左右，巖體較完整，巖石屬軟—較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。整個場地穩(wěn)定分布基底，層頂埋深一般15.80～17.00m，揭露層厚3.40～5.50m。

1.2水文地質(zhì)條件

該場地內(nèi)地下水按賦存條件分為第四系孔隙潛水和層狀基巖裂隙水。第四系孔隙潛水主要賦存于第②層中粗砂及第③礫砂層中，屬強透水層。第②層中粗砂含水層滲透參數(shù)k約為44.5m/d，第③層礫砂含水層滲透參數(shù)k約為63.5 m/d。層狀基巖裂隙水主要賦存于下伏強中風化巖地層中，其富水程度和滲透性與巖性特征、裂隙發(fā)育情況密切相關，強風化巖裂隙發(fā)育，富水性較好，中風化巖巖石較完整，富水性差或不含水。由于本場地巖性為泥質(zhì)砂巖，含泥量較高，裂隙多為粘粒充填，連通性較差，因此富水性和透水性差，屬弱透水層；中風化可視為不透水層。根據(jù)現(xiàn)場實測，地下水水位埋深為4.0m左右，對應標高為134.61m左右。

2　基坑支護降水設計方案

2.1基坑周邊條件

基坑北距一河道40m左右，基坑東側(cè)有自來水管道，基坑邊緣離自來水管道最近處約2.8m；東南側(cè)有污水處理池，距離最近處約為1.0m，深度2.0m左右；北側(cè)有電纜溝和燃氣管道，埋深約1.50m，距離基坑邊緣2～5m；西側(cè)、南側(cè)部分段場地較開闊。

2.2支護方案

考慮基坑周邊條件，該工程采用支護樁+自鉆式錨桿支護方案。支護樁采用直徑800mm鉆孔灌注樁，樁長16m，樁間距均為1.50m，樁間采用三管旋噴樁共同形成截水帷幕（截水帷幕平面布置圖詳見圖1），樁頂設置冠梁連接。自鉆式錨桿設置3道，第一道錨桿深度為2.0m，第二道錨桿深度為5.0m，第三道錨桿深度為8.0m。

圖1　截水帷幕平面布置圖

采用支護樁間高壓旋噴+坑內(nèi)大口徑疏干（管）井降水方案，旋噴樁采用擺噴工藝，擺噴角度120°，旋噴樁樁長16m。坑內(nèi)疏干井按間距30m/口均勻布置，降水井井徑700mm，井深15.0m。

3　基坑開挖中涌水冒砂情況

基坑施工完支護樁、旋噴樁、降水井后，待支護結(jié)構(gòu)強度滿足、水位降深滿足時，開始分層分段開挖并進行自鉆式錨桿的施工（支護結(jié)構(gòu)剖面圖詳見圖2）。在開挖第三步土方時，局部出現(xiàn)涌水冒砂現(xiàn)象，滲漏迅速增強。此時施工單位立即進行回填壓腳，并在周邊開挖集水井，加強排水，同時向建設單位匯報情況。建設單位得知后立即要求基坑監(jiān)測單位對局部出現(xiàn)涌水冒砂的地段加強監(jiān)測，及時匯報結(jié)果，并將該情況向基坑設計單位進行了說明。

4　原因分析

現(xiàn)場啟動應急預案后，建設單位會同設計單位、監(jiān)理單位、基坑監(jiān)測單位、施工單位共同分析此類現(xiàn)象原因，發(fā)現(xiàn)涌水冒砂主要發(fā)生在基坑中下部、滲透系數(shù)較大的礫砂層中，分析原因如下：

（1）受上部雜填土影響，導致旋噴樁在噴漿過程中遇到阻礙，未形成有效的截水樁體。

（2）三管旋噴樁施工缺陷。根據(jù)現(xiàn)場提供，施工單位在施工旋噴樁前未按設計、規(guī)范要求進行試樁確定施工參數(shù)，直接按設計經(jīng)驗參數(shù)展開大面積施工。施工時，為了加快進度，注漿壓力、轉(zhuǎn)速、提升速度等不匹配，造成水泥漿液大量冒出，旋噴樁未達到設計要求。

（3）基坑內(nèi)外側(cè)水頭壓力差較大，局部出現(xiàn)滲漏后，漏點發(fā)展迅速，如不迅速進行處理，極易出現(xiàn)因水土流失威脅基坑側(cè)壁安全。

圖2　支護結(jié)構(gòu)剖面圖

5　處理措施

根據(jù)分析結(jié)論，現(xiàn)場采取了以疏導為主、封堵結(jié)合、加強排水的處理方案。具體措施如下。

5.1回填壓腳

發(fā)現(xiàn)涌水冒砂后立即采取回填壓腳，同時在周邊設置集水井，加強排水，先確保基坑安全穩(wěn)定，再進一步分析采取相應堵漏措施。

5.2采用雙液注漿

在沿漏水點基坑頂部樁后位置按水平間距0.5m打設3道雙液注漿管（如圖3所示），注漿范圍應超過漏水點位置上下不小于1.0m。注漿管采用DN25注漿花管。將配置拌合好的化學漿液和水泥送入貯漿桶內(nèi)備用，注漿時啟動注漿泵，通過2臺注漿泵2條管路同時接上專用Y型接頭混合后注入需被加固的土體部位。注漿過程中盡可能控制流量和壓力，防止?jié){液流失。施工參數(shù)控制：注漿壓力0.3～0.8MPa，注漿流量25～35L/min，注漿量0.375m3/m，漿液配比A液∶B液=1∶1。A液，水∶水泥∶膨潤土∶外摻擠=0.7∶1.0∶0.03∶0.03，水泥選用42.5普通硅酸鹽水泥。B液，水玻璃選用波寬度為35°～40°bl。初凝時間：45s，凝固強度：3～4MPa/2h。

5.3樁間引流

對漏水輕微且未繼續(xù)發(fā)展的漏點，可在漏點處插管把水引流到坑內(nèi)桶內(nèi)，用快速水泥（或堵漏靈）對漏點進行二次修補加強。

圖3　雙液注漿孔平面布置圖

由于現(xiàn)場應急措施及時、得當，基坑未產(chǎn)生過大的變形，并未對基坑周邊管線等造成較大的破壞。

6　結(jié)束語

（1）基坑涌水冒砂處理時，應根據(jù)工程實際情況，采取相應的應急措施，同時分析原因，采取針對性的措施進行處理，封堵結(jié)合。本基坑采取的應急措施、針對性得當，對本地區(qū)類似基坑工程具有一定參考意義。

（2）旋噴樁施工前應按設計、規(guī)范要求進行試樁，在確定施工工藝參數(shù)后方可全面展開施工。施工過程中，應嚴格按試樁確定的工藝參數(shù)進行質(zhì)量控制，截水帷幕的質(zhì)量決定了本基坑支護的成敗。

［1］焦志亮，符亞兵，唐海明，曹會.天津某基坑開挖涌水冒砂原因分析及處理［J］.工程勘察，2013，41（1）：24-28.

［2］楊金川，謝世剛，于豐澤，何敏.某基坑涌水涌砂原因分析及對策［J］.山西建筑，2013，39（30）：55-56.

TU46

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1004-5716（2016）07-0204-03

2015-06-29

2015-06-30

黃帥（1983-），男（漢族），陜西西安人，工程師，現(xiàn)從事工程施工與管理工作。