深基坑施工中的坑中坑管涌處理

吳輝杰 張從容

摘 要：在地質水文復雜的工況下進行深基坑施工，發生管涌現象偶有發生，如何處理深基坑中的坑中坑管涌尤為重要，本文以杭州濱江的網盛互聯網金融軟件產業化基地深基坑中的坑中坑管涌險情的處理為例，并從管涌險情發生、控制、險情發生的原因分析，著重以如何處理管涌等方面進行介紹。

關鍵詞：深基坑；坑中坑；管涌險情；原因分析；處理措施

1 引言

隨著國家經濟的發展，土地資源越來越稀缺，家用小汽車越來越多，城市停車場越來越緊張，引起人們向地下空間發展，各類超大超深基坑越來越多，基坑（尤其是深基坑）施工風險和施工技術的要求不斷提高，在面對復雜多變的工程和水文地質條件，常常會給施工帶來困難和安全隱患。因此，如何解決此類施工難題，必須引起高度重視，特別是在地下水位高，周邊情況復雜，基坑開挖深度大，并可能存在偶發管涌險情的工程項目，顯得格外重要。本文以杭州市濱江區的網盛互聯網金融軟件產業化基地深基坑中的坑中坑管涌險情的處理為例，介紹坑中坑施工中發生管涌險情的處理。

2 工程概況

2.1 工程簡介

網盛互聯網金融軟件產業化基地位于杭州市濱江區，杭高新工業[2016]4號地塊以西，支一路以東，空地以北，永久河以南，北面隔永久河為江南大道，東面隔杭高新工業[2016]4號地塊為時代大道。項目用地總用地面積13467平方米，總建筑面積89955平方米，其中地上建筑面積為64129平方米，地下3層，地上35層，建筑高度150米。

本工程±0.000相當于絕對標高7.800m。場地自然地面相對標高為-1.000m（以下標高均為相對標高）。基坑底板底標高為-12.75m，承臺坑底標高為-13.55m～-15.1m，局部電梯坑底標高-14.7m、-15.9m、-16.9m。設計及計算開挖深度按底板底標高控制，則大面挖深為11.75m；其中核心筒處坑中坑挖深為20.0m。基坑安全等級為一級。整個基坑開挖面積約10508.7㎡，基坑周長412.5m，土方開挖總量約13余萬方。

2.2 周邊環境情況和平面

本基坑東面為同步開挖基坑，現階段為樁基施工階段，其西面（即與本工程相鄰面）已具備挖土條件，我方已將本工程進度報予該工程項目部，保證施工的協調，包括支撐傳力的平衡、拆撐順序平衡、降水協調等。西面、北面為尚未施工的支一路，南側為空地，西南側距江山小區最近處約11m。基坑邊線（圍護樁中心線，余同）距離北側河岸最小距離為29.9m；東側緊貼恒生電子項目用地紅線。對于本基坑最不利環境主要為南側江山小區，該小區為淺基礎磚結構農房，現有居民居住。

2.3 工程地質條件、工程勘察剖面

工程場地位于錢塘江南岸，原始地貌屬沖海積平原，地貌形態較單一。場地地形較平坦，場地現為空地，建筑場地內高程6.5m～9.0m，表層分布有厚約1.0～4.6m的填土層。

根據地質勘察報告顯示，基坑開挖影響范圍內的土層分述如下：

①素填土：雜色，干～稍濕，松散。多由粉土、粉質粘土等組成，含少量角礫、磚塊，分布不均。②1層粘質粉土：灰黃色，濕，中密。刀切面較粗糙，干強度及韌性低，搖振反應較迅速，總體以粘質粉土為主，普遍夾粉質粘土，粘性土單層層厚約3～5mm，局部以粉質粘土為主，土質均勻性較好。③2層砂質粉土夾粉質粘土：灰色，濕，稍密。刀切面較粗糙，干強度及韌性低，搖振反應較迅速，總體以砂質粉土為主，粘粒含量較少，局部夾粉砂，土質不均勻。④3層砂質粉土：灰色，濕，稍密-中密。刀切面較粗糙，干強度及韌性低，搖振反應較迅速，總體以砂質粉土為主，普遍夾粉砂，粘粒含量較少，局部以粉砂為主，土質不均勻。⑤1層淤泥質粉質粘土：灰色，流塑，含少量腐殖質，局部含大量腐爛木屑，稍有臭味，韌性高，干強度高。層理較明顯，局部夾少量粘質粉土或粉砂薄層。⑥2層粉質粘土：灰色，以軟塑為主。層理較明顯，以粉質粘土為主，普遍夾粉砂，單層層厚約3～5mm，刀切面較粗糙，干強度及韌性中等，搖振反應不明顯，土質不均勻，局部夾大量粉砂。⑦圓礫：灰色，中密。粒徑2～20mm顆粒含量50～60%；粒徑20～50mm顆粒含量20%左右，顆粒呈圓形和亞圓形，磨圓度較好，母巖成分為中-微風化凝灰巖等，中粗砂含量約20%，粘性土含量約10%，土質膠結一般，土質不均勻。局部分布有細砂夾層。

2.4 基坑設計情況：

（1）本基坑支護設計安全等級為1級。

（2）本工程基坑圍護由鉆孔灌注樁、三軸水泥攪拌樁止水帷幕和鋼筋砼支撐組成。采用西南角采用一排?800@1050鉆孔灌注樁結合兩道鋼筋砼支撐支護，其余位置采用一排?800@1050、?700@1000（東北面局部二層地下室）鉆孔灌注樁結合一道鋼筋砼支撐支護。鉆孔灌注樁外側設一排?850@600三軸水泥攪拌樁止水止土。出土口采用雙排樁及?850@600三軸水泥攪拌樁加固。坑中坑內采用Φ850@600，排距700的水泥攪拌樁進行加固。三軸水泥攪拌樁水泥采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥；支撐采用鋼筋混凝土支撐；其中鉆孔灌注樁混凝土強度等級為C30，壓頂梁及支撐梁板混凝土強度等級為C30。

（3）坑中坑支護情況：

3 坑中坑險情情況

本工程基坑開挖分區分段進行，挖土次序嚴格遵循"分層開挖，先撐后挖，嚴禁超挖"及"大基坑，小開挖"的原則，根據后澆帶位置及基坑挖深分區分段開挖。在施工程序上做到分層開挖，分層支護。但因地質條件差，地下水位高，且受錢塘江潮汐影響，坑中坑基坑開挖時適逢杭州地區梅雨季節，極易出現基坑滲漏，管涌現象。

3.1 險情概要

2018年7月4日上午6：50左右，坑中坑最深處（標高-20.00m）在人工清土和樁頭鑿除過程中樁間出現管涌現象，大量地下水伴隨著黑色的泥沙不斷冒出。

3.2 基坑搶險

（1）啟動應急預案：險情發生后，值班人員迅速通知項目部，項目部立即啟動了應急預案，成立了以項目經理為總指揮的應急搶救小組，各成員分工明確，搶險物資第一時間采購到位。

（2）搶救應急措施：立即停止該區域的鑿樁頭，將氣泵等相關設備調出，并調取2臺水泵抽水。應急堵漏人員使用堵漏王等材料迅速進行封堵，終因管涌較大未見成效。

（3）立即針對管涌情況，組織相關人員，研究處理方案。

4 險情分析

根據地勘報告以及基坑開挖情況，該區域下有淤泥質土層，受近日梅雨季節的暴雨影響，地下水可能水壓較大，土顆粒群體在滲透水壓作用下發生相對的運動，填充于骨架空隙之間的細顆粒被水沖走，于某處較為薄弱的部位噴涌而出，出現管涌現象。

5 基坑涌水處理

在管涌用堵漏王等封堵無效的情況下，項目部咨詢了樁基施工單位，并與設計、業主、監理討論后，決定調配專用注漿設備進場，采用玻璃水加水泥漿的壓力注漿措施進行處理。

5.1 主要設備選型

（1）一臺勘探鉆孔設備；（2）兩臺注漿設備和相應的注漿管等。

5.2 主要材料、配合比和注漿主要參數

（1）水玻璃；2、PO42.5MPa水泥。（2）水玻璃和水泥配合比為1：1。（3）注漿壓力0.5MPa。（4）水泥水灰比為0.6。

5.3 注漿方法

先采用鉆孔設備安裝在管涌部位，在管涌處鉆出約直徑100mm的孔，深度達到9m左右，即孔底標高為-29.00m，然后將兩根DN25的鍍鋅鋼管放入孔內（絲扣連接），再將兩根橡膠軟管（分別是水玻璃和水泥漿）分別接到兩臺注漿設備上，安裝全部就位后即開始注漿。并隨著注漿時間和注漿情況緩慢拔高注漿管，注漿達到預期效果后，兩根注漿管全部拔出。注漿壓力達到后，周邊會有褐色的水泥水玻璃混合液流出。

5.4 需要注意的事項

注漿完成后24小時內，不得擾動注漿周邊5m區域之內的土層，避免水泥水玻璃混合體未凝結固化出現新的管涌。

6 結論與建議

南方軟土地區，深基坑設計尤其是坑中坑圍護結構設計時，應根據項目的地質水文情況，應相對保守，本工程坑中坑部位不光圍護結構外圍被動區域采用三軸水泥攪拌樁作為止水帷幕，在整個坑中坑范圍主動區域內，均采用水泥攪拌樁加固，還出現管涌現象。另外，坑內外降水非常重要，此外施工時間盡可能避開雨季，施工期間，應組織好人力物力，加班加點，加快施工進度搶工期，避免基坑暴露時間過長出現不必要的麻煩。