深基坑止水帷幕滲漏原因分析及處理

尹志祥

長江大學城市建設學院（434023）

0 引言

深基坑是基坑工程中的一種，基坑工程主要包括基坑支護體系設計與施工，是一項綜合性很強的系統工程。深基坑一般是指開挖深度超過5 m（含5 m）或地下室3 層以上（含3 層），或深度雖未超過5 m，但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的基坑工程[1]。止水帷幕指的是一個概念，是工程主體外圍止水系統的總稱。在實際施工中，會因支護方案設計差異、地質勘探不明、質量進度控制等多種原因導致止水帷幕失效，進而引發基坑滲漏的問題。因此，對止水帷幕滲漏原因及處理方式的研究具有重大意義。

1 工程概況

1.1 工程簡介

荊州地區某基坑工程，開挖情況如下:15、16 號樓設計開挖深度為5.9～6.7 m，電梯井深8.4 m；地下室普挖深度為6.3 m，主樓開挖深度為7.1 m，局部挖深達到了8.8 m。該項目處于路口交匯處，基坑周邊環境較差。東側有1 棟8 層建筑，基坑邊線距該建筑邊距離約為6.8～9.5 m，基坑開挖對其影響較大；西側有臨時建筑，距基坑開口線約1.0～2.0 m；西側及西南角有地下管線；南側一期地下室與三期地下室高差達2.15 m；北側部份支護段樹木較多。基坑周邊環境布置如圖1 所示。

圖1 工程概況簡圖

1.2 基坑支護方案介紹

本基坑形狀較為規則，大致呈矩形，開挖面積不大；基坑設計深度為5.6～6.7 m，開挖深度一般。基坑側壁開挖深度范圍內的土層:①層為雜填土，②－1層為粉質黏土，②－2 層為粉質黏土夾粉土，③－1 層為粉砂；地層力學性質一般，要防止側壁流土。地下水位較高，承壓水水量豐富，對基坑施工影響較大。東側離現有建筑較近，需控制支護結構變形；其它側環境條件較好。基坑北側（ABCF/GHI 段）采用放坡結合復合噴錨，水泥攪拌樁+錨桿+坡面噴混凝土保護；基坑東西兩側（ABCF/GHI 段）采用放坡結合排樁支護，灌注樁+樁后水泥攪拌樁+樁間噴混凝土保護；基坑南側（MA 段）采用型鋼支護交錯布置（局部型鋼施工不便處，采用木樁結合沙袋處理）。

圖2 支護結構剖面圖

1.3 止水帷幕施工中遇到的問題

場地為房屋拆遷及部分一期回填場地，地下6 m內存在水泥塊及舊房地基等障礙物，場地限制清障不及時，除障深度有限。樁機從場地西南角開始施工，局部攪拌成樁困難、成樁深度遠小于設計底標高，現場發生多次樁機機械抱箍扭斷事故，進度十分緩慢；鉆頭磨損嚴重，達不到設計成樁直徑。經深層清障后發現是原一期噴錨護面的鋼筋網纏繞鉆頭后導致鉆桿折斷。但更深處的一期回填的樁頭未被清除，這導致止水帷幕未能形成封閉，給后期基坑防護埋下了極大的安全隱患。由于樁機頻繁損壞導致進度延誤，從而形成了與其他單位交叉施工的局面；而且因為場地有限，為保障各單位正常施工，只能采取“挖一段做一段”的方式，因樁機頻繁移動而導致冷接頭處理不當、搭接處過多的問題，為后期施工留下隱患[2]。

2 滲漏情況概述及原因分析

2.1 支護樁樁間滲水

從樁間滲水的表現形式來看，主要是支護樁樁間大量滲水并伴有少量泥砂，或是樁周圍有面積及深度較大的濕跡。滲透的水略帶淡黃色并有明顯的臭味，而且水量變化較大，具體表現為:早高峰和晚高峰用水期水量明顯增大，其它時間段滲透量明顯減少。初步判斷為支護樁樁后止水帷幕存在漏點，而冠梁后側（即基坑西側）有污水涵管管道，管道年久失修，污水通過接縫處向基坑內滲漏。滲水量較大造成水土流失，形成惡性循環，導致基坑西側坡面出現空洞及坡頂板房出現小幅度沉降。

2.2 西南角滲漏點

在進行西南角開挖時，由于基坑上部存在一個市政污水管道連通的污水井，滲漏情況嚴重。土方第二層垂直開挖出來時，水泥攪拌樁樁縫便出現滲水并伴隨大量泥砂流失。為防止基坑西側外的市政道路因長期滲漏而出現道路塌陷，項目部決定進行回填處理，待處理好管道漏水后再進行開挖。對管道進行處理后第二次開挖時，西南角兩側滲水量明顯減少，但對轉角處開挖至地下室基底時出現一個高約1 m、寬約0.70 m 的漏洞，涌出大量流砂并且一段時間后也出現滲水現象。現場情況如圖3 所示。

圖3 西南角滲漏點現場圖

3 滲漏處理措施

經過對此次基坑滲漏問題的處理，總結出“找、疏、堵、降”的滲漏處理流程。對滲透區域的堵漏處理常用內堵法和外堵法[3]，內堵法比較適用于止水帷幕有滲漏現象且滲量一般不大、帶有少量泥沙的情況；外堵法較為適用于止水帷幕的滲漏量較大，同時滲漏的過程中還伴有大量泥沙的情況。內堵法與外堵法相結合能達到更好的效果。

3.1 支護樁樁間滲漏的處理

只有正確分析滲漏水的來源、滲漏點的位置及滲漏通道的分布情況，才能找到合理的堵漏方法。根據滲漏水量變化的分布時間段及顏色、氣味，判斷滲漏水源為上部污水管道滲水。滲漏點位于支護樁后的水泥攪拌樁間，樁與樁之間因咬合不夠緊密而存在縫隙，通過水力聯系管道滲水處與支護樁滲透點形成滲透通道[4]。在用水低峰期，采用氣囊對經過場地的污水管道兩端的污水井口通道進行封堵，然后用水泵抽干管道內的積水，并用磚砌方式將污水井通道口進行封閉，磚縫處用快硬水泥（“堵漏王”）快速堵漏以防止滲水。高壓旋噴緊貼著支護樁后水泥攪拌樁施工，打兩排梅花樁重新形成止水帷幕，從而達到止水效果[5]。高壓旋噴注漿應緩進緩提、上下多次，反復注漿直至水泥漿從上部樁孔及下部滲漏處流出，這樣才能使水泥漿完全注滿支護樁與水泥攪拌樁之間的空洞。在高壓旋噴完成注漿后只有極少量滲水，經過24 h 觀察后滲漏處停止漏水，說明滲漏處理基本完成且達到了預期效果。

3.2 西南角滲漏點處理

圖4 滲漏點封堵示意圖

因止水帷幕漏洞剛好處于粉砂層中，雖然滲漏點上部污水管道漏水已經處理，但污水通過磚砌墻仍會有少量滲透；粉砂層含水量高、水量豐富，當滲漏點剛挖出來時，大量流砂涌出，隨后砂量減少、露出空洞，樁后附近砂流漏完后砂流量減小、滲水量增大，樁后更遠處的砂開始往外滲漏。針對以上情況，先用瓜米石將空洞處全部填滿；再在洞口處用大量棉絮和密目網將縫隙處填實，并輔以一定量的“堵漏王”將洞口面涂抹；最后在洞口外部用袋裝瓜米石或者黃土進行加固，袋裝瓜米石在里、袋裝黃土在外，堆筑成一個具有一定坡度的斜面[6]。在堆筑的坡面上設置數根導水管，并在坡腳挖一個集水坑，用水泵將收集的水排入坑內。這樣一來可以只流水而不流砂，防止樁后因更多的砂涌出而形成空洞，從而避免上部土體塌陷。

4 結語

1）施工過程中要加強對水泥土攪拌樁的質量控制，建議將轉角區域設計為多排搭接結構并注意加強接頭位置的處理。在開挖階段，對于滲漏點應早發現、早處理，以免因錯過最佳處理時間而引發安全事故，造成人員傷亡和經濟損失。

2）在基坑開挖前期，應提前做好帷幕透水預案,提前預備好相應的堵塞材料，安排定期巡視人員并組成緊急滲漏處理小組，以便定期監控止水帷幕效果、發生滲漏險情隨時進行處理。透水時間越短，涌砂越少，處理方式就越簡單，也就越容易堵住，保障了邊坡的安全性；相反，時間拖的越久，涌砂越多，內部形成的空洞就越大，處理的方法也就越復雜，耗費的物資就越多，而且還容易因邊坡產生沉降而引發安全事故。

3）對于輕微的基坑圍護或止水帷幕側壁滲漏問題，堵漏措施多為用棉絮、密目網、干海帶等將滲透處填充密實，并輔以速硬水泥加固；對于嚴重的基坑圍護或止水帷幕側壁滲漏問題，堵漏措施往往為多種工藝的結合，包括重點滲漏區域壓密注漿、鋼板樁封堵、基坑內外的管井及輕型井點結合降水、基坑內側的掛網噴混凝土防護等方式，具體方案根據現場實際情況而定。