城市深基坑維護(hù)壓水試驗(yàn)技術(shù)分析

王敬堂

（冶金工業(yè)部華東勘查基礎(chǔ)工程總公司，安徽 合肥 230088）

0 引言

城市建設(shè)核心區(qū)土地緊張，建筑密度大，后期建設(shè)對(duì)已有建筑物影響是必須重視的，常規(guī)的抽水試驗(yàn)已不能滿足要求，重要敏感地段需要多手段檢測(cè)，本文論述壓水試驗(yàn)檢測(cè)在深基坑施工中應(yīng)用。

1 工程簡(jiǎn)介

恒大中心項(xiàng)目工程場(chǎng)地位于深圳市南山區(qū)深圳灣超級(jí)總部基地，白石四道與深灣三路交匯處東南側(cè)。擬建約400m 地面建筑物及6 層地下建筑物。基坑開挖深度39.05～42.35m。項(xiàng)目北側(cè)地形復(fù)雜，緊鄰地鐵9 號(hào)線及11 號(hào)線，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊距隧道外邊線最短僅3.0m。基坑底部巖層，場(chǎng)地內(nèi)部有一條東西向破碎帶穿過(guò)。依照設(shè)計(jì)要求采用灌漿止水，以確保地鐵安全運(yùn)行，基坑與地鐵位置如圖1 所示。

圖1 基坑與地鐵位置

2 工程地質(zhì)條件

場(chǎng)地內(nèi)分布的地層。

2.1 人工填土層（Qml）

人工填土在場(chǎng)地內(nèi)各鉆孔均有分布，為多次堆填，局部新近堆填，按物質(zhì)成分的不同分為素填土、填石、填砂3 個(gè)亞層：

（1）素填土（層序號(hào)①1）：褐黃、灰黃色，稍濕，松散狀態(tài)，成分以黏性土為主，混碎石塊、混凝土塊、碎塊石等建筑垃圾。

（2）填石（層序號(hào)①2）：淺肉紅、灰白、青灰色，稍濕，稍密～中密狀態(tài)，成分主要為微風(fēng)化花崗巖及砂巖塊石，塊徑一般5～320cm，大者可達(dá)80cm 以上，塊石間混雜有30～40%的黏性素填土、石英砂礫或碎石。

（3）填砂（層序號(hào)①3）：灰黑、灰黃、褐黃等色，稍濕，松散狀態(tài)。砂為石英質(zhì)，以中粗砂為主，含粉細(xì)砂、礫砂及有機(jī)質(zhì)等，分選性較差。

2.2 第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層（Q4mc）

淤泥（層序號(hào)②）：深灰～灰黑色，飽和，流塑狀態(tài)，局部軟塑狀態(tài)，土質(zhì)細(xì)膩，含少量粉細(xì)砂及白色貝殼等生物碎屑，有機(jī)質(zhì)含量一般為6.54%～9.71%，局部相變?yōu)橛倌嗷蛴倌噘|(zhì)粉質(zhì)黏土。

2.3 第四系全新統(tǒng)沖洪積沉積層（Q3al+pl）

（1）黏土（層序號(hào)③1）：褐黃、褐灰、褐紅色，濕，可塑狀態(tài)，土質(zhì)較均勻，不均勻含少量粉細(xì)砂及中粗砂。

（2）含黏性土礫砂（層序號(hào)③2）：灰白、褐黃、褐紅色，飽和，稍密~中密狀態(tài)。砂粒成分為石英質(zhì)，次棱角~次圓狀，不均勻含25%～40%左右的粘粒及少量的石英質(zhì)小卵石。

2.4 第四系殘積層（Qel）

礫質(zhì)黏性土（層序號(hào)④）：褐黃、褐紅、棕紅雜灰白色，濕，可塑～硬塑狀態(tài)為主，由燕山期粗粒花崗巖風(fēng)化殘積而成，除石英外其他礦物已風(fēng)化成粘性土，不均勻含7.2%～33.6%的石英角礫。

2.5 燕山期粗粒花崗巖（ηβ5K1）

場(chǎng)地內(nèi)下伏基巖為燕山期粗粒花崗巖，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由長(zhǎng)石、石英、云母等礦物組成。根據(jù)鉆探揭露和巖石的風(fēng)化程度劃分為全、強(qiáng)、中、微等風(fēng)化4 個(gè)帶，其巖性特征如下。

（1）全風(fēng)化粗粒花崗巖（層序號(hào)⑤1）：褐紅、褐黃色，稍濕，堅(jiān)硬狀態(tài)，原巖結(jié)。

（2）強(qiáng)風(fēng)化粗粒花崗巖（層序號(hào)⑤2）：褐紅、褐黃色，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，局部綠泥石化現(xiàn)象顯著。

（3）中風(fēng)化粗粒花崗巖（層序號(hào)⑤3）：褐黃、肉紅色，巖石裂隙發(fā)育。屬較軟巖，巖體完整程度為較破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

（4）微風(fēng)化粗粒花崗巖（層序號(hào)⑤4）肉紅色、灰~青灰色，微裂隙發(fā)育，裂隙呈閉合狀，屬較堅(jiān)硬巖~堅(jiān)硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ類。

2.6 構(gòu)造巖（F）

碎裂巖：中~微風(fēng)化狀，褐紅、紫褐、灰綠等色，巖石具碎裂~碎斑結(jié)構(gòu)，構(gòu)造裂隙極發(fā)育。

3 水文地質(zhì)條件

地下水類型主要有第四系松散層中的孔隙潛水、孔隙承壓水和基巖裂隙水3 種。

（1）孔隙潛水：不連續(xù)賦存于表層人工填土層中，大部分區(qū)域水量較小。

（2）孔隙承壓水：主要賦存于第四系上更新統(tǒng)沖洪積含黏性土礫砂層中，其含水量豐富。

（3）基巖裂隙水：基巖裂隙水發(fā)育程度、含水性、透水性，受巖體的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、基巖風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育程度、裂隙貫通性等影響。

4 壓水試驗(yàn)

4.1 壓水試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求

（1）四周帷幕灌漿質(zhì)量檢測(cè)：以壓水試驗(yàn)檢測(cè)成果為主，結(jié)合鉆孔巖芯和灌漿記錄等進(jìn)行綜合評(píng)定。壓水檢查在灌漿結(jié)束14d 后進(jìn)行，壓水檢查孔數(shù)為灌漿孔數(shù)的3%。

標(biāo)準(zhǔn)為：1.0Lu。其中墻體混凝土與基巖接觸段及以下一段的透水率合格率應(yīng)為100%，其余各段合格率應(yīng)達(dá)90%以上。不合格的孔段透水率不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值的150%，但分布不集中。檢查不合格的部位進(jìn)行補(bǔ)灌，直至達(dá)到合格為止。

（2）其他要求：檢測(cè)壓水試驗(yàn)點(diǎn)位應(yīng)位于單獨(dú)在孔群內(nèi)且在注漿控制的中間點(diǎn)，壓水試驗(yàn)鉆孔深度應(yīng)小于孔群深度2m，壓水試驗(yàn)檢測(cè)試段不少于4 段。

4.2 壓水試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

通過(guò)壓水試驗(yàn)檢測(cè)和抽水試驗(yàn)檢測(cè)，驗(yàn)證灌漿效果是否滿足設(shè)計(jì)要求。基坑緊鄰地鐵盾構(gòu)隧道，經(jīng)分析計(jì)算基坑開挖后地下水會(huì)從地下連續(xù)墻底部繞流至基坑內(nèi)部造成周邊地下水位下降，有較大可能會(huì)引起地鐵發(fā)生較為嚴(yán)重的沉降變形。為控制地下水位及地下水滲流速度，確保基坑開挖過(guò)程地鐵變形在地鐵保護(hù)允許范圍內(nèi)。配合地下連續(xù)墻確保基坑周邊和巖石承壓水進(jìn)入基坑[1]。

4.3 試驗(yàn)設(shè)備及材料

壓水實(shí)驗(yàn)設(shè)備如表1 所示。

表1 壓水試驗(yàn)設(shè)備

4.4 壓水試驗(yàn)工藝流程

（1）壓水試驗(yàn)施工工藝如圖2 所示。

圖2 壓水試驗(yàn)工藝

（2）定位放孔：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按坐標(biāo)放孔位。

（3）鉆孔：采用BHD-180 型鉆機(jī)跟管 146 鉆進(jìn)成孔，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（4）在146 套管內(nèi)下89 內(nèi)套管，注入水泥漿固結(jié)，拔出146 套管。

（5）基巖鉆孔：采用GXY-2Q 進(jìn)行鉆孔取芯，巖芯編錄。觀察巖石裂隙灌入水泥及固結(jié)狀況并拍照描述。

（6）壓水段巖石沖洗及壓水試驗(yàn)。按設(shè)計(jì)要求從上往下分段鉆孔，沖洗至清水后，進(jìn)行壓水試驗(yàn)檢測(cè)，采用五點(diǎn)法，每孔不少于4 段。

（7）封孔。壓水試驗(yàn)全孔結(jié)束后，使用水灰比為0.5的漿液封孔，采用全孔灌漿法封孔，巖石段采用壓力封孔，89 套管段從下向上重力封孔，如圖3 所示。

圖3 巖石段壓力封孔

4.5 單孔水泥注入量、壓水試驗(yàn)

單孔水泥注入量及壓水試驗(yàn)結(jié)果如圖4、圖5 所示。

圖4 4-ZK7 深度對(duì)應(yīng)灌漿量

圖5 4-ZK7 深度對(duì)應(yīng)透水率

4.6 本工程壓水試驗(yàn)成果

本工程施工壓水試驗(yàn)孔64 個(gè)，進(jìn)行352 段壓水試驗(yàn)，個(gè)別孔數(shù)據(jù)異常，經(jīng)補(bǔ)灌后，透水率全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。透水率0~0.92Lu，平均透水率0.46Lu，如表2 至表4 所示。

表2 A 區(qū)壓水試驗(yàn)成果

表4 C 區(qū)壓水試驗(yàn)成果

5 基坑開挖后對(duì)壓水試驗(yàn)檢測(cè)

基坑開挖完成后與檢測(cè)結(jié)果符合，保證了基坑安全、地鐵安全和運(yùn)行如圖6 所示。

圖6 基坑開挖后實(shí)景

6 結(jié)語(yǔ)

本工程采用壓水試驗(yàn)，找出了深基坑維護(hù)工程漏水點(diǎn)。

BJ3-1/BJ3-1，AJZ1/AJZ2/AJZ3/AJZ3 兩個(gè)漏水部位，施工單位在基坑開挖前補(bǔ)充注漿，復(fù)檢后符合要求，基坑開挖證明檢測(cè)的必要性，有力保證了基坑安全和地鐵安全。在今后深基坑施工中為一種有效地下水滲漏檢測(cè)手段。

表3 B 區(qū)壓水試驗(yàn)成果