杭州特殊粉砂层基坑降水应用探讨

朱 伟

(上海元易勘测设计有限公司，上海 201203)

0 引言

杭州市萧山区沿钱塘江地区广泛分布着厚度约20 m的粉土和砂性土地基土。其中尤以第③5层粉砂分布最为广泛，层厚较厚，厚度约10 m，地下2层的基坑工程，基底普遍坐落于该层。由于粉土和砂性土具有结构稳定性较差，遇水极易液化，摇振反应迅速，富水性较高等特性。在基坑开挖时，如若降水不到位，极易产生流砂、土体失稳等不利因素，对建筑结构及周边环境产生巨大危害。例如地连墙成槽施工时槽壁坍塌，基坑开挖至底板出现明水等工程中遇到的实际问题，均是由降水不到位引起的。因此基坑降水的成功与否直接制约着工程进展及施工安全。

1 工程概况

杭州轨道交通8号线某车站为地下2层岛式车站，车站位于规划义蓬东二路与规划河景路交叉口，沿规划河景路东西向布置。

车站全长约374.2 m，标准段宽23.1 m，深约16.6 m～17.3 m；盾构段宽27.2 m，小里程端深约18.6 m，大里程端深约19.2 m。车站主体围护结构采用800 mm厚地下连续墙+内支撑。

车站主体基坑开挖面积约8 945 m2，按照降水设计方案，单井有效降水面积取200 m2，主体基坑内共布置45口24 m疏干井；在基坑外侧四周距离基坑2.0 m处沿车站长度方向每隔10.0 m布置(局部加密，每隔6.0 m布置)1口坑外降水兼观测井，共布置92口24 m坑外降水兼观测井(见图1)。

2 工程地质及水文地质条件

车站开挖范围内地基土主要为②3-2层砂质粉土、②4-2层砂质粉土夹粉砂、③3层粉砂夹砂质粉土。车站底板坐落于③5层粉砂，局部坐落于③6层砂质粉土(见表1)。

表1 场地地基土层及其主要特征

典型地质剖面图及井结构图见图2。

3 降水中遇到的问题

按照降水设计，在疏干井施工完成并抽水运行约22 d后可进行基坑开挖。在实际基坑开挖过程中，从第一层土开挖至约16.0 m时，降水效果良好，开挖面无明水，无流砂。但在最后一层土(约17.0 m)收底时(见图3)，基坑内逐渐有明水渗出，下翻梁开挖后，静置约30 min，土体失稳，出现塌方。随即对基坑内疏干井、基坑围护结构及坑外降水井进行巡视检查，基坑内疏干井水位均在20.0 m以下，基坑围护结构未发现明显渗漏点，坑外降水井水位均在15.0 m以下，未见异常。

对降水井排查完毕后，随即对基坑底部土层进行查看，坑底土层为③5层粉砂(见图4)，夹薄层黏性土团块，对土层垂向渗透性影响较大。由于地层起伏，正常地层横向渗透性远远小于垂向渗透性，因此坑底③5层粉砂渗透性远远小于上部正常③5层粉砂，从而导致传统管井降水，降深漏斗变小，无法有效疏干坑底潜水，出现类上层滞水现象。

4 现象分析

在基坑降水中处理上层砂性土与下层黏性土结合处地下水时，普遍会遇到类上层滞水现象(见图5)，此时单纯依靠传统管井降水已无法有效疏干地下水。

针对类上层滞水现象，可采取以下几种解决方式：

1)自然降水，依靠传统管井降水，此方式的前提是围护结构无渗漏，而且降水时间较长，需要1月～2月之久，与工期冲突较大；

2)地基加固，采用坑底抽条加固或满堂加固，此方式经济性较差，费用较高，资源浪费较大，加固如有缺陷，仍无法有效解决类上层滞水现象；

3)暗埋集水管，在基坑开挖单元底部暗埋集水管，此方式针对类上层滞水现象严重或围护结构渗漏严重时采用，实用性较差；

4)轻型井点，在基坑开挖单元底部布置轻型井点，此方式属于临时性措施，经济性好，工期有保证，通常2 d～3 d便可见效，即使围护结构有小的渗漏也不影响。

5 解决思路

坑底地层渗透性较差，相比较上部地层，传统管井降水单井有效降水面积骤然减小，降水效果较差。在处理类似工程时，往往会采取坑底土体抽条加固，以加强坑底土体稳定强度，方便施工。但考虑到最后一层土方(约17.0 m)开挖已接近坑底，水头降深不超过2.0 m，明水出水量较小。可采取坑底加设轻型井点，轻型井点降水针对渗透系数较小，降深小的弱含水层效果显著。

现场根据开挖单元，逐单元布设轻型井点，距离围护结构1.0 m处每隔1.2 m布置一根井点管，管深3.0 m。沿基坑宽度方向每排大约设置21根井点管，每单元大约设置8排，每两排设置1台真空泵。考虑到施工进度要求，井点管采用φ40 PVC管，滤水孔径10 mm，呈梅花形布置，孔隙率30%，外包双层80目尼龙滤网，总管采用φ89钢管。井点降水结束后，井点管直接挖除，总管回收再利用。

利用真空泵真空降水效果，增大出水量，可在短时间内，快速高效的疏干开挖范围内土层中的潜水。轻型井点降水相比较坑底抽条加固，具有施工简便，节约成本等优势。

6 结语

沿钱塘江地区广泛分布较厚的粉土和砂性土地基土，其中第③5层粉砂下部土层普遍夹黏性土团块，传统管井降水无法有效疏干该层位中的地下水。本地区地下2层建筑工程基坑底板普遍坐落于该层，处理该层位中的地下水时，可采用轻型井点降水。针对本地区粉土和砂性土的特殊性质(上部砂层，渗透性好；下部砂层夹黏性土团块，渗透性差)，采用管井降水+轻型井点降水的综合降水方法，可有效疏干开挖范围内地下水，为同类工程提供一定的参考与借鉴。