紧邻大坑工况下共用支护体系基坑止水和降水研究

乔扣成

（中亿丰建设集团股份有限公司总承包分公司，江苏 苏州215000）

0 引言

能源中心基坑规模大，属深、大基坑，施工周期较长，时空效应显著，各分区之间时间、空间关系复杂。 深基坑止水支护的支护方式繁多，本次深基坑支护工程主要是通过采用现有高压止水旋喷桩止水支护帷幕与原有的基坑灌注桩组合的支护方式，使得基坑具备了支护和止水的效果。

1 工程概况

能源中心基坑东侧边线距离苏州轨道交通1号线狮子山站至玉山路站区间约54 m， 基坑南侧有河道，最近处约为30 m，西侧为空地，北侧为已经施工的博物馆西馆地下室。长江路地下分布有多条电力、电信、污水等主要管线，周边环境较为复杂。本项目地下工程基坑开挖较深、范围较大，开挖时会揭穿微承压含水层，应及时采取有效的预防降水措施来确保基坑工程施工的顺利实施。

能源中心基坑面积约7 068 m2，其中放坡开挖面积2 105 m2。 开挖深度: 本工程放坡区域开挖深度（0～8.05）m，桁架支撑区域开挖深度为（11.25～13.45）m。

B 区新天地通道基坑面积约2 684.56 m2。开挖深度：本工程支撑区域开挖深度为12.9 m。

A 区(博物馆区域自行车坡道)基坑规模：共两个非机动车道出入口，基坑面积约为535 m2，开挖深度:接地端放坡开挖，基坑最深挖深约8.1 m。

场地土层分为①-2 层杂填土层厚（0.8～2.6） m，①-3 层素填土层厚 （0.7～3.2） m， 层面标高 （0.52～3.95） m，②-2 层粉质粘土层厚（1.2～2.6） m，③-1层粘土层厚 （1.4～3.9） m， ③-2 层粉质粘土层厚（1.8～5.0） m，③-3 层粉土层厚（2.3～5.1） m，④-2层粉砂夹粉土层厚（3.6～8.7） m，⑤-1 层粉质粘土层厚（5.7～16.2） m，⑥-2 层粉质粘土层厚（3.3～3.8 ） m，⑦-1 层粉质粘土层厚（6.4～19.2） m，⑦-2 层粉土层厚 （2.1～7.2） m， ⑦-3 层粉质粘土夹粉土层厚（5.0～10.7） m，⑧-2 粉质粘土层厚（4.5～6.8） m。

微承压水主要赋存于③-3 层粉土至④-2 层粉砂夹粉土中， 富水性及透水性由上而下逐渐增强。 主要受地下水越流补给，以地下水侧向迳流为主要排泄方式。 勘察时测得其稳定水位标高为（1.00～1.05） m。

第Ⅰ承压水（上段）主要赋存于⑦-2 层中，补给来源主要为承压水的越流补给及地下迳流补给，其富水性及透水性均较好。

结构底板位于④-2 层粉砂夹粉土中， 止水帷幕底部标高约在-18 m 左右，深度20 m，进入⑤-1层粉质粘土层。 止水帷幕隔断微承压水层，底板与第Ⅰ承压水层间距较大。 根据勘探报告，止水帷幕底部土层无隔断。

2 共用支撑的组合下止水方法研究

共用支撑体系紧邻轨道交通1 号线区间段，施工时要考虑两个基坑的共同协调施工，以保证支撑体系可控。

由于博物馆项目先进行施工，待博物馆地下结构完成后再进行能源中心的基础施工，土方开挖时将博物馆灌注桩外侧的止水帷幕进行挖除，通过博物馆南侧原灌注桩作为能源中心的竖向支撑，见图1 能源中心北侧剖面图。 若将止水帷幕破坏后，能源中心北侧将失去止水的能力，最终导致土层中的水从灌注桩间渗入基坑内。 如果止水不到位，会造成周围地面不均匀沉降，对地下管线及周围的建筑物造成不同程度的破坏，基坑内施工也无法达到干作业的要求，基坑的安全存在隐患。 如何做好此部位的止水工作，是能源中心基坑施工能否顺利进行的首要问题。

图1 能源地下结构4-4 剖面

根据实际情况可采用以下几种方式进行止水：①在灌注桩间布置高压旋喷桩，垂直方向连续压力灌浆， 将灌注桩间的空隙密实填补与之紧密结合，共同形成既能挡土又能止水的连续体系。②除相邻部位三轴止水帷幕被破坏之外，基坑其余部位的止水帷幕均正常工作，浅层地下水量较少。 综合考虑经济效益，可在能源中心与博物馆基坑连接处的东西两端进行止水。通过在两端采用高压旋喷桩的方法进行加固止水，形成封闭空间，阻断两侧地下水流入空腔部位。

在薄弱部位或复杂部位通过高压旋喷注浆进行补强，确保止水效果。 选用XP-30 型高压旋喷桩机， 选用强度等级不低于42.5 的新鲜普通硅酸盐水泥，水泥掺量不宜少于25%，水灰比0.7~1.0，28 d无侧限抗压强度qu28≥1.0 MPa。

高压旋喷桩预定的技术参数如表1 所示：

表1 高压旋喷桩预定的技术参数

本次工程项目实施技术， 主要采用双重管法旋喷桩的水灰比、喷浆压力及提升速度等，符合设计技术参数[1]，并根据以下原则进行调整。

（1）实际参数需根据现场土层的情况及时进行试桩。

（2）施工前先进行地面试喷，钻孔时应将钻杆的节数及时记录准确，保证桩长。

（3）钻机的深度应当达到工程设计的要求，通过泥浆泵， 从下而上旋喷， 喷嘴下到工程设计的深度时， 应保持原位旋喷， 当正常冒浆后再进行提升旋喷。在此过程中，应当根据现场土层情况对旋喷参数的要求进行微调。

（4）成桩后，再进行返浆回灌，防止因收缩浆液凝固后导致的体积收缩桩顶面下沉的现象发生，保证高度满足施工时桩顶的标高设计要求。

（5）喷浆的压力需要严格进行控制，当施工发现地面隆起等异常现象时， 应立即停止压力喷浆，做好压力值记录，压力过大产生返浆时，通过压力引流等有效方法对其进行相应处理。

3 连接区域的降水措施

若连接区域浅层水降水不到位，地下水位过高，不但会造成施工条件恶劣、土壁塌方，甚至会造成流砂等情况发生。 为保证地下结构的安全施工（干槽作业），防止管涌、坑底失稳，考虑在连接区域部位增设降水井，降水井必须等博物馆区域结构施工完成后再进行封闭，确保该区域满足降水要求。

疏干井为避免机械破坏，保证其在施工过程中的正常工作，故疏干井采用钢管井。 疏干井外用镀锌铁丝箍紧，降压井井管采用满焊加工方法进行焊接。 降压井的降水工程应提前14 d 对疏干井进行预抽水，以保证开挖工程范围内土方的安全开挖。

在疏干降水前，现场监测单位人员尽早设置基坑外潜水位的观测孔，潜水水位观测孔完成后及时对疏干井进行降水。 水泵置于井底0.5 m 处，疏干井保持连续抽水。 当发现降水存在异常时，应及时进行调整，以免发生不利的影响。

所有降水井都应等到围护结构完成后再进行施工。 桁架区内的降水井应靠近支撑的格构柱，减少在后续施工时对降水井造成影响或破坏。

4 围护墙体渗水与漏水的应急措施

对于渗水量小、 不严重影响周边环境的情况，应考虑采用引流明沟排水的方法及时引水堵漏。

对于出现渗漏或含水量很大的情况，如果渗漏水的主要位置在距离地面不深处，可采用钢板封堵后用密实混凝土进行堵封，如渗漏水量的位置埋深较大，则可在墙后采用压密注浆方法，必要时采用高压喷射注浆封堵方法处理。

深基坑围护结构的渗漏水会威胁到基坑的安全，并且对周边既有建筑物也会造成破坏，施工时要对其高度重视，减少由渗漏水造成的基坑及周边的破坏。

基坑开挖前，应将场地内地质钻探孔采用水泥砂浆封堵密实。

基坑监测在开挖施工前应根据基坑设计技术要求对基坑进行监测，由相关专业的监测工程管理单位负责编制基坑监测的方案并对其进行自动化监测，实施基坑动态设计和工程信息化施工。

在基坑建设施工期间，应对轨道交通1 号线运行情况加强实时监测，确保其正常运营安全。

降水监测主要是在基坑内外布置地下水位观测孔监测降水过程中的地下水动态变化，一般沿地下水流向的平行和垂直方向的断面布观测孔，每个断面观测孔不宜少于三个。

5 结语

本基坑降水工程主要考虑是在能源中心与在建博物馆共用的支撑结构处止水降水保护措施。采用这种高压旋喷注浆在施工的过程中对于土体的扰动较小，安全性也比较高，将有效阻断建筑基坑外围的水，有效保护在建的博物馆基坑的结构安全性。通过各项渗水与漏水的应急措施来配合完成联合基坑搭接处共用支护体系的基坑止水降水工作。针对本工程的实际情况，本着安全、经济、可靠、便于施工的原则， 通过对比选择合适的施工设计方案，对整个施工管理过程中的基坑进行动态优化管理，通过对比优选用于止水、降水的方法措施，使基坑止水降水的效果达到既经济又安全可靠的目的。