探讨深基坑坑底突涌处理方法

刘亚斌

摘 要：广州某地铁车站在基坑开挖至底板位置准备施作底板垫层时，发生基底突涌，通过采用相关措施成功完成了堵漏，本文为总结相关经验，为后续类似问题起到借鉴作用。

关键词：基坑突涌；基坑渗水处理

1工程概况及地质风险概述

广州某地铁车站为南北走向，基坑开挖深度为18m。主体围护结构采用地下连续墙+内支撑组合形式，墙体厚度为800mm和1000mm，内支撑共三道，上面两道均为混凝土支撑，第三道为钢支撑，基坑安全等级为一级。基坑紧邻市区干道，道路交通繁忙，周边管线繁多，周边建筑物年代久远，多为天然基础。

车站范围存在较厚淤泥及砂层，下伏岩层主要石炭系中上统壶天群灰岩,详勘报告显示车站岩溶见洞率74.3%,属于岩溶强发育区段。根据车站详勘报告描述，本次车站基底突涌水处位于车站北部灰岩中，地层从上到下为填土、淤泥、粉质黏土、粗砂、可塑状残积粉质粘土、微风化灰岩，车站底板位于微风化灰岩,涌水点对应车站基底位于微风化灰岩<9c-2>中。

车站基坑开挖前已经完成地下连续墙“一槽两钻”及格构柱“一桩一钻”施工，并根据揭示溶洞情况按照总体技术原则进行了探边及溶洞注浆处理，经第三方检测溶洞处理效果满足设计要求，地下连续墙施工质量满足设计要求。

2车站基坑底突涌情况

车站某块底板准备浇筑混凝土垫层，在其中位置突发基底涌水情况,涌水量由小到大，发展迅速，涌水量约80m³/h(抽水采用潜水泵)。

图1 基坑渗水照片

3基坑底突涌处理措施

3.1基底反压措施

基坑突涌当天进行第一次混凝土反压，在围堰、引流管设置 完成后，采用C20早强混凝土进行反压，回填高度按照低于第三道钢支撑底面1.4米控制，混凝土平均厚度约2.6米。

为直观观察突涌水变化，减小基坑内外水头差，在反压混凝土中设置一个引流桶，涌水全部从引流桶内流出。结合坑外注浆处理措施，涌水量由80m3/h降为40m3/h, 涌水量得到一定的控制。

3.2基坑外侧钻孔及涌水通道探查

发生险情后，综合初勘、详勘地质资料及连续墙和格构柱“一槽两钻”“一桩一钻”地质资料，分析岩层破碎情况，判断在基坑涌水处地连墙两侧基底位置可能存在岩层破碎断裂带，并进行优先处理；结合周边建构物及水位监测情况，基坑涌水点两侧基坑外侧水位监测变化异常，以涌水点南北各50米为范围，在该范围基坑地连墙外侧进行钻孔探查，孔位间距不大于1m、深度不小于30m,注浆范围为从连续墙底以上1米位置到破碎断裂带以下1米。打设注浆孔后，先在孔内投放(灌注) 颜料，以判断是否为连通孔，对连通孔优先进行处理。经钻孔探查，确定基坑内外连通孔有12个钻孔，且连通孔在钻孔深度至地面下约28m范围出现钻孔内浆液流失，基坑内涌水变浑浊等现象。

地连墙外止水帷幕钻孔注浆工艺：对连通孔采用凝结速度快、流量大的套管法注浆施工，采Φ50mm镀锌钢管内套Φ20mm镀锌钢管进行注浆（因普通PVC管强度无法满足压力要求，为满足压力要求及防锈，采用镀锌钢管）,Ф20镀锌钢管注水玻璃溶液，Ф20镀锌钢管与Ф50镀锌钢管之间注水泥浆液，为方便浆液扩散，预防堵管，在Ф50镀锌钢管底部约5m范围钻孔，每排孔为3个，环向均匀钻孔，孔径约6mm；孔排距约15cm，交叉布置，注浆压力根据现场实际注浆效果调整，直至能成功注浆。通过此措施，基坑内部水流明显减小，由35m³/h降低为7m³/h。

图2 套管法注浆

结合监测数据，对监测点范围基坑两侧进行钻孔探查，确定了涌水通道，连续墙已经贯穿溶洞进入完整岩层(连续墙底位于地面以下约23m);车站溶(土)洞处理深度按原总体技术原则为处理至车站底板以下2m(底板位于地面以下约18m)。根据已经完成的基坑外侧钻孔以及抢险注浆情况反映，虽然连续墙已经贯穿溶洞进入完整岩层，但连续墙底更深部位仍有破碎岩层(涌水通道位于地面以下28m)与基坑中部连通，从而造成了突涌。通过改进工艺、加大注浆流量，涌水量由反压完成后的40m3/h 降为7m³/h,涌水得到有效控制，基坑外侧水位及建筑物、管线沉降区域平稳。

3.3基坑内侧注浆

由于涌水点处采取浇筑早强混凝土反压及连续墙外侧持续注浆，基坑内侧涌水量已控制在7m3/h,各项监测数据稳定。为保证基坑内涌水通道全部充填完成，满足地基承载力要求，进行基坑内部注浆处理。布孔原则：在涌水点位置基坑内南北方向各50米范围内按3米×3米钻孔注浆，进行地基注浆加固，钻孔需穿过岩层破碎带并进入完整岩层1m,且孔深不小于10m,受基坑内部支撑、围檩等因素影响的钻孔可进行局部位置调整。通过基坑内注浆，涌水量由7m³/h减少至2m³/h。

3.4注浆结果检测及后续

经过混凝土反压及基坑内外注浆等措施，基坑内涌水得到有效控制，各项监测结果稳定，反压和注浆达到了堵水的预期效果，停止基坑内钻孔注浆处理，为保证后续施工安全，对基坑内部加固情况进行检测。布孔原则：涌水点处基坑内侧，南北方向各设置三排检测孔(共9孔),检测孔在基坑内均布设置，遇支撑、围檩无法施工情况下可进行局部调整。检测完成后注浆封堵。

经过基坑内部钻孔检测发现，芯样中有明显的水泥块及水泥混合物，根据取芯结果及涌水量判断，已经达到预期效果，认为达到可再次开挖条件。

4总结

地下工程施工过程中，因地层复杂，可能存在较多不明确的因素，目前采取的总体技术原则和勘察手段对地下工程地质风险仍存在一定的认知不足，需总结经验，为后续的施工中遇到基坑突涌情况时作为经验参考。

参考文献

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