建筑工程深基坑施工的案例研究

[摘要]建筑工程的深基坑施工，基坑加固和围护结构降水防渗漏等都是施工的重点所在。本文将以上海国际时尚教育中心（项目名称：上海纺织工业职工大学改扩建工程）3号楼地下二层车库为例，对其深基坑的施工内容展开详细探讨，以解决围护降水防渗漏处理等基坑施工问题，对于其他工程的深基坑施工，可供借鉴参考。

[关键字]建筑基础 深基坑 围护-降水、防渗漏

[中图分类号] TU47 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-264-1

1 案例工程

本文以上海国际时尚教育中心为例，探讨深基坑施工的方法：

案例：上海国际时尚教育中心，3号楼为地下二层车库，基坑周边环境复杂，北侧紧贴原6层教学楼，（采用静压锚杆桩沿建筑物一周加固保护），与该楼最近距离约4.4米，东侧距9.8米处为7层混合结构的芳华公寓，天然地基（采用布设一排树根桩加固保护），南侧距10米处有一幢3层混合结构房屋，西侧相距8米处有一幢3层报告厅；南侧道路下有煤气管和光缆等。基坑采用Φ850钻孔灌注桩套打，外设Φ650三轴搅拌桩止水帷幕（内侧两排低渗量套打钻孔灌注桩，外侧一排全套打止水），内设两道混凝土支撑。地坑面积为1850平方米，开挖深度为9.4米（最大落深区为10.9米，采用深井疏干深层地下水），基坑围护设计方案，基坑围护施工方案均通过《上海市城乡建设和交通委员会科学技术委员会》专家论证。

根据《同济大学建筑设计研究院》地质勘测报告，拟建场地的砂质粉土厚度较大，对基坑的降水和防渗漏要求高。

2 基坑围护降水防渗漏问题的治理

上海国际时尚教育中心地下二层车库基坑施工时，深基坑围护出现了不同程度的渗水现象。深基坑围护的渗水问题解决，分为两个步骤，一是施工前的降水处理，二是围护出现渗漏后的处理技术。

2.1 降水深井设计

2.1.1 地下水容积储存量计算：W=μ×V=μ×A×h

W-容积储存量（m3）；V-含水层体积（m3）=基坑面积A（1850㎡）×降水深度（10.4m）（即潜水静止水位至基坑底板以下1.00m）；μ-含水层的给水度（粘土及粉质粘土给水度经验值为0.03～0.05）本次取μ=0.05。

2.1.2 W=μ×A×h=0.05×1850×10.4=962m3。

根据降水施工经验，取单井有效抽水面a井的经验值为100㎡～200㎡。根据本工程的基坑几何形状、降水深度、含水层特性、工程地质条件、确定降水面积为1850㎡（A）计，降水按单井有效面积200㎡布置降水井（a井）。 计算公式n=A/a（根据施工经验）=1850/200≈10（井） n-井数。

2.1.3 坑内降水井工作量设计结果分析

地下水容积储存量W=962m3，降水井为10口。

抽水量计算采用Q4-45/3-1.1型深水泵，单口井24小时出水量为10m3，每天平均抽水量为10m3，每天实际抽水量W抽为：W抽=Q抽×0.8（实际抽水时间，抽水量折算系数为估算值）=80m3。抽水天数计算：抽水天数t=（总储存量W÷每天抽取的储存量W抽）×系数（本次取1.2）=（962÷80）×1.2≈15天。

从以上估算结果可知：当10口井全部抽水时，约15天后能将基坑内的水疏干至降水要求。

2.2 基坑围护渗漏处理

原因分析：基坑在开挖时发现有渗水现象，可能是接头不严，漏打造成，冷缝处理不当。

预防处理：基坑内的降水，只有在围护不渗漏或渗漏很小的情况下，才能保证基坑内的降水不会对坑外地层的沉降产生不良影响。基坑在抽水过程中，要不间断的对基坑外水位观测孔进行水位观测，如经过不间断观测，基坑外水位观测孔水位无明显下降，则基坑内抽水对坑外地层不良沉降影响不大；当坑外水位有较大下降时，则说明围护漏水，应立即停止坑内抽水，采取堵漏措施，对围护的漏水部位予以封堵。如一时无法发现漏水部位，应采取在水位明显下降方位进行回灌水。

（1）对渗水量较小，不影响施工也不影响周边环境的情况，可采用坑底设计沟排水的方法。对渗水量较大，但没有泥砂带出，造成施工困难，而对周边影响不大的情况，可采用“引流-修补”方法。即在渗漏较严重的部位先在围护墙水平（略向上）打入一根钢管，内径20～30㎜，使其穿透支护墙体进入墙背土体内，由此将水从该管引出，而后将管边围护墙的薄弱处用防水混凝土或砂浆修补封堵，待修补封堵混凝土或砂浆达到一定强度后，再将钢管出水口封住。如封住管口后出现第二处渗漏时，按上面方法再进行“引流-修补”。如果引流出的水为清水，周边环境较简单或出水量不大则不作修补也可，持续将引入基坑的水设法排出即可。

发生管涌或流砂时，如漏水位置离地面不远，可在支护墙背面开挖至漏水位置下1m左右，对支护墙用密实混凝土进行封堵。如漏水位置埋深较大，则可在漏水位置开孔并在墙后压密注浆（浆液中掺水玻璃）。

（2）对渗、漏水量很大的情况，应分析查明原因，采取如下措施：如漏水位置离地面不深处，可将支护墙背开挖至漏水位置下500～1000㎜，在支护墙后用密实混凝土进行封堵。如漏水位置埋深较大，则可在墙后采用压密注浆方法，浆液中应渗入水玻璃，使其能尽早凝结，也可采用高压喷射注浆方法，采用压密注浆时应注意，其施工对支护墙会产生一定压力，有时会引起支护墙向坑内较大的侧向位移，必要时应在基坑内局部回土后，待注浆达到治水效果后再重新开挖。严重渗漏时用聚氨酯注入式堵漏。

2.3 基坑底出现“流砂”施工方案处理

原因分析：基坑底部处于砂质粉土层，地下水未降到预定位置，地下水动水压力较大，且内外水位高差较大，动水将粉砂冲出，造成土层破坏形成“流砂”。

预防处理：开挖前准确确定地下水位位置，了解土层种类、性质、降低基坑内外水位高差。对于“轻微”流砂现象，可在基坑开挖后采用加快垫层浇筑并加厚垫层的方法“压住”流砂。较为严重的流砂，应立即停止开挖，进行土方回填。基坑内增设二级轻型井点，降低地下水位，减少水压力，阻止流砂，待地下水位下降后再行开挖。

2.4 基坑底出现“管涌”施工方案处理

发生管涌现象时，应立即进行土方回填，采用导流管引流。先在管涌出现的位置插入较大口径导流管，使导流管成为管涌通道；再对导流管四周用压力注浆机注入水泥浆，封闭四周土体，封闭导流管，以封堵管涌通道；完成管涌封堵后加强降水，再进行土方开挖。

2.5 坑底隆起应对措施

停止土方开挖，分析原因，如井点降水不足，应立即补充轻型井点，如隆起变形大，应采取紧急回填措施。

3 结束语

综上所述，建筑深基坑的施工，对周边建筑物具有一定的影响，危险性最为明显的是造成周围建筑物的沉降，并拉裂周围建筑物，为此，针对深基坑围护的渗水问题，和坑底“流砂”、“管涌”问题，需要对基坑进行有效的降水处理，并采用基坑围护防渗漏技术、基坑底出现“流砂”、“管涌”、“隆起”的处理措施、及时到位的监测数据、有效的控制围护的安全等。为了提高工程研究的实用性价值，本文的研究是以上海国际时尚教育中心为例展开的，对于其他工程项目，可供参考借鉴。