浅谈基坑开挖基底涌水原因分析及处理措施

浅谈基坑开挖基底涌水原因分析及处理措施李元元太原市轨道交通发展有限公司摘要：本文针对太原地铁1号线大南门站及临近车站基坑开挖过程中出现的基底涌水情况，总结基底涌水出现的形式及规律，分析涌水的原因，不断探索和完善处理措施，并提出相应的预防措施。关键词：基底；涌水；原因；处理1引言富水地区地铁车站基坑开挖过程中，地下水的处理关系到基坑施工的成败，太原地铁2号线为首条地铁线路，鲜有深基坑施工经验，且大南门站为2号线与1号线同期施工换乘车站，地质条件差，地下水位高，施工难度大，在施工中如何处理地下水是基坑施工的难点。本文以大南门站基坑开挖过程中的基底涌水事件为例，总结涌水特点，分析涌水原因及预防处理措施。大的中砂层地下水通过井管及滤料涌出。（2）开挖至基底后，未及时浇筑垫层封底。4预防及处理措施4.1预防措施2工程概况2.1车站结构概况大南门站为1、2号线T型换乘车站，2号线为地下三层车站，1号线为地下两层车站，2号线车站基坑开挖深为24.1m，围护结构采用1m厚地下连续墙，地连墙嵌固深度为12.5m，1号线分两个基坑，开挖深为17.5m，围护结构采用0.8m厚地下连续墙，地连墙嵌固深度为9m，采取悬挂降水方式。2.2工程地质车站结构范围内自上至下分别为人工填土、黏质粉土、粉质粘土、粉细砂、中砂等。1号线车站基底及地连墙嵌固部分位于中砂及粉细砂层。本站地层综合渗透系数K=7.00m/d。（1）加深地连墙嵌入深度。鉴于1号线东段基坑开挖出现的涌水情况，对相同地质环境及设计的1号线西段基坑地连墙嵌入深度进行变更，将地连墙嵌入相对不透水层，为节约成本加深部分地连墙采用素混凝土，基坑由悬挂降水变为封闭降水。（2）优化降水方案。井管选择圆孔虑孔钢管优于桥式虑孔钢管，避免泥沙板结堵塞虑孔。合理优化降水井施工时间，避免降水井施工完成后长时间未进行开挖或长时间停井，防止降水井淤堵或降低透水效果。本地层宜选择降水井成井直径大，提高滤料过滤效果，减少泥沙淤堵密目网的概率。（3）充分利用时空效应，尽快封底。（4）基底加固。对于周围风险源多，基底渗透系数大，降水效果较差的个别车站，可采取局部或全断面封底，提高基底稳定性，降低地层渗透系数，减少基坑涌水量。4.2处理措施3涌水类型及原因分析大南门站发生涌水情况的部分位于1号线东侧基坑，基坑采用虑孔钢管降水，设计15眼降水井，井深26m，井间距18m，井管径400mm，外包2~3层80目密目网。本站施工中主要有以下几种基底涌水形式。3.11号线东段基坑开挖至地面下11m时，东北角降水井周围出现返水情况，此处涌水水量较小，伴随气泡。原因分析：涌水部位位于粉细砂层，细砂堵塞密目网，使地下水无法顺利流入降水井内，气泡为地层中空隙产生。降水井周围滤料处涌水3.21号线东段基坑开挖13m，东端头开挖面多处涌水点，每个涌水量较小，涌水点多，整体涌水量较大，涌水持续时间较长，自开挖至临时封底累计引起地面沉降约3cm，地连墙水平、竖向位移、钢支撑轴力变化较小，基坑稳定；原因分析：（1）该段位于粉细砂层，粉细砂层下为中砂层，地连墙嵌固范围全部位于粉细砂及中砂层，渗透系数大，地连墙嵌固深度小，基坑外地下水绕流距离短（2）因场地等原因，降水井施工时间早，且部分时间降水井暂停工作，造成部分降水井淤堵失效。（3）内外水位差大，基坑外水位高，约2~3m，涌水开挖深度内外水位差约10m。开挖面大面积多处涌水（1）封底，补打降水井。对基底大面积涌水情况，且距基底标高差距较大，可确定降水失效，为确保基坑安全，可浇筑素混凝土进行封底，重新补打降水井，待水位降至基底下再进行基坑开挖。（2）调整施工步续，先施工临近底板。对于涌水部位采取临时封底措施后，可调整施工步续，先施工临近底板，尽快实现部分封底，再去处理涌水部位会相对安全。（3）采用钢护筒将涌水点置于护筒内。对涌水量较大的情况，尽量先将涌水点开挖至基底标高以下，在涌水点采用钢护筒将涌水控制在护筒内，在护筒内安装水泵排水，因涌水量较大时往往携带大量泥沙，造成基底水土流失，危及基坑安全。可在护筒内投掷石子过滤降低含砂率。待底板施工完成后，再将涌水点采用降水井进行封堵。（4）基坑外打设减压井。基坑内外水头差是基底涌水的重要原因，周围无重大风险源的情况下，可在涌水点附近基坑外侧打设降水井，降低坑外水位，可减少或消除基底涌水。5结束语3.31号线东段基坑第二流水开挖至17m（基底）出现涌水，此涌水为开挖至基底后，浇筑垫层施工前发生，涌水量从无到有，由小逐渐变大，最终稳定在50m³/d。原因分析：（1）在涌水处理时明确此处为废弃降水井位，下层承压水或渗透系数较废弃降水井涌水基坑涌水防治是一项系统工程，关系到基坑安全。提前预防是防范基底涌水最为重要的。通过对太原地铁车站基坑开挖过程中出现的涌水情况进行总结，分析基底涌水产生的原因，并总结了相对应的预防和应对处理措施，对同样拥有高水位、复杂地层的地铁车站有一定地借鉴之处。参考文献：[1]秦尚林,王红亮,克高果.深井降水基坑涌水涌砂原因分析及对策[J].岩土力学,2005(s2):271~274.2019.10

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