砂质地层深基坑止水帷幕失效后应急处理措施 万玉亮Summary：近年来，我国城市立体交通不断发展，深基坑工程作为超过一定规模的危险性较大的分部分项工程在每个项目中都得到了非常的重视本文以新沂市环城南路隧道雨水泵房基坑开挖为案例，探讨砂质地层地质条件下对深基坑开挖过程中止水帷幕失效时可能产生的工程风险，针对其工程风险可以采取不同的处理措施进行探讨Key：砂质地层;深基坑;止水帷幕;风险;处理措施引言城市交通工程的载体是各种地质层，在我国各类交通工程建设中发生的各类工程风险事件大部分都与地质有关，常见工程风险的土层有各类软弱土质和流砂地层根据基坑时空效应理论，土体的内力是随时间和空间而变化的，雨水泵房相较于隧道整体而言，深度更深，开挖难度更大，采用先撑后挖的工艺对土体变形的控制效果较好随着开挖施工的进展，结合对支护结构和地层位移进行监测，及时改进施工一、概况环城南路隧道隧道采用明挖顺作法施工，雨水泵房位于隧道的最低点，也是深基坑开挖中的最低点，基坑深度9.85米，基坑宽度39米，长度35米，基坑底进入中粗砂层中1.5米深原设计围护结构采用用φ850@600mm SMW工法桩（H型钢隔一插一）作为挡土兼止水结构，支撑结构采用壁厚16mm的609钢管支撑，设置格构柱。
施工时采用三轴搅拌桩机就地钻进切削土体再将水泥浆注入土体，充分拌和后，将H型钢插入搅拌桩内，形成地下连续墙但施工现场有高压线位于泵房的正上方无法改移，三轴搅拌桩机不能保证施工时垂直安全距离，因此改为φ1000钻孔灌注桩代替SMW工法桩作为挡土结构，用高压旋喷桩（二重管）作为止水结构的组合开挖时为雨季，降水较多开挖至基坑底标高时开始出现渗流并夹带泥砂，止水帷幕失效，根据监测数据现场围护结构无变形，但随着土体被水流冲刷，如不采取措施势必会造成周边土体沉降进而影响结构安全二、风险分析及对策（一）、土体坍塌风险：1、基坑底进入砂层，砂层的特性是没有黏聚力，缺乏自稳能力，易坍塌，由于砂颗粒不能互相连接，没有可塑性，因此如果围护结构和支撑结构不能保维持土体应力平衡，就会导致土体失稳，向内坍塌2、砂土中孔隙通常较大，在地下水发生流动时，先带走细颗粒，导致土层孔隙不断扩大，土颗粒流失越来越快，造成坍塌3、围护桩间垂直的侧壁，如果开挖后不及时进行喷护，或钢筋网片与围护桩没有很好的连接等施工原因会造成桩间土脱落4、基坑外侧地下水的水位控制失效，若水泥搅拌桩等止水帷幕有缺陷，向坑内渗水，造成桩间土涌土流砂，甚至产生管涌导致土体渗透变形。
对策：1、保证钻孔灌注桩和冠梁施工质量，待混凝土强度达到设计强度后再进行支护及开挖，确保围护结构能够承受土体的侧压力必要时增加支撑数量，确保灌注桩整体受力2、合理配置降水井数量，选用功率合适的抽水泵，指派专人巡查，水泵如有损坏应及时进行更换，采用管井井点降水时应使管井深入基坑开挖面以下6米，控制降水水位達到基坑底以下1米，并应保持水位稳定由于开挖深度较深，深井井点降水的效果优于轻型井点和喷射井点，且工程成本较低，易于维护，尤其适用于砂质地层等渗透性好且透水层较厚的场合降水可使土层固结，但应注意的是，降水过多，会对周边地表或建筑造成沉降，施工时应加强对周围建筑物位移和沉降观测3、严格按照设计的分段分层开挖，并保持断面的纵坡，均衡、有序、快速组织开挖，要做到随挖、随撑，土体无支撑暴露时间应控制在24小时以内，在动态平衡中尽快按设计建立起永久性平衡，保护施工安全和环境安全4、施工时严格按照设计方案执行，减少开挖暴露时间，及时有效地进行桩间土喷护时空效应理论认为：在深基坑开挖及支撑过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸、支护墙体开挖部分的无支撑暴露时间、周围墙体和土体位移有一定的相关性为此深基坑开挖时“先撑后挖”的方案有助于保持土层应力平衡。
二）、地表沉降风险：由于土体流变性，基坑内土体坍塌后会对周边地表产生影响，导致地表位移和沉降对策：1、基坑监控：为了及时掌握围护结构、邻近建筑物及地下管线的位移、沉降以及其他异常情况，并正确指导施工，在施工过程中应根据施工情况建立监测量测网络2、由于本基坑工程的重要性，基坑监控应包含：定时观察坑外管井中水位情况和地表裂缝情况;围护结构的水平位移和垂直位移;周边建筑物及地下管线的垂直沉降、水平位移、倾斜率;基坑地表沉降，水平位移;钢支撑的轴力和挠度、立柱的沉降3、基坑影响范围内严禁堆放大于设计允许的荷载4、基坑外围应设截水沟，防止雨水或施工用水流入基坑三）、止水帷幕渗漏风险：高压旋喷桩成墙后个别质量薄弱点不易被发现，随着基坑开挖深度增加，作为围护结构的钻孔灌注桩和止水结构的高压旋喷桩所受到的土和水的压力也发生一定变化，隐患逐渐体现出来，如相邻组高压旋喷桩桩体互相咬合量比较小甚至没有咬合，可能是注浆时操作不当导致搅拌不均匀或土层中杂物过多形成夹层或夹块;水泥喷射压力不足导致相邻桩结合不紧密、夹泥由于距离河道较近，加上降雨过多，造成止水帷幕受动水压力增大，结构变形过大造成止水帷幕断裂这种原因形成的渗流流量一开始较小，但夹带泥沙，若不及时处理会形成较大空洞，危及基坑及周围地下管线和建筑物的安全。
对策：1、坑外增设高压旋喷桩，固结土体并起止水作用，旋喷桩应采用二重管或三重管，深度应至少控制在基坑底下3m此时应安排专人旁站观察设备，如出现阻力忽然增大、电流异常时，应及时采取提钻、复搅的方法，防止闷钻，保证加固效果2、坑内人工封堵工艺：清理混凝土表面-安装钢筋网片-立模板-浇筑封堵混凝土将围护桩的桩间土和杂物清理干净，露出桩体混凝土表面，将混凝土表面凿毛处理，在相邻围护桩间设一层Φ12钢筋网，将灌注桩钢筋凿出后与钢筋网的钢筋焊接锚固，立好模板后用速凝混凝土浇筑，形成一道完整的地下连续墙封堵混凝土高度应高于地下水位1m以上高水头施工时，可根据需要埋设导流管，导流管采用直径20-50mm塑料管做成花管并缠绕透水土工布，排水保土待混凝土养护至一定强度后，可尝试封堵导流管处理时应备有砂袋，防止忽然发生管涌时立即回填返压封堵导流管时应注意的是，当渗透水压力过大时，堵住渗漏点后，水从其他薄弱点渗漏出来3、当采用以上方法后流砂现象已经得到解决，但仍无法止住渗水现象时，应在基坑内设排水沟或盲沟和集水坑，及相应的排水设施，将水排出基坑排水沟或盲沟距坑壁不小于300mm，截面大小根据现场确定，沟内填砾石防止水流冲走基坑底部土体颗粒。
三、总结当砂质地层内止水帷幕失效出现渗流时，逐渐向开挖范围内涌水，在动力水的作用下，土层结构被破坏，引发流土、流砂，向基坑内坍塌，最终导致地表沉降、塌陷，会导致严重的工程事故在基坑开挖前首先应通过观察降水井的水位看降水效果，满足开挖要求才能进行基坑开挖开挖时应边开挖边监控基坑围护和止水结构，现场备有砂袋以及注浆设备，当出现土层位移时，应立即用砂袋回填稳定基坑，并对土体进行注浆处理当险情出现时应立即采取措施進行处理以消除安全隐患，可将以上两种或两种以上的方法结合使用，采用“先疏再堵”的方法，在保证工程安全的前提下保证经济效益结合基坑监控，根据现场情况增设坑外降水、坑内排水设施，坑外旋喷桩加固土体并止水，坑内人工封堵施工时应加强对周围地表沉降和位移观测频率，如发现超过允许值，应立即停止施工，进行专家会审拟定处理措施Reference[1]钟智良.深基坑止水帷幕失效原因及处理措施探究[J].地球，2014，000 （011）：294-294，23.[2]李林林，党龙磊.深基坑止水帷幕失效原因分析及渗漏处理[J].建筑工程技术与设计，2017，000（011）：2429-2429.[3]《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）[4]徐州市新沂市环城南路隧道施工图设计[5]《地下工程防水技术规范》（GB 50108-2008） -全文完-。