摘要：临长江超深基坑设计中，地下高承压水的处理尤为重要，本文以武汉地铁7号线某综合楼工程“落底式”隔渗帷幕的隔渗效果为例，提出了采取“落底式止水法”处置高承压地下水的方法，通过实测与三维数值模拟结果对比，分析、探讨了“落底式”隔渗帷幕在临江超深基坑中隔渗效果。本文中的工程实践方法对同类工程具有很强的借鉴作用。
关键词：临长江超深基坑；“落底式”帷幕；“落底式止水法”；高承压地下水；地下连续墙渗漏；
1工程概况
武汉地铁7号线某综合楼位于长江一级阶地上，场地地势较平坦，距长江大堤约300m，地面高程25.0m左右。基坑南北长约100米，东西宽约85m，基坑垂直开挖面积约8000平方米，采用明挖法施工，基坑开挖深度在自然地面下约19.0m,坑底标高为高-19.70，局部挖深为24.0m。其基坑支护结构采用厚1000mm长度为50m的地下连续墙加内支撑，地下连续墙的两侧采用Φ850@600长度为25m的三轴水泥土搅拌桩,地下连续墙进入下伏中风化岩层2.0m～3.0m；基坑内降水设置有16口80T/h的降水井，7口观测井。
建筑场地位于汉口闹市区，东为中国物资储运武汉公司，南为三阳路越江隧道汉口工作井，西为临中山大道，北为胜利仓库，基坑周边环境严峻。为消除或减小基坑降水对周边建（构）筑物的影响，场地地下水控制采用的是嵌岩地下连续墙隔渗帷幕与中深井点降水的方法。
2基坑降水方案设计及施工概况
2.1基坑降水方法的分析
基坑工程中地下水的控制方法，应根据基坑开挖深度、周边环境及场地水文地质条件按下列方法选取：明沟、盲沟排水轻型井点降水或管井降水隔渗隔渗、降水相结合的综合治理方法。基于地铁7号线某综合楼的工程情况，可采用的基坑降水方案有：地下连续墙(嵌岩)＋二～三层临时钢筋混凝土支撑地下连续墙(不嵌岩)或钻孔桩＋二～三层临时钢筋混凝土支撑地下连续墙(嵌岩)＋地下三层结构梁柱支撑。综合分析该场地位于长江一级阶地前缘且开挖深度大，基坑工程采用地下连续墙（嵌岩隔渗）＋钢筋混凝土支撑+基坑深井降水方案。
2.2基坑降水设计
场地岩土工程勘察报告常规抽水试验得出的水文地质参数：综合渗透系数K=19m/d,影响半径R=180m，承压水位标高19.5m，含水层厚度40m，当基坑四周无隔渗帷幕，采用“开放式”降水方案时，其涌水量约为29700T/D。
基坑支护结构（地下连续墙）已植入到隔渗性能相对较好的中风化砾岩及泥质砂岩中，形成了“落底式”隔渗帷幕构造。理想状况下，基坑开挖过程中仅需设置少量集水井将基坑内的地下水抽排至基坑外即可。
考虑到地下连续墙在施工过程中可能存在局部渗漏将导致基坑开挖及地下结构施工困难，对基坑的地下水控制还采取了中深井降水，其降水设计在现场抽水试验的基础上确定为16口80T/h的降水井，同时在基坑内外布置7口水位观测孔。其降水设计目标是使基坑内地下水水位低于基坑开挖面1.0m。在“落底式”隔渗帷幕作用下，设计的基坑总降水量约为“开放式”基坑降水涌水量的50%。
2.3基坑降水试验过程
为初步查明“落底式”隔渗帷幕的实际隔渗效果，同时验明基坑内降水井的降水能力，在地下连续墙施
工完毕基坑开挖前进行了4组群井抽水试验。试验过
程如下：在基坑北侧进行了3组抽水试验；后在基坑东侧进行了1组群井抽水试验。
3隔渗效果分析与评价
3.1隔渗帷幕的预期隔渗效果分析
在基坑四周隔渗帷幕伸入到基坑坑底下相对不透水层时，形成基坑周底均隔渗的“箱型”结构，基坑内地下水水量仅为基坑内含水层中储存的水量，基坑内的地下水水量可按下述经验公式计算：
按上式计算得出的基坑内的储水量约为20000T。隔渗效果理想状况下，在基坑内降水井抽水时，基坑内水位应不断下降，基坑外水位应保持不变；同样，在基坑外抽水时，基坑内的水位亦应保持不变。抽水试验及基坑降水运行期间的水位实测结果与该预想的理论结果相差甚远。
3.2抽水试验结果分析
在基坑北侧进行了3组抽水试验；后在基坑东侧进行了1组群井抽水试验，根据抽水试验结果分析:与无隔渗帷幕时相比，无论是单井抽水还是群井抽水，“落底式”帷幕内的水位降幅均大幅度增加，而基坑外水位降幅则大幅度减小；“落底式”帷幕外降水井抽水时，帷幕内的水位亦下降，但其下降幅度已大幅度减小。由此证明“落底式”帷幕具有一定的隔渗作用，但未完全隔断基坑内外地下水的水力联系；虽然“落底式”隔渗帷幕对场地承压水有较好的隔渗效果，但亦存在明显渗漏，其渗漏部位不能准确确定；在帷幕的隔渗作用下，基坑降水时基坑内外水位降幅差异显著加大。
3.3实际基坑降水效果分析
抽水试验及数值模拟结果显示，在隔渗帷幕作用下基坑内降水时，基坑外水位降幅较开放式降水水位降幅减小程度较大，基坑降水引起的地面沉降将较大幅度降低。实测基坑降水后基坑周边地面沉降量普遍为6mm～11mm，该值大致为“开放式”降水预测的地面沉降量的25～35%。
因此，抽水试验及试验分析、总结不失为检验、预测“落底式”帷幕隔渗效果的一种直接有效的方法。
4结论及建议
通过上述工程实例中临长江超深基坑地下水处理技术的分析与探讨，总结如下：
临长江边超高层建筑一般位于长江一级阶地前缘，地层具有典型的二元结构，由全新统粘性土、砂类土及卵砾石组成，采取“落底式止水法”处置高承压地下水是一种十分有效的方法，隔渗帷幕在临江超深基坑中隔渗效果良好，为了减少降水沉降对周边环境的影响，采用“落底式”隔渗帷幕+深井降水对周边环境影响很小。
虽然“落底式”隔渗帷幕局部存在渗漏，但是其对基坑降水效果的影响还是有十分明显的：使基坑内的涌水量大幅度减小；使基坑外地下水水位降幅大幅度减小；使基坑降水后基坑周边地面沉降量显著减小。
“落底式”隔渗帷幕理论上可截断基坑内外地下水的水力联系。当其存在渗漏时，其隔渗效果可能与某一深度的“悬挂式”隔渗帷幕的隔渗效果等同。
现场多点抽水试验可检验、预测“落底式”隔渗帷幕的隔渗效果。建议临长江超深基坑围护工程在基坑开挖前进行多点抽水试验，以便及时发现隐患，防止基坑工程事故的发生。
参考文献：
【1】姚天强，石振华，基坑降水手册，北京：中国建筑工业出版社，2006。
【2】刘国彬，王卫东，基坑工程手册（第二版）[M],北京：中国建筑工业出版社，2009。
论文作者:邹世华1韩畅2
论文发表刊物:《科技新时代》2018年12期
论文发表时间:2019/2/18
标签：基坑论文; 帷幕论文; 地下论文; 地下水论文; 水位论文; 效果论文; 工程论文; 《科技新时代》2018年12期论文;