【摘 要】本文通过深基坑开挖过程中的出现渗水情况以及采取的处理措施，特别是在混合花岗岩全风化、强风化、中风化地层的类似深基坑富水处理有一定的参考意义。
【关键词】深基坑；渗水；岩体风化槽；止水帷幕；处理
一、概况
1.1 工程概况
广州市轨道交通七号线一期工程钟村站位于汉溪大道的北侧地块下，东靠市广路与汉溪大道立交桥，西邻旧105国道。车站类型为明挖地下二层岛式车站，站前设有停车线，车站结构外包总长468.6m,外包总宽19.9m。车站共设五个出入口。Ⅰa号出入口位于车站的西南面，Ⅰb号出入口位于车站西南面，穿越汉溪大道布置，满足行人通过汉溪大道的需要;Ⅱa出入口位于车站东南面，Ⅱb出入口与市广路立交的人行通道相连，方便市广路客流进入车站；由于Ⅱ号通道过长，为满足消防疏散要求，在Ⅱ号通道中间加设紧急出入口出地面，布置在汉溪大道与市广路匝道中的绿化带上；Ⅲ号和Ⅳ号出入口为预留出入口，待北侧地块规划完善后，再进行建设。
车站设两组风亭，西端风亭为高风亭，布置有排风井，新风井和活塞风井，冷却塔放于西端风亭顶部。东端风亭为矮风亭，敞口设置，布置有排风井，新风井和活塞风井，减少对周边环境的影响。
1.2 工程地质、水文情况
1.2.1 地形地貌及地质情况
钟村站位于谢村村庄，多为1～3层的民宅或厂房。场地路面高差起伏较大，地面高程约10.9m～14.3m，最大高差达3.4m。
钟村站及部分隧道的地层主要为：<1>人工填土层、<2-1B>淤泥质土层、<4N-2>冲洪积土层、<4-3>坡积土层、<5Z-1>可塑状残积土（砂质粘性土）、<5Z-2>硬塑状残积土（砂质粘性土）、<6Z> 基岩全风化带、<7Z>基岩强风化带、<8Z>基岩中风化带、<9Z>基岩微风。
1.2.2 水文情况
初见水位标高为9.80～15.57m；稳定水位标高为7.60～14.98m。地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，每年5～10月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降水减少，地下水位随之下降。
场地地下水按含水介质类型（含水层的孔隙性质）不同可分为第四系浅部土层中的孔隙水和深部基岩裂隙水。
场地第四系孔隙水主要分布在海陆交互相沉积砂层、冲洪积砂层中，其含水性能与砂的颗粒级配及粘粒含量等有密切关系。砂层中地下水多具统一的地下水面，属潜水，当上部有相对不透水层时，具有微承压性。第四系人工填土富水性一般，而其它第四系土层富水性较弱。
1.3 车站围护结构设计方案
车站采用采用地下连续墙作为围护结构，连续墙厚度为800mm，墙幅间采用工字钢接头止水，连续墙嵌入基坑底部根据地层变化而变化，如<6Z>、<7Z>、<8Z>、<9Z>的嵌入深度分别为6米、4.5米、2.5米.1.5米。支撑形式：竖向布置三道支撑，第一道撑采用钢筋混凝土支撑，采用八字撑的型式，主撑水平间距9m，截面尺寸为800×1000mm，肋撑截面尺寸为600×1000mm；第二～三道撑采用Φ600壁厚14mm的钢管支撑，支撑水平间距3.0m。
车站基底部分为花岗岩残积土层，该层有遇水易软化、崩解，承载力下降的特点，为保持基底干燥、方便出土，在基坑开挖前，在基坑内施工降水井，深度超过基坑底1.0m。
二、基坑地下水处理过程
本工程于2013年12月3日开始在基坑东端头进行开挖出土，2014年1月22日完成基坑东端扩大头端的第三道混凝土支撑，春节之后于2014年2月12日开始进行第三道混凝土支撑底部的开挖，于3月5日开挖至基坑底部以上1米处，此时基坑底部整个基面开始出现渗漏水。经参建各方的认真研究分析：发现基坑扩大头端北侧有一副连续墙的嵌
入深度均小于其它连续墙的深度，决定在其连续墙的外围增加一道袖阀管注浆止水帷幕墙；另外，因扩大头端的降水井淤积堵塞，已经失去降水作用，故在其在基坑扩大头端重新布设4个降水井，深度低于基坑底部4米。
决定对整个扩大头端的围护结构地下连续墙外围增加袖阀管注浆止水帷幕墙，深度增至入混合花岗岩<9Z>1米，4月10日止水帷幕墙完成60%，基坑内的渗水量大为减少，承包商开始采用吊装运土的方式进行出土；由于基坑底部长期被水浸泡，造成基底地基承载力达不到设计要求，故于4月15日开始进行碎石换填，碎石换填厚度不超过50cm并达到设计承载力要求；18日地基承载力试验成功，5月8日进行扩大头端底板混凝土浇筑，基坑扩大头端底板上留有集水井一个，待整个车站主体结构施工完成后再进行封堵，至此基坑扩大头端的地下水处理结束。
三、地下水来源分析
为全面认真了解基坑底部地下水来源，我们从三方面对其地下水来源进行了认真分析：1）基坑底部存在富有的承压水；2）基坑外侧沿围护结构底部绕流进来的水；3）基坑西侧标准段因降水井施做不良，无法有效降低标准段水位线而渗流过来的水；4）资料缺乏导致设计存在缺陷及施工管理方面的原因。
3.1基坑底部存在富有的地下渗漏水分析
车站基坑东端扩大头端开挖至底部1米左右时（主要地层为<6Z>），出现了整个工作面的严重液化并且不断的有水从底部冒出（其中施工单位在靠近东端头开挖完成废水井（深为2米）后，两个小时之内废水井积满水，周边开始出现坍塌），反铲挖掘机无法施工。经现场查勘，基坑底部存在几处泉眼水冒出，由此证明基坑东端存在丰富的地下水，主要原因如下：由于钟村站西端头因房屋征地拆迁原因无法进行致使其东移25米，车站站位东移25米后，恰遇地质情况出现急剧变化，车站基坑东端头底部由混合微风化花岗岩<9Z>（深为14米）变为极易液化的混合全风化<6Z>地层，而东端头底部的混合微风化花岗岩<9Z>岩面经东移25米后由14米深迅速变化为30米深，由此可以判断此处正好处于岩体风化槽（当岩体中存在规模较大、延展较深的断层碎碎带或断裂交汇带、不稳定矿物富集带、岩脉与断裂交叉带及地下水循环交替较强的局部裂隙发育带时，常能见到这种现象。这时风化的底部界线突然加深）处，因两侧岩面较高，故槽内存有丰富的水源。
3.2基坑外侧沿围护结构底部绕流水分析
本工程从基坑开挖后暴露出来的围护结构地下连续墙来看，其墙体完整良好，表面干燥，基本无渗水，从而判断主要原因为围护结构连续墙的嵌入地层深度不足，基坑外部水压过大，导致外部水源通过围护结构地下连续墙底部绕流进入基坑内；同时因地层原因，导致基坑内外的水位联动较为紧密，本工程基坑东端扩大头端在开挖过程中多次出现基坑周边的水位监测孔报警现象。其原因主要为基坑开挖后坑内的水压大为降低，基坑外的水通过连续墙底部绕流进入基坑内，在袖阀管停止注浆后，地下连续墙内侧出现渗水绕流通道），而且基坑内外的水头差基本保持在5米左右；根据后来的袖阀管止水帷幕墙施工过程中的钻芯取样，可发现本地段的混合花岗岩<8Z>中存有大量的裂隙及孔洞。
3.4地质资料缺乏导致设计存在缺陷及施工管理原因
1、设计原因分析
a.设计人员因经验不足，仅从车站基坑围护结构连续墙稳定性的角度去考虑，未意识到混合花岗岩残积土富水地层水的渗透系数，从而忽略了水的渗径、绕流至基坑的问题。建议遇到此种地质情况的时候，设计可将围护结构地下连续墙的的嵌入深度至少超过7.5米，甚至更深；b.钟村站站位东移25米后，正好碰上此处因其他原因无法进行地质补充勘察，导致无依据的设计，同时设计人员也未能根据区间的地质勘查资料对东移后的地质变化情况进行预测，从而导致富水地层渗水严重；c.设计人员对混合花岗岩中布置降水井间隔、深度有缺陷，其中的降水井深度仅深入车站基坑底部1米深，施工过程中不少降水井因井内渣土沉淀或者其他原因而无法满足降水要求。
四、管理原因分析
a. 未能在钟村站开挖之前对基坑内的降水井进行降水试验，从而无法确定车站基坑内外渗水情况的联动性；b.降水井施做完成后，没有对冲孔后的泥浆护壁进行很好的清洗，导致降水井内外没有很好联通，消弱了降水井的降水效果；c.在发现基坑内地质情况且富水后，未能及时有效的采取止水措施，任其地层继续液化；d.在共同确定具体的的施工方案后，未能快速进行止水施工，动作缓慢，浪费了大约10天时间，之后又是连续10天的梅雨天气，导致工地止水处理处于停工状态；e.虽然也预见性的提出了基坑底部存在富水的可能性，但设计未能采纳。f.在基坑开挖过程中未能预见性的避开梅雨季节，导致其在开挖过程中多次因连续阴雨不能进一步施工，基坑底部暴露出来后进一步受雨水影响加剧其液化速度。
五、结束语
总结如下：
1、在进行设计之前必须进行详细的地质补勘工作，以确保设计有依据可循；
2、在对待混合花岗岩的全风化、强风化地层设计时，除了对围护结构稳定性进行计算外，还需要对地下水的渗流情况进行计算，防止出现绕流；
3、基坑内的降水井深度一定要保持在基坑底以下2米，以防止降水井内碴土淤积过高，失去作用；另外降水井的间距依据地质条件的变化而变化，尽量加密布置。
论文作者:邹先科
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/9
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