罗松明
湖南省隧道工程总公司
摘要：近年来，城市发展对城市地下交通提出了更高的要求，城市中地下车行通道以及人形通道的数量急剧增多，基坑施工在地下通道的修建过程中已成为了一种主要手段，由于基坑工程容易受到外部环境、工程地质条件以及施工因素等方面的影响，因此，基坑工程施工过程中会存在一定的风险。本文以华远金外滩北区下穿湘江大道地下车行通道及人行通道深基坑为研究对象，对该工程施工中止水帷幕渗漏的风险以及孔壁坍塌的风险进行了分析，包括有可能产生风险的各类因素以及风险防治措施两个方面，望本文的研究对类似深基坑工程施工可以起到一定的指导作用。
关键词：深基坑；工程；风险；控制
一、工程概况
（一）工程简介
本工程为华远金外滩北区下穿湘江大道地下车行通道及人行通道，地下车行通道及人行通道在下穿湘江大道时均采用浅埋暗挖法施工。地下车行通道全长163.46m，其中明挖敞开段长35m，明挖暗埋段长85.2m，下穿湘江大道段（浅埋暗挖段）长47.26m。车行通道净宽5.0m，人行通道净宽4.0m。根据地下通道的开挖埋置情况，将会在湘江风光带附近开挖深约0～12m的基坑。
（二）工程地质及水文情况
（1）基坑周边环境情况
该工程四周环境情况较为复杂，具体情况如表1所示。
表1 基坑周边环境情况
（3）水文地质条件
拟建地下通道及两侧无地表水体分布，场地所属环境类型为Ⅱ类，场地填土层、砂砾石层为透水层，其余地层为相对隔水层。本次勘察深度范围内发现一层地下水，其位置主要赋存于④-2圆砾层及②淤泥质粉质粘土底部含砂砾部位，水量较丰富；稳定水位距地面深度为7.8~11.9m，高程为25.28~31.07m；场地④-2圆砾层仅为其径流通道，水位随季节变化较大，其补给排泄与湘江联系较大。
（三）支护设计方案
结合地质条件及场地周边环境，本基坑采用钻孔灌注桩加止水帷幕的组合式支护结构，围护结构采用围护桩+内支撑形式，围护桩之间采用φ800mm高压旋喷止水。其中，临湘江侧的基坑围护，在围护桩外侧增设1排咬合桩进行止水，咬合桩采用φ800mm高压旋喷止水，桩间咬合200mm。所有旋喷止水桩进入岩层不小于1.5m。围护桩桩顶冠梁断面采用1.0×1.0m，采用钻孔桩施工，桩径1 m，嵌固深度4~6m。
二、施工风险分析
（一）止水帷幕透水渗漏的风险
（1）该工程有可能造成止水帷幕透水渗漏的因素分析
①外部环境的影响
由上文中基坑周边环境分析可以看出，该工程场地范围内埋设有大量的地下管道，同时，该工程的周边环境的一个显著特点就是距离河道很近，工程所在地的雨量较为充沛，当存在地下管道渗漏以及降雨量过大情况时，加之河流对场地内地下水的补给，有可能使场地范围内土体的含水量过大，当土体中含水量变大后围护结构所承受的主动土压力也会随之增大，当存在过大的主动土压力时围护结构会发生过大的变形，甚至有可能使止水帷幕发生断裂问题，从而导致坑壁产生透水渗漏，此时，外围水量过大就会造成严重的基坑事故[1，2]。
②施工因素的影响
如果施工过程中水泥搅拌桩施工质量不能满足设计要求也有可能使止水帷幕失效。常见的导致止水帷幕失效的施工因素有很多，如由于施工原因使水泥搅拌桩止水帷幕的垂直度出现超过1%的较大偏差、搅拌桩桩径偏差超过4%、搅拌桩桩位偏差大于50 mm，这些施工因素都有可能造成相邻两个搅拌桩之间的搭接长度不能满足设计规定的要求[3]，两个相邻的搅拌桩便会出现开叉现象，自然也就失去了原有的止水效果；施工过程中如果打桩的时间间隔在24 h以上，浇筑过程发生堵管问题，或者浇筑过程出现断浆现象时没有采取有效的措施立即停泵，那么可能会造成止水帷幕穿洞问题[4]，使止水帷幕失去止水功能；对于该工程而言，当帷幕与地层中圆砾及中粗砂没有形成良好的胶结或者由于水泥的掺入比不够问题存在时，会使搅拌桩的强度降低，同时降低止水帷幕的抗渗性能，这也有可能导致止水帷幕失效。
③其它因素的影响
实际基坑支护过程中，还有很多因素会使止水帷幕失去原有的止水效果，如两个相邻桩之间没有相互咬合或者咬合量过小、断桨后处理措施不当造成衔接量不够以及接缝不严、搅拌桩施工过程中搅拌不均匀导致夹层或夹块问题、水泥搅拌桩受地质原因无法与土体形成良好的固结等因素，这些因素都有可能使止水帷幕出现透水渗漏问题[5]。通常情况下以上因素造成的渗漏流量通常较小，但随着渗漏时间的增长，有可能将支护周边的泥沙夹带出原有土层，造成一定的安全隐患。
（2）止水帷幕渗漏防治措施
①开工前应对基坑周边环境周围环境、地下管线情况以及气候情况进行详细的调查，根据调查结果制定合理的预防措施。
②做好基坑内外部排水工作，该工程在车行地下通道与引道连接处（高程位置最低点）设置一座集水井，在人行地下通道东西侧出入口两端各设置一座集水井，以汇集通道内渗水、冲洗废水、由引道和洞口进入洞内雨水等，并于集水井内各设两台潜水泵将集水分段抽升至湘江大道两侧雨水井内。在车行地下通道引道入口处，结合1%的反坡并设置一道截水沟，并与城市排水管连接，防止地表水进入地下通道。
③设计过程中应保证止水帷幕全部进入不透水层；施工过程中严格控制旋喷桩的施工质量及水泥用量，避免出现由于施工操作不当引发的止水帷幕渗漏问题。
④高压旋喷注浆作业应连续进行，若施工过程中由于某些原因出现停机故障，当故障排除后，需向下搭接不小于500 mm的长度，这样做有利于保证固结体的整体性。
⑤针对不同地质土层的特征，要采取相对的措施来注浆完成，特别粘土、砂土部位，深部土层要适当放慢提升速度和旋转速度或提高旋喷压力等。
⑥当施工过程中出现止水帷幕渗漏问题时，首先应通过坑底排水系统将坑底积水排净，然后，应对水源及水流通道进行准确判断，采取有效措施进行封堵，封堵方法可采用较为常见的砌筑草袋子坝法，这样做既可以分散集中的水流，又可以减少由于渗漏造成的土体流失，为即将进行的堵漏创造条件。堵漏措施可采用高压注浆法在止水帷幕的外侧对帷幕及其后土体中的缝隙进行封堵加固，可采用双液注浆来加快水泥浆凝固。
（二）孔壁塌陷的风险
（1）该工程有可能造成孔壁坍塌的主要因素分析
针对该工程而言，笔者认为造成有可能造成孔壁坍塌的主要因素包括以下几点：
①施工过程中无法切实保证泥浆质量；②工程所在地降雨量较大，并且靠近合理，这些因素可能导致地下水位急剧上升，使既定的泥浆液面上升超过限值；③地下水丰富且流速较大，这可能导致泥浆无法在孔壁面上形成泥皮；④施工场地范围内的地质情况较为复杂，有可能存在一定的地下障碍物；⑤存在一定厚度的淤泥质粉质粘土层，该层土的承载力及稳定性较差；⑥施工过程中机械等上部荷载有可能是孔壁所承受的侧向土压力过大。
（2）孔壁坍塌预防措施
①钻孔过程中使用的泥浆的质量如果无法满足钻孔要求就有可能造成孔壁失稳，因此，施工前应通过一定的现场试验合理确定泥浆的配合比、做好钻孔过程中泥浆的管理工作以及泥浆再生处理工作。针对该工程而言，由于该地降水量较为充沛，雨水流入钻孔会严重影响泥浆质量，因此，钻孔外应做好排水措施。
②当钻孔过程中出现漏浆问题时应立刻采取相应措施，应将钻杆提出地面。对于该工程而言，地层的渗透系数在一定埋深处较大，因此，出现问题时应重新设计泥浆的配合比，必要时可掺加适量的防漏剂。
③当由于降水及附近河流的影响使得地下水流速过快时，此时钻孔施工前应对地基进行一定的加固处理。
④施工过程中机械等外部荷载造成的孔壁侧向土压力增大时有发生，因此，施工前应考虑这些因素的影响，可通过适当提高泥浆比重的方法来避免此类情况下孔壁坍塌问题的出现。
三、结论
河道边深基坑工程较易受到河流水流的影响，该工程地下水的补给及排泄与河流关联较大，加之工程场地范围内的地质条件较为复杂，因此，对工程施工过程中存在的风险进行分析是极为关键的。本文着重分析了该工程施工过程中可能存在的两类风险，一类是止水帷幕透水渗漏的风险，另一类是孔壁塌陷的风险，并对两类风险提出了相应的防治措施，对河道边深基坑工程施工具有一定的指导作用。
参考文献：
[1]邱辉.基坑工程项目施工风险评价与应对研究[D].成都理工大学，2014.
[2]安冬，李宝平，刘继龙，蔡斌.深基坑工程施工风险研究[J].门窗，2015，03：196+198.
[3]李全有.深基坑工程施工风险及控制分析[J].河南建材，2014，01：57-59.
[4]徐勇，王心联.深基坑止水帷幕失效原因分析及处理措施研究[J].地下空间与工程学报，2010，06：1251-1255+1284.
[5]浦春林，李苏春，刘晖.某临河基坑止水帷幕失效案例分析[J].水利与建筑工程学报，2015，02：158-161.
论文作者:罗松明
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：帷幕论文; 基坑论文; 通道论文; 工程论文; 过程中论文; 湘江论文; 风险论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;