张 龙

1 工程概况

某高层住宅楼西、北两侧临市区主要街道，东、南两侧紧邻6层住宅楼，由高层住宅部分、二层商业裙房及地下车库组成。其中高层住宅楼地上33层，地下2层。平面布置为矩形，建筑总高度96.75 m，平面尺寸为42.0 m ×17.6 m，纯剪力墙结构，预应力管桩基础，设计桩长20 m，基坑深度8.9 m。工程平面及场地环境条件如图1所示。

2 地质条件

楼座基坑的影响范围内地质情况条件如下:①1杂填土:杂色，主要由灰渣、煤渣、碎石块、砖块、白灰等建筑垃圾组成，含煤屑、植物根茎、腐殖质、有机物等。结构松散，均匀性差，标贯试验锤击数N=4.2 ～11.0，平均 5.9;静力触探比贯入阻力 PS=3.84 MPa。层厚2.85 m ～8.90 m，平均 4.96 m，层底埋深 2.9 m ～ 9.00 m。①2素填土:褐黄色～褐色，主要由粉质粘土、粉土构成，含云母、植物根茎、砖屑、煤屑、氧化铝等。该层呈湿、松散状态，具有中等压缩性。土质不匀，力学性能较差。

据了解场地情况，施工场地原为旧城区，经年久回填形成现有地形。②粉质粘土(Qlal+pl4):褐黄色～褐灰色，含氧化铁、云母、煤屑等，局部地段夹有薄层粉土透镜体，并混有砂质颗粒。软塑～可塑，具有中等可压缩性。无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。压缩系数 a1－2=0.169 MPa－1～ 0.505 MPa－1，平均0.334 MPa－1;N=3.0 ～ 7.0，平均 5.2;经杆长修正后 N=2.4 ～6.5，平均4.4。PS=1.47 MPa。层厚2.00 m ～5.30 m，平均 3.61 m，层底埋深10.60 m～13.60 m。③细中砂(Qlal+pl4):褐色～褐灰色，矿物成分以长石、石英为主，含有云母、煤屑等，并胶结有大量粉土等。饱和，呈稍密～中密状态。该层不均匀系数CU=6.71，曲率系数 CV=1.04，颗粒级配中等。N=13.0 ～28.0，平均 19.6;经杆长修正后 N=9.8 ～ 22.8，平均 13.9。PS=12.02 MPa。层厚1.80 m ～4.80 m，平均3.28 m，层底埋深 15.00 m ～17.20 m。④粉土(Qlal+pl4):褐黄色～褐灰色，含氧化铁、云母、煤屑等。饱和，呈密实状态，具有中等压缩性，韧性低。压缩系数 a1－2=0.121 MPa－1～0.335 MPa－1，平均 0.224 MPa－1;N=13.0 ～ 22.0，平均15.7;经杆长修正后 N=9.2 ～15.7，平均11.3。层厚1.90 m ～4.20 m，平均 3.12 m，层底埋深 17.90 m ～ 20.10 m。⑤细砂(Qlal+pl4):褐色～褐灰色，矿物成分以长石、石英为主，含云母、煤屑等，并混夹少量中砂，局部地段夹薄层粉质粘土透镜体。饱和，呈中密状态。该层不均匀系数CU=3.82，CC=0.89，颗粒级配不良。N=19.0 ～45.0，平均 29.6;经杆长修正后 N=13.3 ～31.5，平均20.7。本次勘察只有1号～6号孔揭穿该层，层厚8.20 m ～

11.20 m，平均 9.40 m，层底埋深在 27.5 m ～30.5 m 之间。⑥粗砂(Qlal+pl4):褐色～褐灰色，饱和，呈密实状态，矿物成分以石英、长石为主，含有云母、煤屑等，局部含卵石、角砾、圆砾等并胶结有薄层粉质粘土，CU=7.80，CC=1.01，颗粒级配中等。N=34.0 ～56.0，平均29.8。层厚4.50 m ～ 7.90 m，平均 6.87 m，层底埋深34.7 m ～35.7 m。

3 地下水情况

②粉质粘土层以上地下水为孔隙潜水，含水层主要为①人工填土层，主要由大气降水和侧向径流补给，实测水位为地表下1.80 m～2.00 m;②粉质粘土层以下地下水为承压水，含水层为其下各砂土层，经分层测量，③细中砂层中初见水位为12.60 m，其水头为地表下5.00 m，低于潜水水位，实测混合稳定水位埋深为地面下1.80 m～2.00 m，与潜水水位相当。

4 基坑支护和降水方案

本基坑深8.90 m，采用φ500水泥土搅拌桩重力式挡土墙结合预应力锚索对基坑进行支护，桩长为自然地面下12.80 m，同排桩心距为350 mm。为限制重力式挡土墙的位移，在其上部采用单排锚索进行拉锚，间距1.4 m，孔径150 mm，锚索长15 m，与水平夹角为10°。帷幕桩内侧两排桩长17 m，封住第③层细砂含水层以免基坑降水产生附加沉降。西北角处由于高压线影响工作面不足，采用φ600水泥高压旋喷桩，桩长12.8 m，桩心距450 mm，排距450 mm。基坑降水采用管井法，井径600 mm，深12 m，共布置降水井20眼(见图2)。

5 涌水流砂原因分析

5.1 施工险情

开挖过程中，发现降水情况并不理想，从降水井中抽出的水量比较大，但挖土过程中挖出的土方较湿，至基坑底附近时，可见明水，采用排水明沟辅助降水开挖至基础底面;在基坑底面塔吊基础的附近，出现多个细小的流砂点，涌水涌砂。基坑底位于②层的粉质粘土层顶。为进一步查明实际情况，在基坑的西南角做一勘测孔，随即便出现了大面积流砂涌水问题，在下层承压水的压力作用下，泥砂向上不停喷冒，排水明沟被泥砂填满，且涌水涌砂的情况不断加剧，使工程处于抢险状态。

5.2 原因分析

原降水设计为降水井不穿透②层的粉质粘土层，降水井间距14 m，呈正方形布置，截水帷幕插入④层粉土中，按照封底型止水帷幕进行设计。需计算基坑底的抗渗流稳定性，根据《建筑基坑工程技术规程》关于渗流稳定性要求的分析计算，当上部为不透水层，坑底下某深度有承压水层时，计算坑底渗流稳定性，raw=0.7＜1.2，上部不透水层的厚度不满足抵抗承压水向上渗流，存在发生突涌或流砂涌水的可能。

由此可见，产生流砂涌水的现象的原因是:

1)承压水的压力过大，降水方案未考虑承压水可能的影响。

2)降水井设计深度偏浅，无法将潜水及部分渗透承压水有效抽出。

3)原降水方案考虑将④层粉土设为不透水层，截水帷幕为封底式帷幕，降水范围为基坑内不透水层以上部分，不考虑降水对周边建筑及环境的影响。但因管桩施工，导致在本身厚度及隔水能力有限的粉土层内形成较多渗水通道，基本失去隔水功能，再加上水泥土搅拌桩本身的施工质量原因，使原降水方案几乎失败。

4)开挖过程反映地质与地质勘察报告有出入，原降水方案中节水帷幕的插入深度偏小，无法有效阻隔水的渗流。

6 治理方案

根据现场情况，确定采取如下方案，采用防、排结合的方法，在出现涌砂渗水的区域设置反滤层，控制形成涌水流砂通道，防止地下水渗透带出砂及土粒，加紧垫层施工，加强抽、排水。具体措施为:

1)清理流砂区域，稍作整平，铺设整块棕榈垫，上部用多层砂袋压重，作为反滤层，使水沿盲沟或进入降水井，防止流砂外涌;2)利用现有降排水系统，加强降水及排水，使基坑底面具备浇筑垫层的条件;3)抓紧分块浇筑具备浇筑垫层条件的区域，并保持基坑原排水盲沟的通畅，在流砂区域增加部分排水盲沟;4)分块撤除设置反滤层区域的砂袋及棕垫，并在流砂及涌水严重部位的盲沟中埋设向上集水钢管将水向外引出，浇筑混凝土垫层，局部做垫层厚度加厚处理;5)在浇筑完成混凝土垫层后，对混凝土垫层上的渗水进行堵漏处理。在完成垫层的处理后，持续降水，终于彻底止住流砂及涌水，使工程具备施工防水卷材的条件，抢险工作完成。

7 结语

由于本工程地质情况复杂，地质勘探报告不能完全准确反映场地工程地质情况，故对降水方案选择及实施，造成较大困难。由此可见，方案的选择及完善，应建立在对地质条件尽可能的准确了解，对周边环境的分析评估、实地勘察，及对邻近工程的仔细调研的基础上。另外，在施工前，对可能发生的危险状况应有充分的考虑及准备，并做好应急预案及信息化施工，才能在施工中防患于未然。本例对类似地质条件下工程基坑施工具有一定的借鉴意义。

[1]丁晓军.浅析引渗井降水施工[J］.山西建筑，2009，35(16):91-92.