陈岩

摘 要：结合地铁某基坑工程实例，从施工工艺、水文地质条件等方面对深基坑止水帷幕失效的原因进行了详细分析。结合现场的实际地质条件提出了有针对性的止水帷幕综合处理措施。

关键词：深基坑 止水帷幕 止水失效 处理措施

前言

止水帷幕是深基坑工程地下水控制的重要技术措施。止水帷幕是否可靠、有效，直接关系到整个基坑工程及周边环境的安全与地下水资源的保护。但在实际工程中，因止水方案选择不当、对现场地质情况调查不充分、施工质量控制不严等诸多原因，从而导致止水帷幕失效的情况时有发生，造成了很多基坑工程事故[1-2]。因此探讨和研究深基坑止水帷幕失效原因和治理方法具有十分重要的意义。

针对北京地铁某车站主体基坑工程的实例，对止水帷幕止水效果失效的原因进行了分析，并结合施工实际提出了有针对性的处理措施，希望能够为类似的工程提供一些参考。

1工程概况

1.1基坑周边环境

本基坑位于两条大街的丁字交叉路口，呈南北走向，车站北端伸入某公园内，南端位于城市主干道下方偏东侧。车站主体北端深入某公园内，最北端离公园南湖边约32m西侧离南湖最近处约38m，车站东侧离南湖最近处约9.6m，车站主体基坑南端东侧靠近一公寓，基坑外皮离其围墙约2m。平面位置如图1所示。

1.2工程地质与水文地质条件

基坑地层按地层沉积年代、成因类型，将本工程场地勘探范围内的土层划分为人工填土层（Qml）、第四纪全新世冲洪积层（Q41al+pl）、第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al+pl）三大类。

本站地下水类型分别为上层滞水（一）、潜水（二）和承压水（四）；根据沿线地下水的埋藏形式、含水层相对隔水层特点，地下水详细情况如下：

上层滞水（一）：水位标高为29.52～33.05m，水位埋深为1.40～7.33m，含水层为粉土填土①层、杂填土①1层、粉土③层，主要接受大气降水、管沟渗漏补给为主，以蒸发、向下越流补给的方式排泄。该层地下水分布呈无规律性，呈局部分布。

潜水（二）：水位标高为24.68～26.00m，水位埋深为8.90～11.97m，含水层为粉细砂④3层、粉细砂④4层、卵石圆砾⑤层、中粗砂⑤1层、该层地下水分布较为连续，水位标高随含水层的起伏而变化。主要接受越流及侧向径流方式排泄。

承压水（三）：水头标高为16.69～17.33m，水头埋深为17.24～19.67m，水头高度一般为4.5m，含水层主要为圆砾卵石⑦层、中粗砂⑦1层、粉细砂⑦2层，主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流方式排泄。

1.3支护及止水帷幕设计简介

结合施工场地周边环境，本车站主体及附属结构采用明挖施工，车站标准段宽度22.9m，底板埋深16.55m，顶板覆土为3.5m。基坑围护结构采用Φ1000@1500mm钻孔灌注桩，桩长约20m，嵌固深度为6m，换乘节点东西两侧，南北两侧均采用Φ1000@1400mm钻孔灌注桩，嵌固深度为8m。桩间采用旋喷桩止水，桩顶设冠梁。本站主体基坑围护结构拟采用Φ600×14的钢管支撑，共设置3道支撑，水平间距为3m。基坑平面内采用对撑，端部和角部采用斜撑。根据车站现状及实际情况，朝阳公园站围护结构阻水采用二重管高压旋喷桩，钻孔灌注桩桩间采用Φ800的旋喷桩阻水，桩长21m，外侧再做一层Φ600@400mm的止水帷幕，桩长21m。并辅助采用基坑内降水。基坑主体止水帷幕桩位示意图如图2所示，基坑主体围护桩剖面图如图3所示。

2止水帷幕失效分析

2.1车站基坑渗水情况

车站于2011年年初开始施作钻孔灌注桩，2011年9月初开始土方开挖。基坑土方开挖至距地面约14m时基坑侧壁出现渗水现象，且基坑底部积水，部分情况比较严重，出现明水流，引起局部桩间土流失现象，使挂网喷混凝土难度加大，对基坑的稳定性造成较大影响；开挖到基底时，基底部分位置地下水上渗，基底积水较严重，工作面泥泞，工人无法施工作业，并且给防水施工造成了一定的困难。见图4、5所示。

.2 止水帷幕失效原因分析

深基坑采用止水帷幕阻水，实际止水效果参差不齐，其主要影响因素有以下几方面：

（1）帷幕桩体施工质量原因

随着基坑开挖的深度不同，围护结构所受的土压力发生变化，高压旋喷桩成墙质量问题也会逐渐体现出来，如围护桩成墙时相邻桩之间相互没咬合上或咬合量较小、断浆后接缝不严或衔接量不够、“吊脚”现象、搅拌不均匀且有杂物造成夹层或夹块等因素，造成局部地段帷幕沿基坑周边未完全封闭，均可造成帷幕的渗漏。一般此种渗漏流量较小但夹带泥沙较多，基坑外围局部土体形成流沙，处理不及时会造成基坑外土体中形成较大的空洞，危及基坑及周围地下管线和建筑物的安全。

（2）基坑底部有较大水压力的承压水层

实际施工中止水帷幕墙深度位于基坑底板以下约6m，基坑开挖后等于地基卸载，土体中的压力减少，坑底降水井、结构柱桩、支护钢筋混凝土灌注桩等薄弱部位均有可能产生管涌和流砂。

（3）地表水对帷幕的破坏

地下管道渗漏、距河道和湖泊较近、降雨过多等造成土体含水量过大，使围护结构主动土压力增大，由此引发因围护结构变形量过大造成止水帷幕断裂从而产生渗漏，如果基坑外围水量过大，还有可能引发基坑工程事故。

依据基坑施工现场的实际情况，止水帷幕的局部失效原因主要有以下两方面：

（1）帷幕桩体施工质量原因

随着基坑开挖，维护结构桩土体压力也在发生变化，旋喷桩成墻质量问题也逐渐显现出来，基坑南端东侧局部相邻桩体咬合不严，基坑中段西侧个别相邻桩体断浆后衔接量不足，此原因造成局部地段止水帷幕沿基坑周边未完全封闭，造成帷幕渗漏，基坑侧壁渗水较严重，基坑底部积水量较大。

（2）地表水源对帷幕的破坏

车站主体基坑北侧和东侧靠近公园南湖，东侧距离公园南湖最近处约9.6m，由于实际补给水量较大，基坑东侧局部侧壁渗水较严重。

3 处理措施

针对基坑止水帷幕失效的情况，常规的处理方式多是采用注浆对帷幕进行全面的修补。由于本基坑场地周边补给水源充足、施工工期要求紧等原因，针对基坑止水帷幕存在“吊脚”现象，进行大范围的修补加固不仅造价高，而且会极大的延误了工期。

根据以上对止水帷幕失效原因分析，本站基坑针对止水帷幕的局部失效采取了以下处理措施：

（1）针对局部坑底积水现象，在基坑两侧设置边沟，并用级配碎石换填，中间埋设预先打孔塑料管，从而起到引流疏导的作用，如图6、7所示。

埋填级配碎石

（2）针对侧壁渗水，开挖结束、喷射混凝土后预先埋置导流塑料管，将侧壁渗水疏引到基坑两侧的边沟内，从而减少侧壁渗水对喷砼层的侵蚀，保证质量，如图8、9所示。

（3）基坑北端侧壁局部渗水量较大，及时采取注浆措施，在止水帷幕和围护桩之间封堵帷幕缝隙，并且固结围护桩周围土体，保证疏堵结合，综合治理，有效控制侧壁渗水，如图10所示。

4 结语

（1）深基坑旋喷桩止水帷幕作为一项地下隐蔽工程，其施工质量受地质条件、机具、施工工艺等多种因素影响，因此在施工过程中必须加强其施工质量控制，如不符合要求应立即采取补救措施，确保止水帷幕的有效性。

（2）由于旋喷桩施工过程不易控制，因此在基坑开挖过程中，在基坑两侧设置边沟，埋设预先打孔塑料管，并用级配碎石填埋，疏排基坑侧壁渗水，保证基坑施工安全。

（3）对于基坑局部渗水量较大的区域，采取注浆止水措施，并且基坑开挖后挂网喷混凝土时预埋设塑料软管，疏堵结合，综合止水。

参考文献：

[1] 吴林高.工程降水设计施工与基坑渗流理论[M].北京：人民交通出版社，2003：210-234.

[2] 钱万周.深层搅拌桩止水帷幕在软土地层施工中的应用[J].山西建筑，2008，34（25）：115-116.

[3] 谭国辉，邱秉达，陈守辉.复杂地质条件深基坑止水帷幕失效的诊断及综合治理技术[J].广东建材，2008，（6）：160-161，163.

[4] 劉利民.基坑工程事故的原因与对策[J].建筑安全， 2001，（8）： 9-10.