陈 亮

(武昌区河道堤防管理所，湖北 武汉 430061)

水是诱发岩土工程失稳、破坏的主要因素[1- 3]。基坑工程开挖深度大，极易出现失稳破坏现象。在沿河地区，水量丰富汛期到来导致区域内地下水水位上升，增大了基坑失稳破坏的风险[4- 9]。因此，针对这一类型基坑分析其汛期风险是十分必要的，可为工程安全度汛提供参考。

1 工程概况

1.1 地理位置

长江武昌段某项目上游侧对应八铺街堤桩号2+660，下游侧对应八铺街堤桩号2+434。基坑开挖边线与八铺街堤背水面堤脚的最近距离为52.8m，地下室范围线与八铺街堤背水面堤脚的最近距离为55.0m，地面建筑与八铺街堤背水面堤脚的最近距离为60.5m。

1.2 场地地质情况

1.3 支护结构方案

基坑整体采用“钻孔灌注桩+一道钢筋砼内支撑”的支护形式，桩外侧采用厚度为700mm的CSM工法水泥搅拌墙落底式止水帷幕(墙底进入隔水层⑥黏性土层不小于2m)。

除基坑北侧中部采用双排桩支护、4#楼东侧采用双排桩支护+临边坑底被动区加固外，其他区段采用单排桩支护。主楼电梯井坑中坑采用五面封处理，坑壁设置双排Φ650@400三轴水泥搅拌桩，桩长为3.6m(1#～4#住宅楼)、3.8m(6#、7#楼)，咬合200mm；坑底设置Φ650@400三轴水泥搅拌桩封底加固，桩长2m。

1.4 地下水控制措施

地下水控制措施为侧壁止水厚度为700mm的CSM工法水泥搅拌墙落底式止水帷幕，墙底进入隔水层⑥黏性土层不小于2m)+中深管井疏干排水。

原设计拟布设35口管井(坑内降水井25口、坑外观测井10口)，降水井过滤管、井管底均位于④-1粉细砂层。场区落底止水帷幕已实施完毕，根据基坑整体抽水连通性试验结论，水泥土搅拌墙平均渗透系数为1.27×10-6～1.55×10-6cm/s。

受周边环境影响并兼顾施工出土作业，场区实际实施15口降水井、5口观测井，其中3#楼、4#楼区域3口(井号J2J1- 9～11)降水井已随地下室结构建成而封堵。

2 基坑风险分析

2.1 地下室上浮风险分析

地下室设计标高为30.150m，抗浮设计水位取室外地坪标高30.000m，坑底标高取为19.15m，则抗浮水头差为30.000-19.150=10.85m。

2.1.1 抗浮措施

本工程主要通过结构自重、地下室顶板覆土及抗拔桩来抵抗水浮力。抗拔桩抗拔承载力特征值Ra′=1500kN。结构自重及顶板覆土主要由以下几项组成。

(1)顶板覆土荷载：q1=16×1.2=19.2kN/m2。

(2)顶板结构等效荷载：q2=23×0.35=8.05kN/m2。

(3)负一层结构等效荷载：q3=23×0.2+18×0.1=6.4kN/m2。

(4)底板及承台等效荷载：q4=23×0.5+18×0.15=14.2kN/m2。

由此可计算出抗拔桩等效荷载：

q5=1.05×10.850×10-q1-q2-q3-q4=66.075kN/m2。

2.1.2 各阶段抗浮水位计算分析

(1)底板及承台施工完毕。此时通过抗拔桩、底板及承台自重2个部分抵抗水浮力。对应抗力为：q抗1=q4+q5=80.275kN/m2。折算水头为：h1=80.275/10/1.05=7.645m。换算成抗浮水位标高为：H1=19.150+7.645=26.795m，即允许的最高水位标高为26.795m(绝对标高)。

(2)负一层梁板施工完毕。此时通过抗拔桩、底板及承台自重、负一层结构自重3个部分抵抗水浮力。对应抗力为：q抗2=q3+q4+q5=86.675kN/m2。折算水头为：h2=86.675/10/1.05=8.255m。换算成抗浮水位标高为：H2=19.150+8.255=27.405m，即允许的最高水位标高为27.405m(绝对标高)。

(3)顶板梁板施工完毕且未施工顶板覆土。此时通过抗拔桩、底板及承台自重、负一层结构自重、顶板结构自重4个部分抵抗水浮力。对应抗力为q抗3=q2+q3+q4+q5=94.725kN/m2；折算水头为h3=94.725/10/1.05=9.021m；换算成抗浮水位标高为H3=19.150+9.021=28.171m。即允许的最高水位标高为28.171m(绝对标高)，高于堤段设计洪水位27.88m。

(4)顶板覆土施工完毕后。此时通过抗拔桩、底板及承台自重、负一层结构自重、顶板结构自重、顶板覆土5个部分抵抗水浮力。对应抗力为q抗4=q1+q2+q3+q4+q5=113.925kN/m2。折算水头为h3=113.925/10/1.05=10.850m。换算成抗浮水位标高为H3=19.150+10.850=30.000m。即允许的最高水位标高为30.000m(绝对标高)，高于堤段设计洪水位27.88m。为确保施工安全，项目拟于坑内预留8口备用管井，对保留的管井上部加长至设计洪水位，于汛期对坑内地下水位实时观测。

2.2 基坑渗流风险分析

截至2022年4月11日，项目基坑支护、桩基工程已全部实施完毕；3#、4#楼区域已完成地下室结构施工，正在进行地上结构施工；1#、2#楼区域地下室底板已施工，正在进行地下室结构施工；6#、7#楼区域已挖至坑底，尚未完成地下室底板。

2.2.1 计算断面

过基坑距背水面堤脚最近，过基坑开挖最深的6#办公楼及其电梯井坑断面，且本断面为项目地下室施工进度最慢区域。

各土层渗透计算参数及允许渗透坡降见表1。

2.2.2 计算工况

汉口站水位为设防水位时，在达到稳定渗流的情况下，6#、7#楼区域地下室底板尚未封闭，不考虑降水井的作用，落底式止水帷幕渗透系数按连通性试验结果扩大5倍取为5×10-6cm/s，对场区能否满足渗透坡降稳定要求进行复核计算。

2.2.3 计算结果与分析

经分析计算，计算断面在计算工况下渗透计算成果见表2。

3 可能出现的风险及应对措施研

场区后续可能出现的风险主要包括基底突涌、基坑侧壁管涌。

3.1 基底流土、突涌

对轻微的流土，可采用加厚垫层、加快浇注“压住”流土。若仍未止住，可反压沙包和土包，查明渗漏点，在渗漏点周围采用注浆加固形成防渗帷幕。对严重的流土，应立即停工，进行回填。

针对突涌可采取加强排水、增加降水井数量、使用混凝土封堵等措施进行处理。

3.2 基坑支护结构侧壁管涌

施工过程中，如支护体内侧出现管涌，可用如下方法处理：①插入导流管进行排水；②设置二道围堰，中间填充碎石；③灌注混凝土加固。

3.3 基坑基底管涌

工程采用落底式止水帷幕截断坑内外水力联系，汛期发生坑底大面积管涌的险情可能性较小。由于底板后浇带处将于2023年1月进行封闭，故2022年度汛期可能在后浇带区域出现管涌险情。

当基坑坑底发生基底管涌时主要使用反滤的抢护方法，具体包括反滤围井、反滤层压盖。

3.4 降水井抽水带砂

降水井运行过程中如发现抽水带砂现象，应立即停止运行此口降水井，增开其临近降水井，并立即准备普通硅酸盐干水泥，对该降水井管进行回填，之后用底板同标号混凝土封死井口，并加设封井钢板。

表1 项目渗流计算各土层渗透系数综合取值表

表2 计算断面渗流成果表

4 结论

(1)根据深基坑工程的实际施工进度情况，复核计算基坑渗流和地下室上浮风险，经计算，该项目地下室抗浮稳定性满足要求，基坑渗流亦满足相关要求。

(2)深基坑工程在汛期安全风险较大，在度汛期间沿河深基坑工程仍可能出现的突涌、管涌、降水井带砂等风险，针对这些风险源，提出了相关处理措施。

(3)在度汛期间，需要加强深基坑工程监测预警工作，出现相关风险应及时采取应对措施，降低工程损失。