基坑涌水涌砂情况

杭州地铁秋涛路站东区基坑施工涌水涌砂情况分析摘要：本文以杭州地铁秋涛路站东区基坑施工两次管涌为例，详细分析了管涌发生的原因、处理措施以及粉土、粉砂地层的特点，并对深基坑工程降水的重要性、围护结构渗漏的检验方法、围护结构加固方案安全性验算方法和下一步如何防止管涌发生，提出自己的看法。关键词：基坑施工涌水涌砂情况分析一、工程概况杭州市地铁一号线试验段秋涛路站位于杭州市秋涛路与婺江路交叉路口，沿婺江路地下布置，穿过秋涛路和新开河。秋涛路站为地下双层岛式车站，总长259.6m，车站宽度18.9m，采用双层双跨箱形框架结构，顶板覆土埋深约5.0m，车站结构底板埋深约18.0m，车站围护结构采用Ø1000@750钻孔咬合灌注桩，插入比约为1:0.8。二、工程地质和水文地质根据工程详细勘察报告，基坑开挖影响范围内各土层的岩土物理力学指标如表1所示：表1逝土层编号决土层名称球层底高程墓（屡m辫）崭土粒比重螺Gs市空隙比裕e思内摩擦角蔬Φ妹内聚力姑C(KP拍a)确渗透系数楼K躁①居杂填土过6.22孩②谨-1史砂质粉土耀1.31统2.70断0.85海3傻28到8奴3.50壶E-04欺②瘦-3艺砂质粉土络-2.1枣8件2.70局0.78政8朽30办6俩4.50底E-04桶②壳-4界砂质粉土与-4.8钉8宫2.70节0.85索8谱29秋7访4.50贯E-04犯②元-5孤砂质粉土排夹粉砂幼-7.1许3禽2.69阁0.77病2猪31扁5单5.00名E-04感②凝-6颂砂质粉土梅-8.6隶8评2.70胆0.91古6忆20蓄6叫1.00层E-04盗②刻-7绳砂质粉土垄夹粉砂创-14.胆53挎2.70道0.77事5拣30砍5己6.00虹E-04永⑤丽淤泥质粉勺质粘土醒-17.隆68种2.73陆1.06则7魂11木19镇5.00能E-07吨⑥兼-1奸粉质粘土掠-20.贩28遵2.73爸0.86医6画16悲51胃1.00斧E-07已⑥跨-2绑粉质粘土渣-24.宁78捎2.72券0.70宵0帆18沾52灿1.00格E-07惜⑥湖-3吃粉质粘土知夹粘质粉电土说-27.棋93崖2.72幅0.69谊1蓄20赚35默1.00旱E-06叔⑧吓-1花中细砂通-30.甩18拔2.68颈0.82颂9锦33踪2分⑧竭-3冷圆砾夹卵览石岛-44.凯98毯2.7本场区地下水分布为两个主要含水层，即浅层潜水和深层承压水。浅层潜水属孔隙性潜水类型，主要赋存于上部①层填土和②层粉土、粉砂中，补给来源主要为大气降水及地表水，地下水位随季节性变化，勘探期间测得地下水位埋深0.85~3.45m。承压水主要分布于深部的⑧-1层中细砂和⑧-3层圆砾夹卵石中，水量较丰富。隔水层为上部的粘性土层（⑤、⑥层），承压水头埋深约在地表下5m，即黄海高程3.62m。三、该基坑工程特点综合场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境条件，本工程具有如下特点：1、基坑开挖深度较大，最深达到18m；2、基坑周围地下管线密集、邻近建筑物多，环境条件较差；3、基坑开挖范围内主要为砂质粉土，基坑开挖时，极易产生侧向变形导致开挖面隆起而引起边坡失稳及基坑涌水等不利现象；4、基坑底有淤泥质粉质粘土下卧层（层面距离坑底约5m），该层物理力学性质指标尚可，渗透系数较小，对于坑底抗管涌比较有利。总之，该工程场区地下水位高、土层渗透系数大。同时粉土粉砂地层对基坑涌水极为敏感，围护结构一旦漏水影响范围很大，因此地下水位的控制和围护结构的止水性能是本工程成败的关键。饱四、管涌量发生情况押该工程由嗓于受拆迁赔及秋涛路抖交通疏解多的影响，枪为确保总辜工期不受型影响，将上车站以秋渣涛路为界黎，分为东夫、西两区胀施工。在目秋涛路中廉心（主字体省1梁7源轴处）设雀临时封堵岁墙（咬合腾桩墙），煌先封闭东寨区基坑，短进行东区录基坑开挖金和主体结称构施工。导东区基坑烂开挖察自必0高4迟年吹8紫月哑1恩1夕日开始辰，姻0挎5咸年棕1扮月世6怠日结束。材施工期间玻共出趋现暮2市次管涌，袭第一次管阶涌时间挣为促0腥4泻年首1袖1薪月管2脾日下钱午瓶1轨7泊∶浇1眯0嚼分，管涌从点位于缝第茎1垮1慌段基坑南透侧盗，暂273焦#蓄～萝274信#捏桩间坑底叉，达到样2足0斤∶渣3瞎0殖分处理完疫共涌出泥狡砂奋约绢240m饰3忆左右。涌阳水前挽第水1膊1串段基坑已毫基本开挖川到设计标厨高，开始勾进行清底掘。撑273呈#疗～故274捧#膀桩间渗漏升处理也已及接近基底烧。税管涌造成念基坑南侧叮（距基坑汤边诉约幸20葬m杜）异1氧户三层居敬民楼向北顺侧倾斜，暮围墙出现龟裂缝，裂扭缝宽度最简大毯达竟10c洞m常左右；南悲侧原婺江埋路面下沉贫，最大下件沉量破约绝50c吐m困；婺江路冬地下自来旗水管开裂锹，造成自浮来水供应痕中断。此供次管涌波乳及范围虫：蓬273需#述～蹄274眨#骄桩向南最况远翻达材44.5盖m疲，向东兆约医39.7滤m泊，向西范约艺12炼m羞。浓第二次管薪涌时间坡为盐0腐5砖年炎1员月纽1合0舅日下倾午赖1控4躲∶搅1删0疗分，管涌献点位于听第撕8钻段基坑内镰，距渠第稍9纪段底板（庭已浇注完瘦成）端头毫约斥5重米处，管垒涌前傲第聋8厘段基坑垫礼层、防水北板及细石梦砼保护层愁已施工完千。厘到看2士0啄∶到1愧0男分处理完求共涌出泥叼砂松约抬40m华3缝左右。处庭理过程中绩发现基坑三南侧距第且一次管涌炎点以西役约傍1竖0碎米处地面盖出现轻微武裂缝，最照大裂缝宽两约柄5m奶m颗，长餐约民10蚊m赴，沿基坑揭纵向分布提，影悬响范围向铁南最远左达因20占m专左右。地赢面最大沉喝降盼3c油m季。未造成最其它财产角损坏。课两次管涌到点平面位雀置示意图允如下：太图仇一笛岂管涌点平唉面位置示豆意图犁五、管涌峰原因分析团1批、第一次扁管涌原因变分析渣第一次管仍涌发生的悔主要原因纱为咬合桩谷开叉，根饰据咬合桩代施工记录凳，粘273枕#敬、蒙274睬#昏桩成孔过钻程中因套么管钻头变铺形，造成咽桩垂直度百偏差（实贪测垂直度攀在浆5袖‰家左右）。拘从两个桩萍开挖后的兴实际情况厦看喜，害8倍米以后两吉桩之间出枯现开叉迹刺象，开挖验到坑底后律开叉量却达续15c宿m云左右。根帆据施工记拨录和实际现开挖情况讲，基坑开睁挖酿到故7辛m唇后，即提释出在桩后燕施族作企3午根高压旋乘喷桩，旋狱喷深度根误据经验确愁定为基底本下井3宜m来的止水加免固方案。户根据抗管炮涌稳定性咳验算，此落时实际水幸力梯度大展于临界水阶力梯度，滑随着基坑联开挖深度抢的增加随际时出现管肃涌失稳破圆坏。勾如图二所纷示，可通台过下式验月算基坑底晋部稳定性肝：养图斤二顿绪坑底土体斥渗透计算幅简图批K影s狂=i腰c款/茅i域；彻式中辽：诊i铸c靠—科—凯坑底土体叼临界水力帽梯度斜，喂i息c亏之=孟（喷G副s装－磁1冶）刺/较（战1+没e煎）；曲G垫s贤—爆—鬼土粒比重抱，缺取孔2.筒7庸；币获柜e诊—宁—却坑底土体忽天然空隙渴比，啄取霜0.8喝5扁；鸦贼其i畅—翼—仔坑底土体财渗流水力歪梯度叠，链i=h箭w特/置L溪；教联h三w袭—廊—兰基坑内外炮土体的渗欣流水头牌（蜡m秀），取坑贵内外水头怒差宴h驾w证=14版.折5蓄；骨磁辟L才—馆—乞最短渗径洁流线总长知度主（浸m拾）娃，为L=14农.5+2腹×失3梯（旋喷桩岩深入基底霸下次3摘m萍计）；姥K境s阅—获—翼抗管涌或狗抗渗流稳庭定性安全固系数，征取妹1.吓5控～射2屈。帜经验算，揭当旋喷桩事深入基底虑下凡3扮m描时：折K纺s盈=i缸c寿/i=款0.9雹19/0躁.71=遵1.2领9捏〈仰（冻1.任5虾～堂2届）未啦置验算结果崭表明，咬攀合桩开叉屈处旋喷桩辉止水帷幕厨的深度不坝满足抗管岁涌稳定性擦要求（经进验算止水愿帷幕深度于应伸入基执坑底以下帆不小珠于法5售m雄）。此次编管涌的主等要原因忙：丸①槐咬合桩开绝叉窄；陶②浊旋喷加固唱措施不到邻位。拨2掌、第二次群管涌原因扩分析搞管涌发生击后立即将碍漏水点处予防水板揭游开，对渗逐流情况进落行观察，连用手触摸终发现漏水截点位于接腐地网沟槽业处，直径管约愁2彩0渗～哗30c厌m肉，水流方栽向自东向否西（即由错第混9秋段底板下式流出）。村由于管汇涌前基坑座内降水工钩作曾因停史电而停止笔降水约半阻小时，分夏析管涌可邮能是因降精水停止使假坑内水位到升高，地付下水沿接吗地网沟槽笔涌出并突迈破较薄弱绪的接地网黄沟槽垫层辰涌入基坑狸。荣管涌处理奥进行臣约进2第小时后，息发现询第喷1碌0购段基坑南史侧歼（杂2蓝4碌轴处）地渔表似有劝2云～捧5m颂m尺宽裂缝出底现，同时独测得位摊于串2涛4常轴处的坑委外水位监饶测拐孔匀SW爆8晕水位下降钳了子3厘米多。据捎此推断，闻基智坑适2成4违轴附近的给咬合桩在喂底板以下钞开叉，基换坑外潜水射从基底以身下咬合桩沾开叉处进炒入基坑内冲。富此次管涌乞发生的主过要原因利：素①羽由于坑底曲以下咬合说桩开叉使哥坑内外地璃下水连通糕，当保持量坑内降水缩不中断时状，坑内降威水使坑外里水位下降溪，而使坑慌底土体渗驴流水力梯滑度减少，眼在临界水恳力梯度值治不变的情喉况下，抗利管涌稳定愧安全系数钻增大，此沙时则不会符发生管涌好。辉1缺0谦号中午停舅电后，基鸡坑内降水累中断，使系坑外水位驰升高，坑孝内外水头牺差增大，帜抗管涌稳啊定安全系恐数降低，所而导致管烦涌发生浇；太②间坑内降水哲中断后，瓶也使坑内暴水位上升糊，并对底屠板产生压参力，结构情较松散的因接地网沟敏槽回填土泄受到破坏威，形成空棉洞，使底筐板下高压勉水沿着接则地网沟槽血涌入完第胳8坡段垫层下薄，从后浇骄注的强度内低、较薄微弱的接地摇网沟槽垫链层处涌出世。如图三皂所示。膜图谋三多吃车站底板桃结构示意禁图能六、抢补沈措施犹为防止管浅涌对周围迈环境造成合大的影响积，施工单键位会同有颂关专家积勿极商讨对谱策，暂停车基坑开挖困，采互取阻“金支、补、词堵、炼降满”殿的有效措遵施，迅速疏控制了险系情。措施守如下：武1团、对支撑容结构（钢向支撑、钢听围檩等）裙进行排查尊补强，确炎保围护的屑整体安全三；掩2蜜、以渗漏而点为中心疮，在四周谜堆码土袋晌墙反压封旬堵；贞3究、在四周疯扩大土袋济墙围堵范磁围并浇注鹅砼，在继绩续增加反犯压重量的槽同时将土米袋墙连为塞一个整体值遏止涌水烧；轧4耕、基坑南名侧原婺江系路（现施榜工便道）肚禁止施工吗车辆通行绩；伍5悠、加强坑在内降水措库施，降低订水头差；裹6赛、现场不种间断的进烂行监测，污为进一步驾采取措施灭提供依据敏。梨抢补措施蝇完成后，丰及时采取旅高压旋喷哲或注浆的勿方法，对生围护结构皇渗漏点外施侧进行加疯固。丈七、施工和监测与动瓶态管理沃轰处由于管涌匀的发生，仿围护结构先变形较大斩，监测信钟息对工程艳施工运作厌起到了积斗极的作用愿。本工程眠监测项目花有善：博①途围护结构旱水平位移扶；些②支地面沉降万；痒③舍地下水位掏观测径；辉④残支撑轴力搜观测。监杰测信息情烈况综合如贼下：（欣以靠1助1愉月茂2云日管涌为姥例）影嚼1静、基坑变克形情况：共围护结构燥水平位移赔管涌明前抱CX1邀0倚累计最大盾位指移泥29.0面2m搅m宁，管涌后旬最大位移肠为构31.5浑m浩m骗，位于基忠坑苦深碌12.5摇m嫩处（此时学测点处已稿开挖到第浅五道支撑慰）；土体进水平位长移赴CX责6筹的位移呈确直线递增秒，由管涌悠前肢的忘32.1恋2m赤m疼增大母为判52.1搂6m威m陡；第一道柏支撑轴力呼减已少个1.5给t废，第二、驴三道支撑暑轴力分别刃增俱加蛇9字t效和嘱14那t秀，支撑总倍轴力仍在猪设计预加关值以内。稳说明此次拉管涌对基绞坑安全影测响不大。姑2虏、环境变睁化情况：顾漏水点处屯地面最大瑞沉降量民达推500m押m按，距漏水仓点渔2糖0钓多米以外应各测点最厦大沉降量定在歌3庭～灰12m俩m暴之间。管今涌对环境喂影响较大帝。之繁3珠、水位变恒化情况：群坑内水位显无明显变轧化。坑外市漏水点附壳近的水位狠观测猫井间SW急8普管涌后陡据降娘5凤m径左右，此帅时坑内外蓬水位差前由菠15册m僚减少赚到团10践m神左右，水锅位差对流突砂的产生谜已失去作敌用。抢补厕措施完成造约构3笛小时后，尤水位又回香升到原标撒高症。铁SW扮8把水位陡降洋证明围护弓体止水帷救幕填在荐SW务8断附近存在感缺陷，坑轨内外地下引水已连通准。八、结语球议1岸、粉土、肺粉砂地层坚中基坑围抱护结构止削水性能对悬基坑安全押和环境保县护至关重锡要，围护允体一旦出犯现涌水、胜涌砂波及历范围多旺在挠2珠～绒4梁倍基坑开萌挖深度，洪对环境危持害极大。生因此，围搁护结构施晚工质量的涝控制及基娃坑施工过辣程中对围抵护结构的采排查与补挣强工作，穷必须认真牌细致。竞2狭、对围护锄体渗漏点亦的补强加而固方案，粗须进行抗够管涌稳定躁性验算，逢不能仅凭盏经验行事唯。辩3肆、降水是苦深基坑工彩程施工的胀重要环节牵，坑内降坡水可固结号土体，提严高土体的寸被动抗力划，防止