□姜軍禮（上海同濟(jì)工程項(xiàng)目管理咨詢有限公司）□馮新軍（陸渾水庫(kù)管理局）

1.工程概況

該工程位于上海市,基坑開挖面積20000m2，周長(zhǎng)約620m，基坑開挖深度19.80～21.7m，基坑開挖至⑤2層；基坑圍護(hù)采用1000m m和1200m m厚地下連續(xù)墻,分別深入地下43.2m、53m，基本斬?cái)啖?層微承壓含水層。

該工程四周以道路和歷史建筑為主，道路下有較多的管線，場(chǎng)區(qū)距周邊道路、地下管線較近；基坑?xùn)|北角為歷史保護(hù)建筑，南側(cè)為過江隧道(距離基坑9m)和大直徑污水管，東側(cè)為外灘通道（距基坑13m）；周圍環(huán)境復(fù)雜，保護(hù)要求高。

上海土質(zhì)分9層，根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告，本工程場(chǎng)地缺失⑥層和⑧層粘性土層，共分7層；本場(chǎng)區(qū)內(nèi)⑤3層砂性較多，具有微承壓性，且⑤3層厚度相對(duì)較薄，下部的⑤4層在局部地段缺失，造成⑤3層和⑦層直接水力聯(lián)系。

該工程水文地質(zhì)現(xiàn)狀：

1.1 場(chǎng)地淺部土層中地下水為潛水類型，水位穩(wěn)定于0.32～0.50m之間，潛水位的動(dòng)態(tài)變化主要受控于天氣降水，豐水期為5-8月份，地下水位較高；枯水期為12-2月，水位較低。年水位變化幅度在1m左右。

1.2 ⑤3層含水層具有微承壓性，承壓含水層位于工程地質(zhì)分層的⑦層。概括上海地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，此層承壓水位埋深一般在地面以下3.0～11m，隨季節(jié)周期性變化，勘察期間（2011年5月15日至23日）承壓水水位埋深5.8～6.3m。參考專項(xiàng)抽水試驗(yàn)報(bào)告（2011年12月），實(shí)測(cè)水位埋深為8.0m。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，場(chǎng)區(qū)東南部局部基坑底與此層承壓水含水層地面相對(duì)厚度較小，有可能引發(fā)基坑突涌。

2.安全驗(yàn)算

根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，應(yīng)首先解決兩個(gè)問題：一個(gè)是承壓水降水和潛水降水，另一個(gè)是水井類型及數(shù)量。

2.1 抗承壓水突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算

根據(jù)該工程地質(zhì)報(bào)告，首先對(duì)該工程場(chǎng)地東南部局部存在基坑坑底與承壓含水層之間相對(duì)厚度較小的情況，進(jìn)行抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算。

基坑抗突涌穩(wěn)定性條件：基坑底板至承壓含水層的頂板間的土壓力大于安全系數(shù)下承壓水的頂托力。

即：h·γS≧Fs·γW·H

其中：h為基坑底至承壓含水層頂板間的距離（m）；

γS為基坑底至承壓含水層頂板間的土層厚度加權(quán)平均重度（kN/m3），本工程取 18kN/m3;

H為承壓含水層頂板以上的承壓水頭高度（m）;

γW為水重度（kN/m3）;

Fs為基坑抗突涌安全系數(shù)（取1.10）。

該工程地下車庫(kù)部分基坑開挖深度為19.7m、（絕對(duì)標(biāo)高-15.5m），主樓部分基坑開挖深度為21.7m、（絕對(duì)標(biāo)高-17.5m）。車庫(kù)區(qū)域承壓水頭高度為約26m，覆土厚度約為12m。主樓區(qū)域承壓水頭高度約為28m，覆土厚度約為10m。

根據(jù)公式：

根據(jù)上述驗(yàn)算，基坑開挖至坑底時(shí)，有突涌的可能性，必須增加減壓井。減壓井?dāng)?shù)量應(yīng)根據(jù)地下水三維非穩(wěn)定滲流數(shù)學(xué)模型計(jì)算，通過計(jì)算，本工程需要減壓井9口。

由于該承壓水頭是在平水期測(cè)得，而本工程的施工需經(jīng)過雨季，應(yīng)根據(jù)基坑坑底開挖完成時(shí)間確定是否要考慮在豐水期的降水方案；如在枯水期及平水期在基坑底部施工，則無(wú)需重復(fù)驗(yàn)算。

2.2 微承壓水降水井?dāng)?shù)量驗(yàn)算

本工程止水帷幕大部分隔斷⑤3層，根據(jù)抽水試驗(yàn)由于⑤3層出水量較小，滲透透系低，具有微承壓性；該層土體在降水時(shí)脫水較快，但恢復(fù)較慢；基坑開挖至坑底時(shí)，其主要危害就是土體隆起。故首先考慮將部分疏干井和降壓井合二為一，設(shè)置聯(lián)合井。

《基坑降水技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：?jiǎn)尉髁浚?m3/h，且周邊無(wú)主要建筑物，疏干井和降壓井可以合并為聯(lián)合井。

《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：管井的出水量q(m3/d)按以下經(jīng)驗(yàn)公式：

q=120×3.14×R×L×K1/3

R為過濾器半徑；m（根據(jù)施工方案，R=0.136m）;

L為過濾器在含水層長(zhǎng)度；m（根據(jù)施工方案，L=6m）;

K為滲透系數(shù)；m/d(根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，K=8×10-6cm/s)。

根據(jù)上述公式計(jì)算：q=0.4m3/d，＜1m3/h，可以用聯(lián)合井代替⑤3降壓井。

2.3 潛水降水井?dāng)?shù)量驗(yàn)算

由于本工程沿地下連續(xù)墻周圍有8m寬的坑內(nèi)裙邊加固，伸至基礎(chǔ)底板下7m。疏干井?dāng)?shù)量計(jì)算一般按照下面公式：

N為疏干井口數(shù)；

S為基坑內(nèi)需要考慮的疏干面積；m2

A為疏干井疏干有效影響面積（一般為220-250）；m2

故：坑內(nèi)疏干井（20000-620×8）÷250=60口。

疏干井和⑤3降壓井合二為一，布置成聯(lián)合井。

3.通過上述計(jì)算確定了降水井的類型、數(shù)量，在監(jiān)理過程中，監(jiān)理人員在過程控制中應(yīng)該督促施工單位采取的技術(shù)措施、管理措施、應(yīng)急措施及控制要點(diǎn)。

3.1 進(jìn)行地下水控制應(yīng)把握的主要技術(shù)要點(diǎn)

3.1.1 熟悉擬建場(chǎng)地地下地質(zhì)報(bào)告勘測(cè)范圍內(nèi)基土分層規(guī)律，工程地質(zhì)特征，各土層土力學(xué)參數(shù)。

3.1.2 熟悉地下水水文地質(zhì)條件：地下水的類型、埋藏條件、滲透性、承壓水水位、地下水與周圍的水力聯(lián)系。地下水漏斗的影響半徑，地下徑流補(bǔ)給區(qū)、排池區(qū)。

3.1.3 可能存在的環(huán)境水文地質(zhì)問題：地下各施工段圍護(hù)施工情況，出現(xiàn)滲漏的形式及特點(diǎn)，注意周圍環(huán)境，即周圍建筑物、構(gòu)筑物、地下管線、道路現(xiàn)狀、基坑圍護(hù)變形。

3.1.4 降水井點(diǎn)布置、數(shù)量井類型，在施工區(qū)段根據(jù)要求，施工方案要求，降水控制措施，做到按需降水，控制土方開挖方式、程序，嚴(yán)格按16字方針組織實(shí)施。

3.1.5 井點(diǎn)施工過程中必須進(jìn)行必要的降水驗(yàn)證。包括單井驗(yàn)證、中期驗(yàn)證、最終驗(yàn)證，以提供施工、優(yōu)化方案依據(jù)，并最終滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1.6 編制應(yīng)急預(yù)案：應(yīng)注意主要針對(duì)地基隆起、突涌，圍護(hù)滲漏、管涌和突然停電等，以及相應(yīng)工況下應(yīng)急物資、設(shè)備設(shè)施、技術(shù)準(zhǔn)備。

3.2 控制要點(diǎn)及措施

3.2.1 深井施工運(yùn)行過程中的管理措施

深井降水系危險(xiǎn)性較大的分項(xiàng)工程，施工方案必須經(jīng)過專家論證，且有必要的安全驗(yàn)算。編制承壓水降水井具體降水運(yùn)行工況控制表，按需抽水，隨開挖深度加大逐步降低承壓水位，避免過早抽水、降深過大。應(yīng)同時(shí)進(jìn)行周邊環(huán)境沉降觀測(cè)。挖土施工盡量提高效率，縮短挖土?xí)r間，相應(yīng)減少基坑裸露時(shí)間，同時(shí)減少降水降壓對(duì)周邊環(huán)境的影響?？茖W(xué)信息施工，注意沉降速率、累積沉降、坑外水位變化。如有異常，及時(shí)研究保護(hù)方法。停止降水時(shí)應(yīng)注意驗(yàn)算基礎(chǔ)的抗浮穩(wěn)定性。配備雙路獨(dú)立電源。坑外壓力合力在開挖面以上1/3高度處，水土壓最大，因此應(yīng)注意開挖面以上一定是否存在滲漏點(diǎn)。

3.2.2 深井降水控制技術(shù)措施

3.2.2.1 疏干井濾料宜用粗砂，濾料柱定粘土厚度≮3m；濾管厚度、材質(zhì)等應(yīng)有相關(guān)質(zhì)量證明證書，注意其耐壓試驗(yàn)證明和焊接質(zhì)量。

3.2.2.2 降水運(yùn)行前應(yīng)重新測(cè)量各井井口高度及水位。疏干井應(yīng)隨開挖逐步降水至開挖面以下1～2m。根據(jù)井內(nèi)水位，有水即抽，無(wú)水即停；如降水周期較長(zhǎng)，應(yīng)注意地下水的腐蝕性及選用井管材料的耐腐蝕性。本工程降壓時(shí)間約為1年。降壓井嚴(yán)禁割除裸管部分，降壓時(shí)，合理控制降深，控制水位不低于計(jì)算水位下0.5m，同時(shí)應(yīng)注意出水含沙率；降壓井穿越加固層，鉆頭進(jìn)入含水層前，護(hù)壁泥漿應(yīng)全孔置換。降壓井回填濾料及粘土球時(shí)應(yīng)用測(cè)繩測(cè)試，誤差應(yīng)小于10cm；注意濾管的埋深、長(zhǎng)度，應(yīng)全數(shù)隱蔽驗(yàn)收。

4.風(fēng)險(xiǎn)工況的應(yīng)急措施

根據(jù)本工程特點(diǎn)、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，降水過程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)工況主要有以下2種情況：

4.1 地下連續(xù)墻圍護(hù)施工質(zhì)量差，開挖過程中圍護(hù)產(chǎn)生一定變形，導(dǎo)致墻體出現(xiàn)涌水，出水量較大。

應(yīng)對(duì)措施：

4.1.1 如涌水點(diǎn)出現(xiàn)在開挖面以上，肉眼可見，其堵漏思路是將涌水轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)漏或者線漏。堵漏工序如下：

清理漏點(diǎn)——引流——模板支設(shè)——澆筑超早強(qiáng)混凝土——治理點(diǎn)漏、線漏——坑外堵漏。

4.1.2 涌水點(diǎn)在開挖面以下，肉眼不可見，其堵漏思路是首先固沙。堵漏工序如下：

漏點(diǎn)堆載——坑內(nèi)靠墻處高壓注漿——坑外堵漏——坑內(nèi)堵漏。

以上兩種堵漏方法，其思路就是首先使涌水量減少或形成內(nèi)封閉，為坑外堵漏創(chuàng)造條件，贏得搶險(xiǎn)時(shí)間，然后根據(jù)實(shí)際情況，將滲漏隱患消除，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。

4.2 地質(zhì)勘探未探明的承壓水滲流通道，導(dǎo)致承壓水沿著滲流通道上升，形成管涌，出水量較大；應(yīng)對(duì)措施是固沙，斬?cái)酀B流通道，其工序如下：

漏點(diǎn)堆載——土體化學(xué)注漿——增加降壓井。

4.3 應(yīng)急物資：根據(jù)以上風(fēng)險(xiǎn)工況及搶險(xiǎn)工藝，應(yīng)主要準(zhǔn)備以下物資和設(shè)施：

鉆探設(shè)備、注漿設(shè)施、麻袋、水玻璃、超早強(qiáng)水泥等以及必要人力資源。

5.結(jié)語(yǔ)

本工程周圍環(huán)境復(fù)雜，深基坑施工包括多項(xiàng)危險(xiǎn)性較大分項(xiàng)工程，施工過程中存在較多風(fēng)險(xiǎn)。為降低風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采取以下措施：

5.1 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工一體化，在工程設(shè)計(jì)階段即根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方案比選；較大工程可以采用設(shè)計(jì)施工總承包模式；

5.2 降水是基坑開挖的準(zhǔn)備工作，無(wú)論是降水，還是基坑開挖，必然會(huì)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，因此必須貫徹“以水位控制為前提，以沉降控制為核心”的理念，強(qiáng)化信息化施工；

5.3 監(jiān)理人員在降水施工過程控制中，應(yīng)始終把握好基礎(chǔ)性的工作，嚴(yán)格監(jiān)理，嚴(yán)格監(jiān)理程序控制，加強(qiáng)巡查力度，善于發(fā)現(xiàn)問題，并督促施工單位及時(shí)整改。