关于地下连续墙隔水失效的一些处理方法

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摘 要:某工程地下连续墙隔水失效，通过对比分析各种处理方法，最终采用管井降水方法，有效的解决了连续墙隔水失效而无法进行基础施工等问题。

关键词：地下连续墙 管井降水

中图分类号： K826.16文献标识码：A 文章编号：

1 前言

某大桥节点交通整治工程，位于该大桥北岸，场地处于城市交通重要节点位置，场地南侧为城市道路，东侧为该大桥的引桥，桥下为绿地，西北侧为30F高的建筑。本工程场地±0.000标高为72.90m，设3层地下停车场，地下室基础埋深16.35m，基坑支护采用厚900mm地下连续墙，墙底插入粉砂岩层不小于2m，地下室采用逆作法施工。

本工程地下连续墙施工完成后，施工单位开挖至约-6m后进行人工挖孔墩基础施工，施工过程中发现地下水无法抽干，导致人工挖孔墩基无法施工，整个工程己处于半停工状态。

2 原因分析

相关参建单位在工地现场召开会议，首先分析了出现地下水位无法降低至施工要求的原因，有两种可能性，第一是地下连续墙漏水（在连续墙遇到旧基础的部位和连续墙墙底与粉砂岩接触部位），达不到设计的止水要求；第二是基底粉砂岩的透水性超出了原来的预计，基坑外地下水由粉砂岩地层绕过连续墙墙底大量补给基坑内含水层。

3 处理方案

在充分分析研究了场地水文地质条件的基础上，与会专家提出了高压旋喷止水帷幕+灌浆封底和基坑内外同时进行管井降水两个方案，通过对降水和截水两种方法的经济技术对比，认为采取高压旋喷止水帷幕+灌浆封底方案工程造价高，实施技术难度大；根据该市近年来基坑工程管井降水的实践经验，我司认为采用基坑内外同时进行管井降水的方案工程造价相对较低，技术也比较可行，为此，决定采用基坑内外同时管井降水方案，将坑内地下水位降到-18m，满足地下室底板施工条件。

4工程地质及水文地质概况

根据场地地质资料，场地土层主要为填土、粉质粘土、粉细砂、圆砾、粉砂岩等，其中粉细砂、圆砾为场地中的主要含水层，属强透水层，地下水主要赋存于粉细砂、圆砾中，水量丰富粉质粘土、粉砂泥岩层为弱透水层，典型地质剖面如右图。

根据勘察报告场地主要含水层为赋存于粗砂及圆砾层中的孔承压水，其透水性好，稳定水位标高约为64.40m（现地面以下约-8.2m）,该层地下水很丰富，圆砾层渗透系数K=40m/d，单井涌水量可达50m3 /h。据当地多年地下水动态观测资料，场地地下水位年变化幅度约为3m。

根据勘察资料，本场主要岩土层参数如下表。

各岩土层主要参数建议值 表1

5管井降水方案

通过抽水试验证实降水方案的安全可靠性之后，实施基坑内外管井降水，使基坑内地下水位始终保持在-18m以下，满足地下室的施工条件。

基坑涌水量利用大井法估算为9700m3/d，计算公式如下：

式中：Q—基坑总涌水量(m3/d)。

k—含水层渗透系数(m/s)，取k=40；

H—潜水含水层厚度(m)，取H=17；

M—承压水含水层厚度(m)，取M=12；

s—水位降深(m)，取s=11.00；

h=H-s =17-11.00=6；

R—降水影响半径(m)，取R=10S=696

r0—基坑等效半径（m），27.2

A—基坑面积(㎡)，A=2320；

设计单井涌水量取600 m3/d，按下式确定井点数：

n=1.1 =1.1×9701/600=17.8

取n=18进行以下验算。

基坑中心点水位降深按下式计算：

S=

式中：S－－基坑中心处水位降深(m)

r1、r2……rn－－各井点中心距基坑中心距离(m)

r1=r3=r4=r6=……=27m

代入上式得：

S=11.76m

通过以上验算，18口管井，可满足将地下水位降低11m的设计要求。

5.2 降水对周边环境影响评价

根据场地地质资料，按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）相关条文，经计算分析，结果如下：

地下水位降至-18m，基坑内外共布置27口抽水井，可满足基坑施工要求。按以上降水井布置及相关参数计算结果如下，降水产生沉降计算系数取0.2：

a.各点降深与地表沉降计算:

降深按《基坑工程手册》计算

按用户指定的井数、井位、各井抽水量，计算得:

在指定范围内: 最小降深=7.175(m) 最大降深=13.170(m)

在指定范围内: 最小沉降=2.1(cm)最大沉降=2.5(cm)

b.建筑物各角点(桥墩)降深与沉降计算:

建筑物角点1(桥墩): 降深=10.758(m) 沉降=0.433(cm)

建筑物角点2(桥墩): 降深=9.757(m) 沉降=0.407(cm)

建筑物角点3(桥墩): 降深=9.681(m) 沉降=0.400(cm)

建筑物角点4(桥墩): 降深=10.694(m) 沉降=0.422(cm)

建筑物各角点: 最小降深=9.681(m) 最大降深=10.758(m)

建筑物各角点: 最小沉降=0.4(cm)最大沉降=0.43(cm)

建筑各角点之间最大倾斜率 = 千分之 0.029

根据以上计算结果可知，地表最大计算沉降为2.5cm且沉降均匀，因此降水对周边环境影响较小，也表明对地表管线及道路多层建筑影响较小。同时对最靠近基坑四个引桥桥墩位置的沉降进行计算，最大为0.43cm，说明降水到－18m时对桥墩几乎没有影响，降水是可行的。

6 降水井及观测井施工方案

6.1成井工艺流程

①确定井位②降水井成孔③下井管及滤水管④填砾及封止井口上部⑤洗井⑥抽水试验⑦水质分析评价⑧安装水泵设备⑨水泵试抽水⑩正式抽水。

6.2降水井成井要求

（1）成井采用钻机进行施工，成孔井径为300mm。

（2）井管采用UPVC管制作，坑内降水井应作好保护措施。

（3）在含水层段设长约8m填砾包网过滤器，滤管四周回填砾石。

6.3洗井及抽水试验要求

（1）采用免洗井工艺，下完井管后即可安装抽水泵抽水，如有必要则采用空气压缩机洗井法。送风停风再送风再停风，反复上下抽水，每口井洗井时间预计24小时。要求抽水不带泥砂，且抽出的水逐步变清。

（2）单井抽水试验采用空气压缩机或深井泵进行稳定流抽水试验，要求抽水稳定时间为24小时，预计需连续抽水24小时。抽水试验时应同时进行观测孔的水位观测。

（3）正式抽水前应进行洗井并进行试抽水，以检验降水设计参数及抽出地下水中的含砂率，确保降水井只抽水不抽砂。

6.4水泵设备安装

抽水设备采用深水泵，抽水管应垂直居中下入井内，泵底距井底1m，抽水管不能碰到井管，水泵应运行平稳，无杂音、无振动。

6.5观测井成井要求

（1）为检测降水效果，在基坑内外共布置15口水位观测井，目的是对降水过程中地下水位进行观测，开始阶段要求24小实时监测。

（2）成孔直径110mm，井管用D=75mmUPVC塑料管制作。

7 基坑周边建筑及地下水位观测

降水过程中，在附近主要建（构）筑物角点及代表性位置的地面（监测管线）布置变形观测点，用以监测降水施工对建筑物及地表的变形影响。深基坑工程观测等级为一等，此外所布置的观测点视线相对通畅，场地为简单场地。为实时监控建筑物可能发生的变形情况，对所有观测点进行观测。

水位观测实行24小时全天候观测，即每天实时监控每个观测孔的水位情况，随时掌控地下水情况有利于指导降水施工，确保降水施工对周边建筑的影响最小。

8 管井降水成果

在实际降水施工过程中，由于降水时间长，大部分管井的过滤器由于遭受地下水长期浸蚀而生锈等原因，过滤效果日渐变差，导致管井出水量逐渐减少（而地下水并未减少），因此后期又增加了数口降水井，内外总降水井数量达到27个。地下水位亦控制在-16.5~17.0m，最大降深达11m，满足地下室底板施工要求。降水持续时间持续到底层地下室底板浇筑完成并达到设计强度，历时近10个月，较高压喷射+灌浆法止水方法的成本节约近30%，通过降水期间对周边建筑的观测，距基坑仅5m之距的大桥桥墩最大累计沉降不超过3mm。

9 结语

随着城市深基坑建设的增多，特别是兴建在河流低级阶地的深大基坑，采用地下连续墙等止水措施造价成本高，特别是深大基坑施工质量亦不易控制，容易造成连续墙墙体的渗漏等问题，从而对基础、底板施工造成影响，管井降水施工主要针对碎石土的孔隙型地下水，采用管井降水可以有效的解决基坑开挖、基础施工等地下水问题。

参考文献

[1]《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111－98）；

[2]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

[3]《工程地质手册》（第四版）。