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[分享]粉砂粉土层中深基坑降水失效分析及处理方法
城市建设过程中，由于工程地质与水文地质条件的复杂性，以及基坑开挖规模和深度的不断增加，对基坑降排水的要求越来越高。因降排水不当造成的基坑工程失稳事故时有发生。基坑施工中，为避免产生流砂、管涌、坑底突涌，防止坑壁土体坍塌，减少对周边环境的影响，当基坑开挖深度内遇到存在饱和软土层和含水层时需要采用合理的降排水措施。
工程概况
某工程位于杭州钱塘江南岸，基坑开挖面积约8万平方米，开挖深度约7米，B区坑中坑挖深约14米，坑内高差达7~8米，坑中坑面积约2000平方米。
由于工程开挖面积大，坑内有数个坑中坑，高差较大。综合考虑本基坑工程的特点和难点，保证基坑安全、降低围护成本，基坑总体的思路是分期开挖施工。即先对开挖深度较浅的主体结构区域进行开挖施工，待主体结构地下室施工完成后进行其余部分及坑中坑的开挖。这种大基坑分区开挖的施工思路可以有效利用场地空间，减小大开挖后坑中坑对整个基坑的不利影响。围护结构采用一排咬合桩结合两道钢筋砼斜支撑支护，局部采用土钉结合一排三轴水泥搅拌桩复合支护。
基坑开挖范围内土层主要有0-1杂填土、0-2 素填土、1-1粘质粉土、1-2砂质粉土、1-3 砂质粉土、2-1砂质粉土、2-2砂质粉土、3-1粉砂夹粉土、3-2粘质粉土、3-3淤泥质粘土、4-1粉质粘土、4-2粉质粘土（典型的地质剖面如图1）。
图1 典型地质剖面
场地开挖范围内有深厚的砂质粉土，水量丰富、渗透性好，基坑的降水和止水效果是该基坑工程成败的关键之一。基坑的降水设计采用大基坑外围三轴水泥搅拌桩或咬合桩止水，基坑内及坑中坑采用自流深井疏干降水，B区坑中坑挖深较深，自流井的间距适当加密（基坑降水平面示意如图2）。
图2 降水井布置示意图
出现的问题
基坑二期B区坑中坑开挖至坑底以上约2.5米位置时，出现坑底土层局部涌水或开挖出现含水砂层。经检查降水井点水位，发现井点水量较小，水位不高，现有降水井点降水效果不佳。坑内地下水降水失效可能会导致被动区土抗力下降而失稳破坏，流砂、坑底突涌等险情。施工现场负责人发现问题后立即停止开挖、采取预防控制措施，并通报设计方。为降低坑内地下水位，现场在高水位点增设3处降水井点，但发现仍不能满足施工要求。
降水失效原因分析及处理方法
在基坑设计中，尽管已经预先对B区坑中坑内降水井进行加密处理，但仍然达不到预期的降水目的。经现场勘查分析，坑中坑内降水失效的原因主要有以下几个方面。
1、基坑开挖面积达8万方，空间效应明显，止水帷幕的效果具有局限性。坑中坑施工时，坑内部分降水井未能全部工作，并受雨水等影响，坑内局部水位会偏高。
2、坑中坑外侧降水井点太浅，且局部降水井未工作。
3、坑中坑开挖深度达14m，降水深度深，形成降水漏斗效果差，影响范围小。上部含水层厚约14~17m，下部含水层土层中夹有粘性土团块或薄层淤泥质土，导致土层局部渗透性减弱。降水深度深，降水漏斗如图3所示，不能满足现场施工需要。
图3 降水示意图
对于这类含有黏性土夹层的砂性土，降水深度深，井点间距较大，不宜形成降水漏斗的情况，宜加密井点数量才能达到降水目的。设计人员和现场工程师提出了两种不同的降水处理措施。第一种处理措施是沿着坑中坑围护桩外侧施工10余口深井，但施工深井时会将坑壁冲塌，导致基坑壁的破坏，反而会加重事故；第二种处理措施是在沿着围护桩内侧施工10余口深井（如图4所示），在地下室底板施工完成前，不得停止降水，因而新设井点无法将降水设备取出。此外，新增降水井需打设至不透水层（3-3淤泥质粘土层）以下2m。
图4 新增降水井示意图
小结
基坑降排水的作用是为防止基坑底面和坡面渗水、产生流砂，保证坑底干燥，便于施工和土方开挖；有效提高土体的抗剪强度，增加基坑的稳定性；减小承压水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌。在实际施工过程中，一旦遇到降水无法达到预期效果，或出现渗水等现象，需要现场人员做出及时响应，通知设计并做出及时的处理。
