【摘 要】基坑施工封闭降水技术是近年来建设部推广应用的绿色施工新技术之一，它具有地下水消耗少，节约水资源，对周边环境不造成影响，不污染周边水源等特点。本文介绍的杭州某某广场项目在超大深地下室结构施工时成功地应用了“基坑侧壁帷幕+基坑底封底的截水措施”，结合坑内排水明沟及局部深井降水的“基坑施工封闭降水技术”，极大地保护了地下水资源，使工程施工顺利进行的工程实例，可供类似工程借鉴。
【关键词】基坑侧壁止水帷幕 基坑封底截水 深井降水 排水明沟
1、工程概况及水文地质条件
1.1 工程概况
杭州某广场项目用地面积为37860㎡，总建筑面积为33.66万㎡（其中，地上建筑面积大约为18.43万㎡，地下建筑面积约15.23万㎡），包括高层甲级写字楼和大型百货商业等；该项目有超大深地下空间结构，地下室共5层，基坑普遍开挖深度为20.80m左右，电梯井挖深约23.80m，坑中坑高差最大约3.0m。基坑周边环境条件一般，施工场地狭窄；地下室单层平面面积达32265㎡；建筑设计室内地坪±0.00为1985国家高程基准5.50m。
工程从基坑土方开挖始至结构施工到满足抗浮要求止，抽水周期超过1年，拟抽水量达23（万t）。
1.2场地土质概况
地勘报告资料显示，地基土层的工程特性，按地层层序，由上至下、由新至老细分为13个亚层；基坑深度范围内，以高渗透性粉质粘土为主，其渗透性较好（渗透系数为KH=8.0×10-6cm/s，KV=6.7×10-6cm/s），且该区域地下水位较高且水量丰富，场地孔隙潜水主要接受大气降水补给，并以潜水蒸发、侧向迳流为其主要排泄途径。
1.3基坑支护设计方案
该广场项目基坑支护工程采用钻孔灌注桩排桩结合三道钢筋砼内支撑方案(局部增设岩石锚杆增加围护桩端稳定性)，排桩外设置1排三轴水泥搅拌桩止水帷幕(局部为高压旋喷桩止水帷幕)；地表水采用明沟排水，坑内地下水采用集水明排措施；局部碎石土分布处采用管井降水。
2、基坑侧壁帷幕工程施工
2.1三轴水泥搅拌桩止水帷幕：
2.1.1支护工程正式施工前，按设计要求进行多幅试成桩（注：每幅中心长为1200mm），以确定具体施工参数。水泥搅拌桩采用三轴搅拌设备【即SMW工法搅拌桩桩机（ZKD85-3型）】2台施打，直径3ф850@600,总工程量约L=1150m长（约计959幅），42.5级普硅水泥，水泥掺入量22%，水灰比1:1.5,标准套打，桩底标高为-14.9M～-17.5M或进入第10层土(即强风化基岩层)不小于0.5M；水泥搅拌桩28d无侧限抗压强度不低于1.2MPa（参见图1）。
2.1.2、水泥土搅拌桩采用标准连续方式施工，搭接形式为全断面套打，相邻两桩施工间隔不得超过12小时。
2.1.3搅拌桩桩身采用一次搅拌工艺，水泥和原状土须均匀拌合，为保证水泥土搅拌均匀，必须控制好钻具下沉及提升的速度，钻机钻进搅拌速度一般在0.6～1m/min，提升速度一般在1.0～1.5m/min，在桩底部分重复搅拌注浆，提升速度不宜过快，避免出现真空负压、孔壁塌方等现象。
2.2灌注桩排桩：
2.2.1围护工程灌注桩共计750根，其中直径为1100@1500（共47根）,桩底标高-25.50～-27.10或进入中等风化基岩不小于2m，采用2台GPS-10型钻机及1台SWDM25型旋挖钻机；直径为1200@1400～?1200@1600（共703根）,桩底标高-28.90～-34.80或进入中等风化基岩不小于1m，则采用10台CZ-30(Ⅱ)型CZ-30型冲击桩机；围护桩内边线距离地下室外墙线为1.5～2.5m，采用跳打法施工，相邻桩混凝土达到设计强度的70%后，方可进行另一根桩施工（参见图1、图2）。
2.2.2冠梁施工前，应将围护桩桩顶浮浆凿除，并将残渣、浮土和积水清理干净，凿除浮浆后必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值，凿桩不得破坏桩身质量。
2.3高压旋喷桩止水帷幕：
2.3.1对于基坑侧壁帷幕穿越9-2层土层（即碎石层，基坑西南角的A-A剖面）区域则改用三管法高压旋喷工艺替代三轴水泥搅拌桩，总工程量约L=40m长，桩底标高为-20.2M或进入第10层土(即强风化基岩层)不小于0.5M（参见图2）。
2.3.2采用XY-1型钻引孔（GD-2型桩机）1台进行施打；高压喷射注浆施工参数为：高压水射流压力大于20MPa，与设计桩径匹配，低压浆液射流压力大于1.0MPa，气压0.6～0.8 MPa，提升速度在8cm/min以内。
2.4钢管土钉、岩石锚杆：
2.4.1为解决在局部相对薄弱部位支护结构安全度，本工程在D2-D2、G-G和J-J剖面区域的标高为-20.00m位置上增设一排岩石锚杆，1ф28钢筋锚杆@1600,L=12m,ф90,，向下倾角20°锚入第10-2层土层(即强风化基岩),，锚端用钢垫板(δ=20 mm)，以增加支护桩端的稳定性；侧壁立面上做80厚C20喷射砼,，内配ф8@200x200网片（参见图1）。
2.4.2上口无钢管土钉区域则侧壁按坡比1:1比例放坡后， 面喷80厚C20喷射砼内配ф6.5@200双向钢筋网片（参见图2）。
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图1 基坑支护示意图一 图2 基坑支护示意图二
3基坑底封底的截水措施
3.1基坑内外降排水：
3.1.1基坑外的施工用水及雨水等地表水，采取在基坑顶部修筑砖砌排水沟(MU10、M5)内侧用10厚1:2.5水泥砂浆抹面，沟净断面尺寸为400(B)×400（H）mm，距基坑上沿距离不小于500mm，且顶面按i=0.5的坡比倾向排水沟，截流、汇集然后抽排入市政排水管网。
3.1.2基坑内的施工用水、雨水、基坑壁上可能出现的少量渗漏水及地下水较少的区域则采取在坑内基础底板外四周设置贯通的300×300mm砖砌临时排水沟，并在沿排水沟隔20～30m设置500×500×500（H）mm集水井，用于抽排流入基坑内的积水。
3.2基坑内外深井降水
在基坑西南角碎石层分布处采用ф800简易自流管井降水,坑外间距为6m，共13口；坑内4口，共计17口。
4土石方工程
4.1基坑开挖中为确保基坑周围建构筑物、地下管线的安全和支护结构的稳定，按“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖、留土护壁、先撑后挖、先形成中间支撑，减少无支撑暴露时间”的原则进行。
4.2 利用信息化监测手段，对基坑支护结构的位移和应力、地下水位情况以及周围建筑物的沉降进行跟踪监测，系统、全面、及时地掌握基坑周围各相关因素的状况，及早发现施工中存在的问题，达到施工控制和指导施工的目的。
4.3混凝土垫层施工要紧跟挖土进度，浅基坑部分在挖土完成12小时内完成；深基坑部分在挖土完成6小时内完成。
5基坑监测、检测：
5.1基坑开挖期间由专业单位对下列内容进行监测和观测：即①对深层土体水平位移、支撑轴力、地下水位、沉降等进行监测；②对支撑、围护桩、周围建筑物、道路以及管线的裂缝的产生和开展情况进行观测。
5.2本项目监测报警值：①深层土体水平位移（累计值达60mm,或连续3天3mm/d,或单日位移量达5mm,测斜管深度以桩端+2m控制）；②地面沉降（累计值达30mm或3mm/d）；③支撑轴力（累计量达9000/12000/15000KN）；④立柱沉降、抬升（累计量达10mm）；⑤地下水位（水位稳定后每天变化值超过80cm，水位管深度以坑底+2m控制,若坑底下为基岩，则进入基岩1m）。
5.3监测频率：①开挖前, 至少测3次初值；②开挖期间，1次/1d；③底板浇好7天后，1次/2d；④拆除支撑及拆后3d，2次/1d。
六、结 语
该项目从基坑土方开挖至结构施工满足抗浮条件止，基坑的降水期需长达1.5年左右。若采取非基坑封闭降水施工方式，则其抽水量将达V=V1+V2=23（万t），其中V1=34500×8.0×10-6×864（m/d）×1.5×365=13.1（万t）；V2=31200×6.7×10-6×864（m/d）×1.5×365=9.9（万t）；若按城市人均耗用水40(l/人·d)计，则相当于50万人口城镇居民1d多的生活用水量。由于在其超大深基坑施工中应用了“基坑侧壁帷幕+基坑底封底的截水措施”，结合坑内排水明沟及局部深井降水的“基坑施工封闭降水技术”，实际抽水量不到3000t，它不但保证工程施工的顺利进行，且极大地减少了地下水消耗，消除了因抽取地下水带来的水资源浪费及对周边环境所造成的不利影响等危害。
参考文献：
[1]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
[2]中国工程建设标准化协会标准《土层锚杆设计与施工规范》（CECS 22：89）
[3]《工程检测规范》GB50026
[4]《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010)“4.11高压旋喷桩”
[5]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
[6]《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）