中建三局集团有限公司 广东广州
摘要：基坑底部岩层含水量丰富，且基坑内外水头差较大时，坑底会发生涌水等不良现象，导致底板施工无法顺利实施，给工程进度推进带来困扰。本文依托广州市恒基广场项目，针对裂隙丰富、含水量高的岩层深基坑底部的涌水情况，进行了排水方案的定量分析与计算。
关键词：深基坑；盲沟；岩层地质；裂隙丰富；排水方案。
引言
近年来，随着城市地上可用空间不断减少，建筑发展呈现向地下延伸趋势。深基坑作业中，存在裂隙丰富含水量高的岩层地质，因渗透率低，导致传统降水井方式无法正常顺利降排水的情况。从而使得施工作业无法正常开展，耽误工期[1-3]。因此，在含水量高的低渗透率岩层地质中，如何解决降水排水问题十分关键。
1 工程概况
1.1 项目概况
广州市恒基广场商业项目位于广州市越秀区一德路南侧、海珠广场西侧，西邻解放路、南邻沿江西路，北临一德路，东临海珠广场，该工程为2栋分为100m及150m的高层连7层裙楼及5层地下室。整个项目占地面积2.6万平方木，基坑开挖深度约为23.3m，基坑施工采用逆作法进行施工。
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图1 项目平面
根据岩土勘察报告可知，项目整体岩层自上而下分为：人工填土（Q4ml）、海陆交互相沉积层（Q4mc）、冲洪积层（Q4al+pl）及白垩系基岩（K2S2b）等四大类。
项目场地淤泥质土层、基岩全风化、强风化、微风化层为不透水～弱透水层，可视为相对隔水层（纵横方向上的相变尖灭除外），只有粉细砂、中粗砂层、基岩中风化岩层为相对水层，砂层地下水直接补给基岩裂隙水，地下水丰富。地下水受大气降水和地表水补给，以蒸发方式排泄，钻探期间测得各孔地下初见水位埋深0.70～1.70m，测得各孔地下稳定水位埋深1.20～2.70m，水位变幅在1.00～2.00m，场地内地下水具有微承压～承压性质，抗浮设防水位建议值为设计地面标高。
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图2 项目地质剖面图
2 工况分析
本项目毗邻珠江，地下室水与珠江水存在紧密联系，基坑外地下室水常年维持在-1.45m~2.2m标高。而本项目基坑大面底标高达到-23.8m（局部-24.3m），坑内外地下水存在22.8~23.3m的水头高差。地连墙嵌岩深度为3.5m，在水头压力作用下，坑外地下水通过地连墙底部绕流到基坑内，由于底部基岩存在大量裂隙，形成了透水通道，从而导致岩层开挖面出现大量明水情况。挖机在开挖底板土石方、及承台、电梯井过程中，施工始终处于带水作业状态，岩层裸露后，在水中软化成淤泥状，承台、电梯井底坑开挖难以成型，施工工效大大降低。
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图3 挖机水中开挖承台
3 地下室底板排水施工方案
项目底板开挖初期，根据地勘情况及JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》，对地下底板开挖进行降水井处理，但因为岩层渗透率过低，大量水未能通过岩层顺利渗透入降水井内，降水效果不佳，故对地下降排水方案进行重新申请与调整，最终确定了盲沟与降水井结合进行的方案。
3.1 盲沟施工
盲沟位于底板下部，主要将底板平面范围内的水通过设置好的盲沟引入疏通完成的降水井或降压井内，而后抽水排出[4]。
当土方开挖至底板标高时即需开始施工盲沟，盲沟宽300mm，高600mm，长度走向见盲沟平面图，盲沟底部埋入直径300mm的PVC管，管上部及两侧各打直径25mm的孔，间距500m一道，方便水渗入管内，盲沟大样及平面设置图如下：
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图4 盲沟大样图
图6 底板盲沟与降水井布置图
3.2 降压井施工
盲沟仅可起到疏排底板面下部承压水的效果，对于底板集水井及电梯井内汇聚的地下水，还需采用降压井的方式抽排，降压井设置于集水井/电梯井下部，主要作用为抽排积水井/电梯井内的地下水，降压井施工大样图及平面分布图如下：
图8 降压井布置图
3.3 后期封堵
底板施工完成后，虹吸泵需持续抽排水，待地下水所有竖向剪力墙结构施工完成后，封堵降压井及降水井，封堵方式均为抽出虹吸泵的抽水管后，在刚套筒端部焊接2mm厚钢板并预留注浆孔，而后采用水泥+水玻璃双液注浆封堵，具体方式如下：
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图9 降压井后期封堵示意图
4 盲沟间排距分析
4.1 盲沟渗流量计算原理
由周华[5]等人的研究可知，对称单排水盲沟模型剖面见图6。先假设沟内充水断面呈矩形，并认为沟底水平断面的流线近似为直线，以此作为分界面，将地下渗流区域划分为两个部分。
上部无压含水层采用裘布依经典公式计算渗流量，下部承压含水层可通过保角变换求解出精确渗流量。最后，通过保角变换求解，得出下部承压含水层渗流阻抗系数计算公式：
图6 对称单排水盲沟模型剖面
式中：b为与湿周长等效的矩形宽度的一半（m）；H为原始水位线到沟底的距离（m）；H0为盲沟内的水位高（m）；T为沟底以下相对含水层厚度（m）。
4.2 项目实例计算
运用上述计算方法结合工程实际进行计算分析。由深基坑逆作法项目排水盲沟设计可知，排水盲沟底宽0.3m、高0.3m；沟底埋深0.6m；有限含水层厚由表1中厚度可计算得24.9m；由表1 知中风化泥质粉砂岩渗透系数取1.00m/d。结合现场实际，盲沟内的水位高H0取一半沟高0.15m；降水目标为原始最高水位下降到距离基坑地面0.5m。盲沟排水渗流的影响半径R按库萨金公式计算[7]：
表2 排水盲沟参数
图7 单对称排水盲沟剩余水头高度
由此可得，在距离排水盲沟约6.3m处，剩余水头高度为1.35m，考虑到排水盲沟等间距布设的情况，即只要排水盲沟间距设置为25.2m，就可以保证原始最高水位下降到距离基坑地面0.5m，从而满足实际工程施工需求。
5 总结
本文通过对广州恒基广场项目深基坑底板地下水渗漏的处理，得出了盲沟结合降水井降压井联合施工的技术方案。并通过对排水量的定量分析，得到了盲沟与降水井布置的合理距离以及盲沟之间的合理间距，即对于双排水盲沟，本项目中间距25.2m即可达到施工效果。本文验证了项目施工方案的合理性，为同类工况提供了方案参考与建议。
参考文献：
[1]宋中华，钟文京.面网式盲沟排水系统在基坑渗漏处理中的应用[J].工程建设与设计，2020（03）：53-56.
[2]卯颖，李国平，颜绍波，等.盲沟排水系统在降低坡地地下室抗浮水位 的应用研究[J].价值工程，2018，37（7）：125-127.
[3]薛晨，刘祖川.一种新型地下结构抗浮盲沟排水综合系统技术研究 与应用[J].中国标准化，2018（20）：42-43.
[4]杨印旺.高填方人工地基中大型排水盲沟的设计与施工[J].施工技术，2014，43（13）：68-70.
[5]中交路桥技术有限公司，公路排水设计规范（JTG/TD33 -2012）[s]，北京：人民交通出版社，2012．