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邵建兵
通州建总集团有限公司金沙分公司 江苏 通州 226300
地基基础是整个建筑物的根本，控制好地下水位是基础施工的必要条件，同时因地下管涌造成的施工困难致使施工质量好坏也直接影响着整个工程结构质量生命，甚至是建筑的结构安全与使用寿命。地基承担基础传递下来的建筑物的全部荷载。在施工过程中，由于地质条件、基坑支护类型、降水等原因，会出现地基隆起，流沙，冒水翻砂（管涌）等现象，严重时会造成地基土质失稳，地下水流失引起已完成结构的开裂和破坏。特别严重时会造成建筑的整体沉降、倾斜。实践表明，建筑物事故的发生，很多与地基基础问题有关，而且地基基础事故一旦发生，补救并非易事。由此可见，地基基础至关重要，使得地基稳定安全，必须对地下土质、水系分布进行充分的分析。在深基坑工程建设中，对地下水问题的处理，与水、土体的基本性质与运动原理有很密切的联系。所以，有关技术人员在处理这类问题时，必须清楚了解各种现象发生的原理，以便在制定处理计划时能做到有的放矢。
泥土的透水性，是指水源透过泥土中间隙的难易度，是泥土本身的一种性质。通常情况下，泥土颗粒越大，其透水性就越好。在条件相同的情况下，水的渗透速度与泥上的透水性成正比。地下水具有紊流与层流两种运动形式。水在泥土裂缝或空隙中互不混杂、有序流动的形式，称为层流;在泥土宽大缝隙或裂缝中混杂、无序流动的形式，叫做紊流。
地下水流动对每单位体积中骨架产生的压力叫做滲透压力,可用公式表示几个变量之间的关系:GD=T=γwτ
式中:T=水渗透时遇到的土骨架阻力
γw=水重度,近似取10kN/m"
τ=水力坡降
以上公式中，水力坡降，是指水在单位距离上产生的落差，一般用万分比、千分比、百分比表示。在砂土环境下，当土体从下到上的渗透能力大于土浮重度时，土各个单位颗粒之间压力很快消失，土颗粒就呈现悬浮状况，该状况叫做流砂。在粘士环境中，因为有粘聚力存在，因此当粘聚力较大时，流砂现象不易出现。在开挖深基坑时，一且遇到流砂状况，边坡土体在渗透作用下，极易发生滑坡现象。在基础开挖时如遇到降水，可能会造成大规模的水力坡降，一且所采取的止水方法不恰当的话，那么基坑之外的地下水就会很快涌向坑中，造成突涌泥沙状况，导致基坑外地面的大规模下陷，最终破坏基坑周围的市政工程及建筑物。
基坑出现降水时，可造成周边一定区域内土体出现不规则的固结与沉降，基坑降水可导致四周出现降水漏斗区域，漏斗中不管那两点之间都具有水位差，正因为水位差所造成的压力，才引起地面出现不规则下陷现象，该下陷可跟随漏斗变化作出相应变化。在研究中，我们可将降水漏斗区域中任意两点之间降水原因造成的地面下陷量的差与两点间水平距离的比，成为不均匀下陷率,用公式可表示为Cij=（Si- -Sj）/Lij
公式中:Cij=i点和j点间的不均匀沉降率
Si=i点的沉降值
Sj=j点的沉降值
Lij=i点和j点间水平距离
从公式的变量关系我们可以知道，Cij和i点与j点之间的水力坡降关系密切，成正比例关系，因此在确定基坑降水设计方案时，可依照基坑具体环境特点，核定在确保安全前提下，水力坡降的最大值，以优化降水计划，确保坑机四周市政工程及建筑物的下陷程度都在标准许可的范围内，进而有效保障周围建筑物安全。
桑夏总部大厦位于南通市通州区行根路以北，新世纪大道东侧，大唐世纪豪庭河南、北侧邻河道，在名人世家小区以西。由一栋高层塔楼、裙房及满铺地下室组成，建筑面积约42349.8m2，地上建设面积32827m2，地下建筑面积9522.8m2，地下1层。裙楼、塔楼开挖深度4.85m，塔楼地上22层，裙楼地上3层。基坑支护形式为自然放坡，喷坡支护加止水帷幕。
（1）开挖深度较大，整个基坑开挖至基础底标高-6.900m (开挖深度4.85m)；
（2）基坑周围环境较复杂,尤其北侧的河道宽度27 .4米，水位较高、地下水位丰富，东侧名人世家小区，距离基坑围护地墙约18.91m,南侧道路及南通四建大楼,基坑围护施工及开挖施工对其均有影响；
（3）本场地浅部地下水按其埋藏条件,主要为潜水、微承压水和承压水。潜水主要赋存于①填土层中。微承压水主要赋存于④粉土层中，该层夹粉质粘土，富水性、透水性一般。承压水主要赋存于⑦粉土夹粉砂层中(顶标高-38.69 ~-32.65， 底标高-45.36~ -36.47),补给来源主要为承压水的越流补给及地下径流补给，其富水性及透水性均较好。而且本工程在基坑开挖阶段处于汛期，水位较高，容易破坏表面水压覆盖层。
本工程采用一台T100塔吊进行垂直吊运，因塔吊基础设计位置在主楼筏板接近放坡面上，所以塔吊基础顶面与垫层上标高平齐，降低塔吊基础的埋深，保证基础底面同筏板垫层面距离缩小，控制塔吊倾覆系数。在工程基本完成拆除塔吊后由于降水井全部封闭，停止降水，在塔吊基础范围出现了管涌现象，而且管涌点大小几处，无法完成筏板的整体补浇工序。
管涌的特点：由于天然或人为的因素，土层被破坏。在汛期高水位时，渗流的流速和压力加大。当渗透力大于表层弱透水层的允许渗透坡降力时，即发生渗透破坏，形成管涌，此工程因取土、基坑开挖等原因破坏表层覆盖，在较大的水力作用下冲破土层，将下面地层中的粉细砂颗粒带出而发生管涌。本工程与北侧河道距离较近，汛期水位较高，地下水压较大，刚开始对于小的仅冒清水的管涌，可以加强观察，暂不处理;对于流出浑水的管涌，不论大小，均必须迅速抢护，决不可麻痹疏忽，贻误时机，造成溃口灾害。
6.1 工艺特点
（1） 所需材料简单，技术合理，经济实用，施工操作方便；
（2）施工速度快，施工质量较容易得到保证；
（3）不影响后期找平层施工，效果好。
6.2 适用范围
本工法适用于桩基础及筏板基础地基预留口出现管涌的处理施工 。
6.3 工艺原理
预制钢套管型的套筒，焊结最少两道止水环，下部一定高度进行打眼处理，并包裹铁丝网，在套管外按打眼的高度填上鹅卵石，在套筒内放至一定功率的吸水泵，要保持水位在鹅卵石厚度以下，将水排走，使预留口后浇筑混凝土无水浸泡，达到可浇筑抗渗膨胀混凝土是本工法要达到的目的。主要的思想就是在管涌处埋设预制工具式积水桶，采用水泵将水排至预留口设置的集水井内，再通过抽水设备在浇筑的混凝土未达到强度时一直保持水位将水抽至基坑外，防止因地下水上压力引起混凝土的开裂。
根据筏板厚度可选项混凝土浇筑的厚度分层，及止水环的道数。
6.4 施工工艺流程和操作要点
6.4.1 工艺流程
查看管涌位置-制作套筒-固定套筒-放置吸水泵-填充卵石滤水-浇筑防水混凝土-二次浇筑防水混凝土-封堵止水套筒-保护层浇筑。
6.4.2 施工准备
a、查看现场，确定管涌的位置，确认冒水原因，是否为勘探孔引起地下水涌出。b、查看地质报告，了解管涌处的地质情况。c、查看水流大小，以及距基坑底集水井或排水沟的距离，为材料的选用做好准备。
6.4.3 积水桶制作
a、根据冒水的大小，确定积水井的大小，直径一般为30～50cm。b、积水桶可采用薄钢板焊接围成，亦可采用成品的铁桶或塑料桶制作，但要保证一定的深度。c、在积水桶的底面侧面，间隔约5cm，设置大小为2cm的孔眼，用于排水。d、在离桶面大约20cm处，设置一大小比所用的PVC排水管直径稍大的圆孔。e、在积水桶的底面和侧面包裹一层过滤网，防止泥沙通过孔洞流失，引起基底面下陷。过滤网用16#铁丝绑紧、扎牢。
6.4.3 管涌处填充卵石
a、根据现场情况、预留洞口的深度，一般底层的卵石层要大于25cm。在止水套筒的相应位置开孔直径3-5cm,侧面包裹一层钢丝过滤网，用水准仪测好标高，固定止水套筒。
b、采用一定功率的吸水泵，保持水位控制在透水的卵石层下面。同时做好临时停电的准备，安排好发电机，备用一台水泵，在封堵抽水过程中必须保持不间断。
6.4.4 卵石上浇筑垫层 垫层上绑扎底板钢筋 浇筑抗渗混凝土
a、比原设计图纸高一级的抗渗混凝土要分层浇筑，振捣密实，同时在浇筑前对新旧混凝土交接处进行凿毛，清理干净。同时采用强度等级相同的水泥浆进行接浆处理，在振捣密实时注意要二次振捣。施工中制作混凝土同条件试块。b、混凝土初凝后进行保养，同条件试块达到设计强度时进行封筒施工。
6.4.5 封井施工
混凝土达到设计强度后，进行套筒封筒施工，如水压较大可进行分两次封堵。钢结构封堵可采用铁板焊接。套筒快速焊接完成，上部再采用同标号混凝土浇筑封堵，工艺要求同筏板混凝土浇筑一样。
6.5 材料与设备
6.5.1 原材料
10mm厚钢套筒，过滤网，16#铁丝，φ12钢筋，卵石。
6.5.2 机具设备
泥浆泵，发动机，振动棒，铁铲。
6.6 质量控制
（1）施工前，要计算好标高，安装好后的钢套筒要平稳，高度要大于等于平面。（2）回填的卵石控制含泥使用量，略高于地下水位。（3）套筒安装后，管涌周围还有水冒出，原因是套筒上设置的孔眼间距过大，而冒水量过大，水不能及时通过孔眼排出，水越积越多，又从管涌周围冒出。（4）采用密目过滤网，且接口要封堵好，防止泥沙通过过滤网和缝隙流出。（5） 选用的水泵要满足管涌流量的要求，否则达不到排水的目的。（6）安装的钢筋网保护层为5cm。（7）混凝土浇筑过程中，振捣要密实，且要防止钢筋偏位。
6.7 安全措施
（1）施工现场的机具、设备等落实专人进行维修和保养。（2）施工现场临时用电线路、电气设备的安装、维修、保养和拆除应由专业人员进行。（3） 移动机具和照明的使用应实行二级漏电保护，并经常进行检查。（4） 临时用电施工人员应由具备岗位证书的专业电工操作完成。
6.8 注意事项
（1）切忌使用不透水材料强填硬塞，以免截断排水能路，造成渗透减弱。（2）反滤导渗的材料，级配要合理，既要保证渗流畅通排出，又不让下层细颗粒土料被带走，此外，反滤层的分层要严格掌握，不得混杂。
6.9 效益分析
本工艺简单，操作方便，对于地下室底板局部预留未封堵遇管涌处理非常有效，处理速度快，效果明显。材料、工具及机械要求低，处理成本低。施工速度快，对施工进度几乎无影响，具有很强的使用性和推广意义。
在深基坑建设中，处理地下水的方法还有很多种，根据降水类型的不同可将其分成排水法与止水法。
止水法，是指借助基坑四周布设的止水帷幕，把地下水隔绝在基坑外，应用最广泛的止水法有连续墙、灌浆法、沉井法等。通常情况下，止水帷幕利用高压喷射的灌浆方法建成，根据结构形式上的差异，可将其分为水平结构及竖向结构的止水帷幕。竖向帷幕也可分为两种:帷幕未嵌进下部不透水结构的悬挂帷幕和防渗帷幕深入下部不透水结构的落底防渗帷幕。平面结构也有两种形式:由喷射凝结结构自身形成的帷幕和喷射凝结结构和支护桩组成的止水支护帷幕。竖向形态的止水帷幕可有效阻挡基坑外围透水层内地下水因基坑内外水平面差异引起坑外水向坑内渗透状况的发生，进而引起流砂等不利现象的发生。水平方向的止水帷幕可在基坑一定深度区域中，借助旋喷体连接方式制作成水平方向的水底板，其与竖直方向的帷幕共同构建成一个完全封闭的箱式结构，用来屏蔽地下水渗透到基坑中，该箱式结构还可叫做止水五面体。水平封底不仅可预防承压水对土层产生突发性破坏作用，还可优化支护结构的承压形式，减少支护结构中的压力，提升坑底的抗浮能力及稳定性，优化土质的理学指标，增强桩基的承受力。
排水法，是降水与排水两种方法的结合形式。对于土层上部的降水、积水及滞水，可选择集水明排及明沟排水两种方法。在降水中所选择的井点降水法通常可用在水位浅的粉土类及砂土类土层中，以排除基坑中的潜水。井点降水，是指在准备施工的基坑四周布设数目众多的井点管道，同时在地面布置抽水线路，借助水泵将地下水不间断地抽取出去，最终使基坑中水位降到基坑之下，确保施工作业点都在水面之上。井点降水适用不同结构的基坑，可有效降低或缓解基坑结构上产生的渗透压力及静水压力，以提高土层强度及边坡的稳定性，避免地下水渗透而出现管涌及流砂现象，最大限度地降低施工难度。但是，在降水过程中，因地下水在允许范围内降低，所以土体的浮力会增大，基坑周围的建筑物及地面会出现附加沉降，对市政设施及周围建筑会产生一定的安全隐患。
通过对止水法与排水法的分析，我们可比较出两种地下水处理方法的优劣性。所以，在具体的深基坑工程建设中，应依据详细的投资预算、周边环境、土质条件等详细情况，恰当选取地下水的处理方法。
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