朱俊杰
（上海市地矿工程勘察（集团）有限公司，上海 200072）
对于涉及承压水的深基坑工程，在悬挂式止水帷幕条件下进行减压降水时，一般通过专项水文地质勘察建立地下水三维渗流数学模型，采用数值法分析软件进行降水设计。黄鑫磊[1]从不均匀地面沉降防治角度出发，提出了基坑围护与工程降水一体化设计方法和减压降水全过程控制原则 ；
张钦喜等[2]通过对悬挂式止水帷幕基坑涌水量数值模拟计算，并与现场监测结果对比，发现二者趋势相同，降水影响半径比无帷幕条件下有所减小；
张 兴[3]将抽水试验与基坑降水数值模拟相结合，对不同的基坑地下水控制方案进行预测分析，制定出了合理的降水方案，取得了成功；
瞿成松等[4-5]针对上海中心大厦和上海地铁四号线董家渡塌陷隧道原位修复悬挂式止水帷幕基坑降水，运用承压含水层三维渗流与土体变形控制耦合数学模型进行按需降水设计，模拟结果与施工中实际数值吻合较好，有效地保证了基坑顺利施工和邻近建（构）物的安全；
唐益群等[6]、龚晓南等[7]、吴林高等[8-9]、姚天强等[10]、刘国彬等[11]分别对基坑悬挂式止水帷幕地下水三维流理论进行了系统分析和总结。对于浅部厚粉性土分布区的浅基坑工程，由于围护体系不能有效隔断潜水含水层，致使基坑降水也具有三维渗流特性，而浅基坑工程一般不开展专项水文地质勘察，由此给浅基坑围护设计、降水和土方开挖施工带来挑战。此类工程的实践经验和理论总结较少，本文就崇明区某浅基坑工程的实践进行了研究和总结，为此后类似工程建设提供有价值的参考经验。
工程场地位于上海市崇明区港西镇，基坑周长约为1310 m，竖向投影面积约47025 m2。整平后的地坪绝对标高为3.80 m（吴淞高程，下同）。东侧地库（A 区）开挖深度普遍区域为4.55 m、贴边集水井为5.85 m；
西侧地库（B 区）开挖深度普遍区域为4.25 m、贴边集水井为5.75 m。基坑平面布置见图1。
图1 基坑平面布置
基坑各边线与用地红线的最近距离：东侧为37.36 m、南侧为25.80 m、西侧为60.20 m、北侧为44.20 m。红线范围内原为农田，无地下管线及地下构筑物，周边环境条件比较宽松。基坑周边同期待建建筑基础与基坑边线距离远近不一；
在基坑降水和开挖施工过程中，周边部分待建建筑先后施工至基础底板完成，待地下室出±0.00 并密实回填周边空隙后再向上施工主体结构。基坑安全等级为三级，环境保护等级为三级。
拟建场地属河口、砂嘴、砂岛地貌类型，场地地形较平坦。实测勘探点地面标高5.90～2.76 m，高差3.14 m，场地整平后地面标高3.80 m。拟建场地勘察深度范围内揭遇的地基土主要为黏性土和粉性土，属第四系松散沉积物。基坑影响深度范围内主要为②3层粉性土，分布深度在地表下2.00～20.00 m。勘察期间，实测潜水稳定水位埋深 0.20～2.30 m，相应标高3.84～2.52 m。场地内存在多处明浜（塘）、沟渠及暗浜（塘），暗浜（塘）底标高 2.85～0.75 m ，暗浜填土组成成分较杂、均匀性极差。场地的工程地质条件及基坑围护设计参数见表1。
表1 土层物理力学性质综合成果表
基坑开挖深度影响范围内存在比较深厚的②3层粉性土层，渗透性较好，止水帷幕难以隔断此透水层。如果基坑降水不到位，基坑开挖时极易产生坑底管涌或流砂，危及基坑边坡和围护结构安全。基坑边坡和围护结构的稳定是周边同期待建建筑安全的保证，也是基坑有效降水的前提，而有效地降水也是围护结构稳定的关键。设计时需将围护结构、悬挂式止水帷幕和基坑有效降水三者统筹考虑[1,6,7]。
根据基坑开挖面积、深度和场区地层埋藏分布特点，结合基坑周边与同期待建建筑的相互关系，在地下室外侧空间较大地段采用二级放坡；
在地下室周边不具备二级放坡的地段采用一级放坡结合水泥土搅拌桩重力式挡墙的围护形式；
基坑整体采用悬挂式搅拌桩止水帷幕进行止水。由于基坑面积大，考虑降水的效率和有效性，结合基坑的开挖深度，将基坑分为A 区、B 区（见图1），其中A 区面积约20836 m2，B 区面积约26189 m2，A 区与B 区交界坑底采用双排搅拌桩隔水，入土深度12.75 m，与周边止水帷幕深度一致。
一级坡从自然地坪3.80 m 开始放坡。基坑周边无同期待建建筑区段坡高0.75 m，卸土平台宽度不小于3.00 m，二级坡坡高分别为3.50 m 和3.80 m，坡度比均为1∶1.50（见图2）；
基坑周边有同期待建建筑且具有放坡条件的，则自地面到待建建筑基础底外侧为一级放坡，待建建筑基础内侧至基坑边为二级放坡，坡度比仍为1∶1.50（见图3）；
采用喷射C20 混凝土做护坡，内铺钢筋网，砼厚度不小于8 cm。止水帷幕采用ϕ700@500 的两排双轴水泥土搅拌桩，入土深度为12.75 m，水泥掺量为13%，厚填土及（明）暗浜（塘）回填区域水泥掺量提高至15%。
图2 无待建区段基坑剖面图（单位：mm）
图3 车库远待建区段基坑剖面图（单位：mm）
一级放坡从自然地坪3.80 m 开始放坡，根据同期待建建筑的基础埋深确定坡高，坡度比为1∶1.50，以待建建筑基础宽度为卸土平台。围护部分采用ϕ700@500 双轴水泥土搅拌桩重力坝形式，宽度为3.20 m，坑内侧2 排搅拌桩兼作止水帷幕入土深度为12.75 m，外侧4 排搅拌桩入土深度为9.75 m，沿边坑底电梯井和集水井局部落深区域围护搅拌桩适当加深，并采用双轴水泥土搅拌桩做墩式坑底加固，坝顶设置200 mm 厚配筋压顶，搅拌桩水泥掺量为13%，厚填土及（明）暗浜（塘）回填区域水泥掺量提高至15%（见图4）。
图4 车库近待建区段基坑剖面图（单位：mm）
6.3.1 降水管井深度确定
基坑普遍区域开挖深度为4.25～4.55 m，局部坑底电梯井和集水井深度达5.75～5.85 m。根据上海市相关规范的规定[12]，基坑降水宜降至坑底0.50 m以下，井管长度不小于4.50 m，沉淀管不少于1.00 m；
结合该地区的降水工程经验，确定降水管井底端深度为10.50 m。局部电梯井和集水井处适当加深。
6.3.2 止水帷幕深度确定
为了保证基坑降水效果，悬挂式止水帷幕底部深度应大于管井底端深度。根据工程所在地区的工程建设经验和深基坑减压降水的相关规定[6-12]，止水帷幕深度按大于管井底深度1.00～3.00 m 考虑，止水帷幕底部深度取12.75 m。经抗渗流稳定性验算，安全系数满足规范规定。
6.3.3 管井的平面布置
根据上海市地区的工程建设经验及工程场区的水文地质条件，按200～250 m2布设一口管井[12]，共布置疏干井222 口。
现场技术交底强调基坑止水帷幕的重要性。制定严格的施工质量保证措施，控制搅拌桩的水泥掺量、垂直度和搭接等施工质量。基坑开挖前必须进行试降水以检验止水帷幕的有效性和基坑降水的效果；
若不能满足设计要求，则禁止开挖，查明原因并采取措施，待基坑内水位降至坑底以下0.5 m 后方可开挖；
施工期间，加强坑内外地下水位监测。
设计时考虑将基坑分A、B 二个区进行开挖，但施工单位考虑到基坑土方量大、工期紧，为了有效地利用场地空间，合理优化施工流程和工期，实施分块开挖分块基础施工，故将基坑开挖分为A、B、C 三个区块，土方量A 区约为77900 m3、B 区约为78100 m3、C 区约为56000 m3。
土方开挖顺序：先挖A 区，再挖B 区，最后挖C 区。A 区总体由东向西开挖，B 区总体由西向东开挖，C 区总体由北向南开挖，运土口设置在场地南侧，通至鼓浪屿路（见图5）。
图5 基坑开挖流程走向图
2021 年6 月初帷幕搅拌桩施工结束，基坑开始陆续降水，6 月23 日基坑周边待建建筑开始地基开挖， 8 月3 日A 区垫层浇捣完成，8 月29 日C 区基坑土方开挖结束，期间遇台风和暴雨，影响了土方开挖进度；
8 月3 日首块底板浇筑，10 月9 日整个基坑底板全部浇筑完成；
8 月20 日浇筑首块地库顶板，12 月1 日地库顶板全部浇筑完成。全程基坑降水效果良好，边坡和重力式挡墙稳定。围护墙顶最大水平位移8 mm，位于基坑东北侧（见图6）；
围护墙体深层水平位移监测，顶部最大位移10 mm，位于A 区（见图7）；
基坑外地下水位最大降深670 mm，发生在SW23 监测井中，位于A 区南侧， SW9 处在B 区北侧，SW9 监测孔地下水位高于地面是由连续暴雨及地面排水不当引起地表积水所至（见图8）。所有监测值均未超过设计和规范的报警值。
图6 A区典型墙顶位移历时曲线
图7 围护墙体深层水平位移监测曲线
图8 典型水位监测点位累计变化历时曲线
（1）浅基坑工程在渗透性较好的厚粉性土层中采用悬挂式止水帷幕加放坡或重力式挡墙进行围护是可行的。
（2）基坑围护挡墙、止水帷幕与基坑降水统筹考虑，一体化设计是保证基坑安全的前提。
（3）止水帷幕底端深于管井底端1.00 m 以上，地下水阻隔效应明显，基坑降水效果良好。
（4）强化围护方案技术交底，提高工程参与各方对基坑降水重要性的认识，确保围护墙体施工质量，做好降水保证措施，保障基坑工程安全施工。
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