止水帷幕方案
一、地下水概况
按照本工程的岩土工程勘探报告，地下水的散布条件如下表3-1所示：
地下水的散布一览表 表3-1 层数 第1层 静止水位埋深 ～5.60m 位置 ～41.14m之上的粉土层中 静止水位标高 ～46.84m 分布 在场区普遍分布 呈透镜状分布 基本连续分布 第2层 ～13.90m 第4大层中的粘质粉土、砂质粉土④1层透镜体及细砂④3层透镜体中 标高～29.57m以下、标高～27.91m以上的粉土层中 ～37.m 第3层 ～ ～33.40m 本工程地下水水位较高，为使基坑开挖和地下构筑物施工得以顺利进行，保证基坑周边不因土体中地下水渗流而产生过大的位移变形，同时也保证周边区域内的地下水资源不受影响，按照招标文件及北京市关于基坑降水的有关要求，拟采用止水帷幕的方案隔水而不降水。而且在坑边土体中构筑隔渗体，阻止地下水入渗基坑中，保证基坑大体干燥，以利于基础工程的施工。
二、止水帷幕的设置原则
（1）设置竖向止水帷幕的目的，是为了阻止地下水从基坑侧面渗入坑内而形成危害。
（2）在大体上知足基坑干作业的前提下，止水帷幕能够允许少量渗流进入基坑，或在止水帷幕内侧预留泄露管道减少坑侧向水压，用明排疏干渗入地下水，如此设置止水帷幕符合经济节约的原则，在增强监控，信息法施工控制下，能达到既经济又安全的目的。
（3）对于桩锚支护，在支护桩间布置帷幕桩，填补支护桩间的空间，一路组成既挡土又挡水的持续竖向构筑物。
3、止水帷幕设计
止水帷幕的施工工法很多，每种方式都有它的适用性和局限性，按照北京地
域地层情形及施工经验，结合本工程基坑特点，本工程采用护坡桩+搅喷桩（高压旋喷桩）一路形成防渗墙的止水帷幕方式，布置方式一般为护坡桩施工后，每两棵护坡桩之间设置一棵搅喷桩（高压旋喷桩），搅喷喷桩与护坡桩彼此咬合，形成组合防渗墙。
止水帷幕厚度的肯定
本工程支护结构采用上部土钉墙+下部桩锚的支护方式，止水帷幕采用桩间搅喷桩（高压旋喷桩）。
按照有关文献，当止水帷幕深度小于围护桩的插入深度时，止水帷幕仅起止水作用，而侧压力大体上由围护桩经受，主要要求止水帷幕体不开叉和不渗漏。本工程在两棵护坡桩间设置一棵搅喷桩（或高压旋喷桩），止水帷幕的厚度以护坡桩及搅喷桩（或高压旋喷桩）直径小者进行计算（取护坡桩直径800mm）。
止水帷幕深度的肯定
止水帷幕深度的肯定常与土层的散布有关，并常与围护结构、基坑降水方案和环境条件紧密结合。
按照本工程的岩土工程勘探报告，本工程槽底以下均为隔水层，止水帷幕依照落底式止水帷幕进行计算。
《建筑基坑支护规程》（JGJ120-99）要求落底式止水帷幕应插入下卧不透水层内的深度按下式计算：
L0.2hw0.5b
式中：L为帷幕插人不透水层的深度,hw为作用水头，b为帷幕体厚度。 同时按照《建筑基坑支护技术规程》（DB11/4-2007）及《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）要求宜将其插入含水层底板下2～3m。
本工程槽底为不透水层，基底标高如下：
E-05地块（培训中心）：-17.3m，其中冷冻机房部位-19.5m，游泳池部位-19.6m，西北角局部-21.1m；
F-04地块（研发中心）：（局部-16.5m）；
F-05地块（数据中心）：-20.5m，其中北侧冷冻机房部位-22.4m。
如暂不考虑坡道、积水坑等基底坑洞等因素，本基坑最深处标高-22.4m，（本工程±=49.20m），最浅处标高-16.3m，取基坑外场地地下水位标高-5m，坑内水位降至槽底下1m，止水帷幕厚度取0.8m，下面对本工程槽底最深处及最浅处进行止水帷幕计算：
（1）基坑最深处水位降至-23.4m，L=××=3.2m； （2）基坑最浅处水位降至-17.3m，L=××=2.0m； 最终肯定止水帷幕的深度还需考虑如下因素：
（1）坑外水位的选取：本工程第一层地下水主要赋存于标高～41.14m之上的粉土层中（②1层、③1层），其下即为隔水层，第2层地下水在场区呈透镜状散布，不持续，第二层与第三层地下水间也为不透水层，因此若选用第一层水位标高进行水头计算，显得太过保守，而水头如何肯定更为合理，目前还缺乏成熟的经验；
（2）止水帷幕的设计，需要综合地域地层特征、施工经验、设计计算多方面的因素，必要时还需通过现场实验才能肯定。
结合北京地域施工经验、地层情形及计算结果，肯定搅喷桩（或高压旋喷桩）插入下卧不透水层内的深度（嵌固长度）取～2.5m，具体设计参数见本章第5节。
止水帷幕的平面布置
止水帷幕的设计,不仅需要按照有关理论准确计算,还需要大量的工程经验和地域经验。只有理论与经验相结合,才能保证深基坑的设计做到安全、经济合理。
本工程基坑由培训中心、研发中心、数据中心三个基坑组成，基坑采用上部土钉墙+下部桩锚支护方式，止水帷幕平面布置时考虑以下两种布置方式：
①三个基坑进行止水设计，在每一个基坑周边都依照两个护坡桩间设置一根搅喷桩（或高压旋喷桩）进行布置,依照此方案，在整个平面内，三个基坑止水帷幕的总周长约1782m；
②将培训中心、研发中心、数据中心三个基坑依照一个大的连通基坑考虑进行止水帷幕的设置，培训中心与研发中心之间、研发中心与数据中心之间不
另设止水帷幕。各个楼座周边有护坡桩的地段每两个护坡桩间设置一根搅喷桩（或高压旋喷桩），各楼座中间地段由于不开挖，只采用搅喷桩（或高压旋喷桩）进行止水。此方案平面内止水帷幕总周长为1383m。
综合考虑上述因素比较结果，本工程止水帷幕平面布置采用第二方案（详见止水帷幕设置平面布置图）。
E-05地块止水设计
E-05地块止水帷幕布置方式采用在每两棵护坡桩间设置一棵搅喷桩进行止水。搅喷桩采用长螺旋钻机引孔后旋喷施工，搅喷桩轴线位于护坡桩轴线向基坑外侧偏移10cm，在同一轴线上，定位误差不大于50mm；本基坑依照5个剖面进行止水设计。
综合本地块水位标高，搅喷桩桩顶设计至-6.2m，具体设计见表3-2。
E05 搅喷桩参数（单位:m） 表3-2 基坑段 1-1面 2-2面 3-3面 4-4面 5-5面 剖剖剖剖剖桩 顶 标 高 桩 底 标 高 桩长（m） 桩间距（m） 预钻孔 搅喷桩 直径直径适用护坡桩号 （m） （m） ～ ～ ～ ～ ～ 1#～36#、108#～130#、202#～246# 37#～72#、247#～265# 73#～107# 131#～154# 155#～176# -6.2m -19.3m -6.2m -25.0m -6.2m -26.1m -6.2m -19.3m -6.2m -19.3m 3.5 F-04地块止水设计
F-04地块止水帷幕布置方式采用在每根两棵护坡桩之间设置一棵搅喷桩，分1个剖面进行止水设计具体设计见表3-3。
F04地块搅喷桩参数（单位:m） 表3-3 基坑段 桩 顶 标 高 桩 底 标 高 桩长（m） 桩间距（m） 预钻孔 搅喷桩 直径直 径 （m） 适用护坡桩号 1-1剖面 -3.8m -18.2m ～ 1#～2#、157#～312# 3.6 F-05地块止水设计
F-05地块止水帷幕采用桩间高压旋喷桩方式，布置方式采用在每两棵护坡桩之间设置一棵高压旋喷桩，按照基坑深度不同，分4个剖面进行支护设计。
F05地块搅喷桩（或高压旋喷桩）参数（单位:m） 表3-4 基坑段 桩 顶 标 高 -6.9m 1-1剖面 -6.9m -6.9m 2-2剖面 3-3剖面 5-5剖面 -2.9m -6.9m -6.9m 桩 底 标 高 -24.5m -22.5m -23.5m -24.5m -24.4m -24.4m 桩长（m） 桩间距（m） 预钻孔 直径（m） 帷幕桩 直径（m） ～ ～ ～ ～ ～ ～ 适用护坡桩号 187#～213#桩 280#～331#桩 332#～397#桩 214#～279#桩 1#～173#桩 174#～186#桩 E-05与F-04、F-05地块连接段止水设计
基坑止水帷幕的设置考虑了整个拟建地块的一致性和联通性，采用最经济合理的布置方案。除三个主功能区基坑的支护外，止水帷幕将整个拟建地块的三个基坑及关联通道都包括其中，分为2个剖面进行设计（剖面位置见平面布置图），具体设计见表3-5。。
地块连接处搅喷桩参数（单位:m） 表3-5 基坑段 1’-1’剖面西侧 1’-1’剖面东侧 桩 顶 标 高 （m） -6.2m -6.9m 桩 底 标 高 （m） -18.2m -24.4m 桩 长 （m） 12 预钻孔 桩间距 直 径 （m） （m） 搅喷桩 直 径 （m） ～ ～ 设计说明
（1）由于地下水位的不肯定性，搅喷桩的桩顶标高及桩底标高可按照现场实际施工时观测到的水位结果适当调整。
（2）E0五、F04地块止水帷幕采用搅喷桩施工工艺，由于F-05地块基坑深度较大，初步决定采用高压旋喷桩施工工艺，各地块连接段间的止水帷幕可采用高压旋喷桩工艺；
（3）在施工之前进行试桩，按如实测的现场地下水情形（水量大小、水位高低、压力大小）及帷幕桩施工效果来决定是不是调整工艺。
4、止水设计说明
考虑到基坑下部为不透水层，若集水坑等基底坑洞位于基坑中部（不靠护坡桩），可考虑将基坑内疏干井设置在集水坑内，并适当加深疏干井深度；若集水坑紧邻护坡桩及帷幕桩，则考虑将帷幕桩适当加长。
5、疏干井及观测井设计
（1）观测井
为确切了解基坑开挖进程中地下水位的转变，在基坑槽外设必然数量的水位观测井，位置设在基坑止水帷幕外。
数量：E-0五、F-04地块东、西、南、北坡各一口，F-05东、西、坡各一口，南、北各2口，共计13口。
观测井井管采用无砂砼管作为滤水管，井钻孔直径为0.6m，井管外径0.4m，内径0.3m。
井深：E-05地块：22m；F-04地块：20m；F-05地块：25m。 （2）疏干井
槽内疏干井设在肥槽内，井距平均为～30.0m，钻孔直径为0.6m，井管采用无砂砼管作为滤水管，井管外径0.4m，内径0.3m，疏干井设计参数见表3-6。
疏干井数量及深度 表3-6 地块 E-05 数量（口） 11 深度（m） 22 F-04 F-05 12 21 20 25 6、排水坑（井）的设计
只要不影响基坑开挖的大体干作业状况,止水帷幕允许有少量渗水, 但对于少量的渗水必需加以疏导,不使其在基坑中滞留。排水沟和集水坑井设置在地下室基础边线0.4m之外,深度30cm，内填滤料，保证干槽作业。
