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【摘 要】 本文以某深基坑围护工程为例,对其围护结构的渗漏水问题进行处理以及预防,以供参考。
【关键词】 深基坑;围护结构;渗漏处理
一、工程概况及水文情况
某工作井工作井深基坑围护采用1000mm厚地下连续墙,该地下连续墙深37.5m,开挖深度为22.5m,坑内共布设5道支撑,其中第1—4道为混凝土支撑,第5道为双拼钢支撑。与之相邻的暗埋段基坑PX-1采用800mm厚、29m深的地下连续墙围护体系,开挖深度约16.1m,共布设5道支撑,其中第1道为混凝土支撑,第2—4道为钢支撑。PX-1基坑和工作井基坑之间有约6.4m的高差,采用厚600mm、深11m的地下连续墙围护,在高低坑地下连续墙外侧采用宽3m、深8m的高压旋喷桩加固,见图1。
二、渗漏处理方案
本区间工作井渗漏主要发生在矮边墙分缝处以及附近的混凝土面,施工缝渗水主要由于凿毛不到位、振捣不密实所致。这类渗水裂隙较多,主要采取注浆工艺,通过压浆来填满混凝土间的缝隙。
混凝土表面渗水主要由振捣不充分引起,出现墙面点渗、线渗和面渗这三种渗漏现象。此种情况,点渗采用速效堵漏剂封堵,线渗和面渗采用注浆和速效堵漏剂封堵相结合的施工方法。
变形缝、环向施工缝渗水是由施工过程止水带错位、扭曲引起的,形成的渗水带往往是一条长长的裂隙,处理时主要采用灌浆填补裂隙。根据实际情况,还可采取在混凝土结构安装新止水带的方法,与原止水带形成双道防水体系。
渗漏治理总体原则为:采用堵漏、注浆、不引流相结合的方法,同时在施工过程中不得破坏既有的防水层。
三、围护结构渗漏处理措施
(一)一般裂缝处治措施
首先,对于宽度在0.5mm以下的裂缝,选择表面封闭法。选择衬砌裂缝表面,涂刷修补砂浆,将裂缝封闭,避免钢筋混凝土再次被腐蚀。但是在处治过程中,需要使用钢丝清理裂缝附近,将衬砌混凝土显露后,对其表面进行打毛,再使用高压风吹干净后才可以涂刷修补砂浆。其次,宽度在0.5mm以上的裂缝,选择低压注浆法。将灌缝胶低压处理后充填并粘贴裂缝。
一般传统堵漏的方法,是将裂缝或漏水处凿开,进行表面堵漏,但结果往往是堵住这里,那里又开始渗漏了。此时,可采取环氧树脂浆液堵水。
改性环氧树脂浆液具有优异的渗透性能和良好的粘结性能。根据这一特点,可以用压力灌浆法将改性环氧树脂浆液压入混凝土裂缝内起粘合作用,对多孔隙密集砂层及松散混凝土进行加固,从而阻止水从混凝土缺陷处渗漏,以使建筑物达到原先的设计要求(适用于无压渗水及有压渗水段)。灌浆根据压力和速度,可分为高压快速灌浆法和低压慢速灌浆法。
将衬砌渗漏处表面的浮浆、灰渣、污渍清理干净,用干抹布吸干混凝土表面水渍,然后立即在漏水部位均匀撒一层干水泥粉,逐渐出现水点或水线处即为出水点,在混凝土表面做好对应的标识。清理干净需要施工的区域,凿除混凝土表面析出物,确保表面干净、润湿。
采用环氧树脂材料配制浆液,根据现场工作量的多少、缝的大小调配环氧树脂浆液。调配时浆液会产生热量,待温度降低后方可使用,浆液要求当天用完。区间衬砌渗水大多为无压渗水,可采用低压慢速灌浆法,压力不需要过大,根据现场试压确定,一般控制在0.5MPa左右。注浆嘴埋设完毕并且封缝符合要求后,使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注环氧树脂浆液,浆液的固化时间一般调节在24h左右,可以安装控制阀来调节压浆时间和压浆量。
(二)渗水涌砂量大的处理
当围护结构出现大量渗水并拌有大量泥砂涌出时,为确保基坑安全首先应迅速采取反压回填处理,防止出现周边因流砂而沉陷破坏,然后再采取外侧压浆设置隔水围幕及打设降水井降低地下水位的方式进行处理。
当围护结构在开挖过程中出现大量渗水并拌有泥砂涌出时,首先应立即启动抢险救援应急预案,撤出基坑作业人员,利用土袋、水泥或早强混凝土对渗漏处进行回填反压,确保基坑稳定,同时组织临测人员每隔一小时对围护结构变形、周边地面沉降及钢支撑的轴力进行监测,准确掌握整个围护结构及周边环境的状态。基坑反压回填稳定后对渗漏水采取坑外注浆加固与打设降水井的方式进行处理,具体如下:
(1)接缝渗漏位置用混凝土反压后,在地连墙外侧进行注浆处理,注浆孔沿地连墙外侧布置,孔中心距地连墙边0.3m左右,孔间距为0.5m,共布置了5个注浆孔,钻孔深度以低于渗漏位置5m左右为宜。
(2)压浆孔打设完毕后,先从正对渗漏处的1#压浆孔进行压浆,将压浆管放入渗漏位置以下2m左右,然后利用压浆机向孔内压注纯水泥浆,水泥浆水灰比为1∶0.6,初始注浆压力为0.3MPa,在压浆过程中同时注意观察基坑内侧渗流情况,如果水泥浆液从基坑内侧渗出,说明水泥浆液已从渗漏通道渗出,此时浆液更换为1∶1的双液浆,以封堵渗漏通道,待压注的浆液从孔顶冒出或是注浆压力上升时至0.8MPa左右时更换至别的压浆孔继续压注,直至完全封堵,在渗漏点外侧形成一道水泥土隔水圍幕。
四、渗漏原因分析及预防应急措施
(一)渗漏成因
从几次出现渗漏水的情况来看,产生渗漏的主要原因是前期围护结构施工质量存在隐患,尤其是地连墙接头位置,施工时刷壁不彻底,导致地连墙接缝处混凝土不密实,存在夹砂情况,降水开挖过程中由于坑内外承压水头差大,在地连墙接缝位置墙体夹砂部位被水流击穿从而引起渗漏。其次是接缝位置加固未到位,在开挖前虽然对地连墙接缝及转角等止水薄弱地方进行高压旋喷加固,但由于施工质量不到位,导致接缝位置还是出现了渗漏。
(二)预防措施
(1)加强对降水井的监控与管理。一是要加强对降水井的保护措施;二是严禁随意封井、废井,对降水井的处理必须经过充分评估影响后方可实施;三是控制降水深度,降水过深坑内外水头压力差会越大,给地连墙的止水压力也越大,应控制降水深度为开挖线下1m~2m即可。
(2)加强围护结构的质量控制。主要包括:成槽的深度控制,测量成槽的深度不能只测一个点,要自带测量工具进行多点复测确保地下连续墙深度符合设计要求;加强地连墙连接缝的质量控制,一是要加强刷壁控制,二是严格控制垂直度的规定范围内;三是严格控制导管下的深度,必须满足相关规定要求;四是底部砂袋不能回填应严格控制在开挖线5m以下。
(3)对地连墙接缝及转角位置进行加固处理。鉴于基坑为封闭式降水,坑内外水头差较大,为满足安全质量的要求,对于开挖深度大于20m的地段所有转角及地连墙接头位置都要进行旋喷加固,且在加固过程中要严把加固质量。
(4)加强抢险应急物资储备工作,包括水泥、沙袋、小五金、20cm长的小圆木楔、消防水管等,同时对基坑周边可以作为应急回灌水源的闸阀位置的标识工作,一旦需要采取回灌时能迅速找到水源。
(5)抢险救援分工要细化,人员要保持固定,责职要明确,根据需要成立各个专业组分工负责,及时响应,确保抢险工作紧张有序。
五、结语
1)施工原因导致地下连续墙渗漏水的案例,在众多基坑事故中占有很大的比例。连续墙施工时,注意接缝、接头位置,以及浇筑混凝土时的处理,防止连续墙夹泥、窝泥,埋下渗漏隐患。基坑开挖时,连续墙的不均匀沉降也容易导致接缝处的相对滑动,从而产生渗漏。2)设计单位进行围护设计时需要考虑地质资料的不确定性,适当增加安全余量,同时密切关注环境和现场监测情况,并及时向施工单位通报。3)基坑开挖前需统筹安排施工流程,并备好抢险材料,一旦发生险情,要仔细分析事故原因,合理选择抢险方案,并及时进行处理。同时,要加强监测,做到信息化施工。
参考文献:
[1]庞宝根.深基坑围护体发生流砂的抢救[J].施工技术,2000(10):15-16.
[2]杨国春,裴向军,阮文军.深基坑开挖中的化学注浆处理涌砂涌水[J].探矿工程,2001(1):29-30.
[3]周爱国.隧道工程现场施工技术[M].北京:人民交通出版社,2004.
【关键词】 深基坑;围护结构;渗漏处理
一、工程概况及水文情况
某工作井工作井深基坑围护采用1000mm厚地下连续墙,该地下连续墙深37.5m,开挖深度为22.5m,坑内共布设5道支撑,其中第1—4道为混凝土支撑,第5道为双拼钢支撑。与之相邻的暗埋段基坑PX-1采用800mm厚、29m深的地下连续墙围护体系,开挖深度约16.1m,共布设5道支撑,其中第1道为混凝土支撑,第2—4道为钢支撑。PX-1基坑和工作井基坑之间有约6.4m的高差,采用厚600mm、深11m的地下连续墙围护,在高低坑地下连续墙外侧采用宽3m、深8m的高压旋喷桩加固,见图1。
二、渗漏处理方案
本区间工作井渗漏主要发生在矮边墙分缝处以及附近的混凝土面,施工缝渗水主要由于凿毛不到位、振捣不密实所致。这类渗水裂隙较多,主要采取注浆工艺,通过压浆来填满混凝土间的缝隙。
混凝土表面渗水主要由振捣不充分引起,出现墙面点渗、线渗和面渗这三种渗漏现象。此种情况,点渗采用速效堵漏剂封堵,线渗和面渗采用注浆和速效堵漏剂封堵相结合的施工方法。
变形缝、环向施工缝渗水是由施工过程止水带错位、扭曲引起的,形成的渗水带往往是一条长长的裂隙,处理时主要采用灌浆填补裂隙。根据实际情况,还可采取在混凝土结构安装新止水带的方法,与原止水带形成双道防水体系。
渗漏治理总体原则为:采用堵漏、注浆、不引流相结合的方法,同时在施工过程中不得破坏既有的防水层。
三、围护结构渗漏处理措施
(一)一般裂缝处治措施
首先,对于宽度在0.5mm以下的裂缝,选择表面封闭法。选择衬砌裂缝表面,涂刷修补砂浆,将裂缝封闭,避免钢筋混凝土再次被腐蚀。但是在处治过程中,需要使用钢丝清理裂缝附近,将衬砌混凝土显露后,对其表面进行打毛,再使用高压风吹干净后才可以涂刷修补砂浆。其次,宽度在0.5mm以上的裂缝,选择低压注浆法。将灌缝胶低压处理后充填并粘贴裂缝。
一般传统堵漏的方法,是将裂缝或漏水处凿开,进行表面堵漏,但结果往往是堵住这里,那里又开始渗漏了。此时,可采取环氧树脂浆液堵水。
改性环氧树脂浆液具有优异的渗透性能和良好的粘结性能。根据这一特点,可以用压力灌浆法将改性环氧树脂浆液压入混凝土裂缝内起粘合作用,对多孔隙密集砂层及松散混凝土进行加固,从而阻止水从混凝土缺陷处渗漏,以使建筑物达到原先的设计要求(适用于无压渗水及有压渗水段)。灌浆根据压力和速度,可分为高压快速灌浆法和低压慢速灌浆法。
将衬砌渗漏处表面的浮浆、灰渣、污渍清理干净,用干抹布吸干混凝土表面水渍,然后立即在漏水部位均匀撒一层干水泥粉,逐渐出现水点或水线处即为出水点,在混凝土表面做好对应的标识。清理干净需要施工的区域,凿除混凝土表面析出物,确保表面干净、润湿。
采用环氧树脂材料配制浆液,根据现场工作量的多少、缝的大小调配环氧树脂浆液。调配时浆液会产生热量,待温度降低后方可使用,浆液要求当天用完。区间衬砌渗水大多为无压渗水,可采用低压慢速灌浆法,压力不需要过大,根据现场试压确定,一般控制在0.5MPa左右。注浆嘴埋设完毕并且封缝符合要求后,使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注环氧树脂浆液,浆液的固化时间一般调节在24h左右,可以安装控制阀来调节压浆时间和压浆量。
(二)渗水涌砂量大的处理
当围护结构出现大量渗水并拌有大量泥砂涌出时,为确保基坑安全首先应迅速采取反压回填处理,防止出现周边因流砂而沉陷破坏,然后再采取外侧压浆设置隔水围幕及打设降水井降低地下水位的方式进行处理。
当围护结构在开挖过程中出现大量渗水并拌有泥砂涌出时,首先应立即启动抢险救援应急预案,撤出基坑作业人员,利用土袋、水泥或早强混凝土对渗漏处进行回填反压,确保基坑稳定,同时组织临测人员每隔一小时对围护结构变形、周边地面沉降及钢支撑的轴力进行监测,准确掌握整个围护结构及周边环境的状态。基坑反压回填稳定后对渗漏水采取坑外注浆加固与打设降水井的方式进行处理,具体如下:
(1)接缝渗漏位置用混凝土反压后,在地连墙外侧进行注浆处理,注浆孔沿地连墙外侧布置,孔中心距地连墙边0.3m左右,孔间距为0.5m,共布置了5个注浆孔,钻孔深度以低于渗漏位置5m左右为宜。
(2)压浆孔打设完毕后,先从正对渗漏处的1#压浆孔进行压浆,将压浆管放入渗漏位置以下2m左右,然后利用压浆机向孔内压注纯水泥浆,水泥浆水灰比为1∶0.6,初始注浆压力为0.3MPa,在压浆过程中同时注意观察基坑内侧渗流情况,如果水泥浆液从基坑内侧渗出,说明水泥浆液已从渗漏通道渗出,此时浆液更换为1∶1的双液浆,以封堵渗漏通道,待压注的浆液从孔顶冒出或是注浆压力上升时至0.8MPa左右时更换至别的压浆孔继续压注,直至完全封堵,在渗漏点外侧形成一道水泥土隔水圍幕。
四、渗漏原因分析及预防应急措施
(一)渗漏成因
从几次出现渗漏水的情况来看,产生渗漏的主要原因是前期围护结构施工质量存在隐患,尤其是地连墙接头位置,施工时刷壁不彻底,导致地连墙接缝处混凝土不密实,存在夹砂情况,降水开挖过程中由于坑内外承压水头差大,在地连墙接缝位置墙体夹砂部位被水流击穿从而引起渗漏。其次是接缝位置加固未到位,在开挖前虽然对地连墙接缝及转角等止水薄弱地方进行高压旋喷加固,但由于施工质量不到位,导致接缝位置还是出现了渗漏。
(二)预防措施
(1)加强对降水井的监控与管理。一是要加强对降水井的保护措施;二是严禁随意封井、废井,对降水井的处理必须经过充分评估影响后方可实施;三是控制降水深度,降水过深坑内外水头压力差会越大,给地连墙的止水压力也越大,应控制降水深度为开挖线下1m~2m即可。
(2)加强围护结构的质量控制。主要包括:成槽的深度控制,测量成槽的深度不能只测一个点,要自带测量工具进行多点复测确保地下连续墙深度符合设计要求;加强地连墙连接缝的质量控制,一是要加强刷壁控制,二是严格控制垂直度的规定范围内;三是严格控制导管下的深度,必须满足相关规定要求;四是底部砂袋不能回填应严格控制在开挖线5m以下。
(3)对地连墙接缝及转角位置进行加固处理。鉴于基坑为封闭式降水,坑内外水头差较大,为满足安全质量的要求,对于开挖深度大于20m的地段所有转角及地连墙接头位置都要进行旋喷加固,且在加固过程中要严把加固质量。
(4)加强抢险应急物资储备工作,包括水泥、沙袋、小五金、20cm长的小圆木楔、消防水管等,同时对基坑周边可以作为应急回灌水源的闸阀位置的标识工作,一旦需要采取回灌时能迅速找到水源。
(5)抢险救援分工要细化,人员要保持固定,责职要明确,根据需要成立各个专业组分工负责,及时响应,确保抢险工作紧张有序。
五、结语
1)施工原因导致地下连续墙渗漏水的案例,在众多基坑事故中占有很大的比例。连续墙施工时,注意接缝、接头位置,以及浇筑混凝土时的处理,防止连续墙夹泥、窝泥,埋下渗漏隐患。基坑开挖时,连续墙的不均匀沉降也容易导致接缝处的相对滑动,从而产生渗漏。2)设计单位进行围护设计时需要考虑地质资料的不确定性,适当增加安全余量,同时密切关注环境和现场监测情况,并及时向施工单位通报。3)基坑开挖前需统筹安排施工流程,并备好抢险材料,一旦发生险情,要仔细分析事故原因,合理选择抢险方案,并及时进行处理。同时,要加强监测,做到信息化施工。
参考文献:
[1]庞宝根.深基坑围护体发生流砂的抢救[J].施工技术,2000(10):15-16.
[2]杨国春,裴向军,阮文军.深基坑开挖中的化学注浆处理涌砂涌水[J].探矿工程,2001(1):29-30.
[3]周爱国.隧道工程现场施工技术[M].北京:人民交通出版社,2004.