缩略图

深基坑渗漏的处理和封堵技术的应用

作者

吴国锋

江苏地质基桩工程公司 江苏省镇江市 212000

基坑渗漏是基坑止水帷幕施工中常见的一种施工缺陷。由于岩土工程本身的复杂性、止水帷幕设计考虑不充分性及施工质量的不可控性,如在施工过程中出现地下障碍物、机械故障、特殊情况停机等因素的影响,深基坑发生渗漏的事故时有发生。尤其地下水丰富、水位较高的地区,深、大基坑越来越多,基坑渗漏的情况更为多见,故常有“十坑九漏”之说,若不及时处理极有可能会引起基坑本体坍塌和周边环境破坏事故。

一、工程概况

工程名称:南通市海门区中心城区 E4 地块城市更新项目基坑支护、降水、土方工程本工程地下 2 层,基坑开挖深度 9.4m ,基坑开挖面积 4.6万㎡,基坑周长 1242m ,基坑安全等级为一级。基坑开挖方式为分层、分段形式。

支护体系:基坑支护体系采用钻孔灌注桩和 SMW 工法桩 + 三轴搅拌桩止水;灌注桩:基坑围护墙体临近建筑物侧采用 φ1000@1200 钻孔灌注桩,无建筑物侧其他区域采用 φ850@600 钻孔灌注桩,工法桩,HN700×300×13×24 热轧型钢总长 21.3m 密插。止水体系:止水帷幕采用三轴 Φ850@600 搅拌桩。

支撑体系:沿基坑竖向均采用一道混凝土内支撑或钢管抛撑。有场地条件时采用桩顶放坡 1.5m ,无条件时桩顶抬高。

二、基坑开挖后出现渗漏情况

1. 基坑开挖至基底局部位置出现渗漏点。渗漏点出现在灌注桩之间的缝隙处。

2. 腰梁下 1 米左右部分开挖至距基底约 3-4m 时(相对地面挖深 6m左右),3 处出现较大流砂,坑外出现空洞点,渗漏严重,基坑大面积开始积水。

三、基坑渗漏原因分析及产生的危害

1. 地下水因素

基坑开挖过程中遇承压水,未按设计要求降水,孔隙水在水头差的作用下发生渗透;同时造成水土流失,形成土面滑移。产生危害:管涌、地面塌陷和土体滑坡。

2. 地下障碍物

止水帷幕施工中 , 遇大块石等坚硬物体或地下管线等,未连续施工行成漏点引发漏水。

3. 周边环境

地下水管道调查不清,开挖过程中造成土体位移引起水管接头错开或产生裂缝漏水,水管周围土体长时间浸泡形成流土。

4. 勘探孔未封孔

基坑底部勘探孔未封孔;封孔质量差;短时间内封孔成功,后续失效。

5. 施工因素影响

施工冷接头处理不当;受场地条件限制,大型设备移动不便等因素,造成止水结构搭接不够;施工质量控制不到位。

四、基坑渗漏常用处理方案

1. 注浆法

注浆前,应根据现场漏水情况,初步分析漏水原因,明确漏水点位。具体方法步骤:

(1)回填反压:对漏点迅速回填土进行反压,严重漏水时可以用砂浆或混凝土替代回填。

(2)注浆管安设:采用平板振动器或空气压缩机将注浆管安设就位,一般要求超过漏点 1m 以上。

(3)注浆孔布设:在漏点处基坑外侧沿着止水帷幕方向圆弧形梅花状布设两排注浆孔,孔间距、排间距均为 0.5m ,漏水、漏砂严重可适应加密。

(4)注入水泥浆:按照水灰比 1:0.5 的比例配制水泥浆完成后,先注入水泥浆确认漏点处是否存在漏水通道。注浆流量为 8~12L/min ,注浆压力在 0.5~1.0MPa 以上。

(5)浆液配制:注浆法所用的浆液一般为在水灰比 0.5 左右的水泥浆液中掺水泥。为快速提高堵漏效果,注浆时常采用双液注浆,即用二台注浆泵,分别注入水泥浆和水玻璃,二种浆液在注浆管管口 “三通混合器”处汇合后压入土层中。

2. 高压旋喷法

坑外高压旋喷法通常是在漏点外侧用旋喷钻机在漏点处就位,用合金钻头钻进至设计桩底标高(障碍多可用潜孔锤成孔),成孔后,下置旋喷钻具至设计标高,将按设计要求配置的水泥浆用高压注浆泵送浆,边送浆边旋转边提升直至设计桩顶标高。

3. 拉森钢板桩处理法

该方法适应条件:坑边具有拉森钢板桩机械施工工作面,渗漏量较大且水土流失较严重,无土方对漏点回压条件,情况较为紧急的情况下,可考虑采用坑外打设拉森钢板桩进行堵漏。

4.支模封堵法

在围护桩中心偏外位置处将围护桩的箍筋局部剔凿出来(或在桩上打孔植钢筋),桩间设置 A12@200 单层钢筋网片,渗漏点高度 3m 以下的采用木模板在外侧进行单侧支模,支模板前需将桩内侧土清理出“倒八字”,并将桩身浮土清理干净,支模后在近桩侧浇筑混凝土即可。

五、本工程基坑不同漏点的处理方案

1. 轻微渗水处引流处理

(1)用麻袋或棉絮在两根混凝土支护桩间的漏水部位填塞密实 ( 麻袋和棉絮主要起滤水作用 )。尼龙管先行处理将一端戳孔形成花管,后用60 ~80 目纱布裹住花管端,在集中渗水部位穿过麻袋或棉絮预埋尼龙管。

(2)将支护桩间的泥土清理干净, 露出桩表面混凝土。

(3)用速凝水泥砂浆 , 自下而上砌 5 寸砖墙 , 直至高出渗水部位 0.5m 或封至圈梁。在渗水集中部位 , 插入尼龙管引流 ( 尼龙管一端穿入填塞的麻袋, 另一端穿过砖墙), 让清水从引流管流出, 降低水压。

(4)砖墙用速凝水泥砂浆抹面。

(5)尼龙管打开,让清水从引流管流出,降低水压。若无清水流出则将尼龙管外露端折叠,若外层水泥砂浆抹面再出现渗水,可再将折叠打开疏导水。

(6)漏点的水集中到集水坑内。

2. 三处大渗漏点均采用高压旋喷法封堵处理

(1)因本基坑设计为钻孔灌注桩 + 三轴深搅桩止水,表面漏点均在排桩之间,真正漏点还在外侧三轴深搅桩上,故判断漏点是两根灌注桩桩背侧及两根灌注桩桩间某处,因此高压旋喷桩布孔需连续搭接布孔,孔间距400mm. , 水平长度至少超过两侧灌注桩桩径中点。在基坑顶利用吊锤(亦可以用经纬仪),找到漏点垂直对应位置,布孔方式一:在三轴深搅外侧并尽量靠近三轴深搅布孔。布孔方式二:在三轴桩与灌注桩之间布孔。垂线中点左右连续布孔。(注:如果是 SMW(PCMW)工法桩渗漏,漏点较为直观准确,一般只需布1-3 个孔)

(2)将高压旋喷桩机移至布孔处,受原三轴深搅垂直度、灌注桩“大肚子”影响等问题,旋喷钻头无法直接钻进,故先采用潜孔锤引孔,引孔至坑底下端约 2m, 再下入旋喷喷头进行旋喷成桩,施工循序为第一遍水泥浆旋喷成桩,水泥采用 P.O.42.5 普通硅酸盐水泥,水灰比 1:1,水泥掺入量 300kg/m ,水泥浆比重 1.4\~1.5,桩径 600mm ,高压泵压力为 25Mpa-30Mpa,提升速度 15-20cm/min 第二遍采用二重管高压双液注浆。为了防止渗漏点继续带走土体而导致渗漏点周边出现渗漏,对渗漏点周边进行二重管高压双液注浆处理。在常压注浆完成 2h 后,采用二重管高压双液注浆,水玻璃浆液,水灰比、水泥浆水灰比保持不变, 水玻璃浓度为 500g/L (约41Be),水玻璃兑水使用(按 1:1),高压泵压力为 15-20Mpa,提升速度约100-150cm/min。

支护结构是一个系统工程,因此渗漏不是一个孤立的问题,基坑渗漏直接影响基坑安全,影响基坑周边建筑物、构筑物道路、地下管线的安全。因此,在施工中需加强对漏水点附近的观测。沉降、支护结构的位移、水位和水压力的变化,必须引起足够的重视。

参考文献:

[1] 陆守林 ,二重管双液注浆技术在深基坑堵漏中的运用,发展与创新,2021 年第 19 期

[2] 宁桃,深基坑支护施工技术在土建工程施工中的应用, 建筑科学与工程,.2015.06.011