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【十坑九漏】超大超深基坑滲漏處理技術

發布時間:2018-03-14 20:35:39人氣:

一、基坑滲漏原因調查

本工程由四座塔樓及商業裙樓組成,最高建築高度328米,整體設三層地下室。基坑麵積約4萬平方米,基坑開挖深度18.2米~21.2米。基坑周邊環境複雜。

本工程基坑在第三道支撐梁處土質為砂性粉土,土層深度在-9.5m~-13.5m,內含微承壓水,此部區域為基坑滲漏高發區。本工程土方開挖階段該層土層內止水帷幕出現滲水、漏水現象,根據其產生原因不同,可分為以下2個方麵:

1、樁間滲水:

表現形式為:圍護樁間出現輕微濕跡,或出現輕微滲水現象,但水量較小,水壓不大且滲水清澈不附帶泥沙(見圖1)。

此種滲漏產生原因為圍護樁施工時,由於土層變化大、施工操作不當等原因造成局部圍護樁樁間距離過大,造成(1)層雜土層部分潛水含水層滲漏或止水帷幕與圍護樁之間的樁間積水滲漏,造成樁間土體脫落,形成較大的孔洞,圍護樁與止水帷幕之間距離較近,孔洞較大時(≥400mm)圍護樁將無法對止水帷幕進行有效支撐,由於止水帷幕為水泥土攪拌樁,有變形就會出現斷裂、漏水,對基坑安全帶來安全隱患。

【十坑九漏】超大超深基坑滲漏處理技術(圖1)

圖1 樁間滲水

2、止水帷幕滲漏

表現形式為:圍護樁間發生接縫滲水,水量較大,並夾雜泥沙,且滲水帶有明顯的承壓性(見圖2)。

此種滲漏產生的原因為止水帷幕在施工過程中形成冷縫,但未對其采取相應的加固措施;或止水帷幕施工過程中遇到障礙使孔位發生了偏移導致樁位間沒有形成很好的連接。至使(3-3)層的弱承壓水穿透止水帷幕,沿維護樁之間接縫滲出。由於(3-3)層為粉土,韌性低,幹強度低,土體遇水後土的結構迅速破壞。一旦發生漏水,土便會伴隨著水一起流出,不但嚴重影響了施工進度,而且此類滲漏導致基坑外圍(3-3)層土體大量流失,如漏點不能及時封堵,會造成將基坑周圍土體沉降,對周邊建築物的穩定性造成嚴重影響。

土方開挖前可通過降水記錄對止水帷幕滲漏位置進行預判,基坑內部經過降水施工後,某些區域內的水位回升速度遠遠快於其他部位,此部分區域為止水帷幕滲漏高發區域,開挖前許做好漏點封堵準備。

【十坑九漏】超大超深基坑滲漏處理技術(圖2)

圖2 止水帷幕滲漏

二、滲漏處理措施

2.1、"支模封堵法"堵漏

樁間滲水可采用"支模封堵法"法進行封堵:

在圍護樁中心偏外位置處將圍護樁的箍筋局部剔鑿出來(或在樁上打孔植鋼筋),樁間設置φ12@200單層鋼筋網片(見圖3),滲漏點高度3m以下的采用木模板在外側進行單側支模。漏點高度大於3m的采用噴射C20細石砼封堵(見圖4),砼強度達到要求後將模板拆除(見圖5)。

【十坑九漏】超大超深基坑滲漏處理技術(圖3)

圖5 混凝土澆築完畢

2.2、"內堵法"堵漏

止水帷幕滲漏但漏水量不大且夾帶少量泥砂時,可采用"內堵"的方法進行封堵:

1、漏點處理:清除漏水部位圍護樁間的泥土和雜質,將滲漏處鑿成反楔型孔洞,兩側鑿到圍護樁邊,將圍護樁表麵泥土清理幹淨。

2、拌製水泥:快速堵漏必須選用"雙快速凝水泥",將水泥與水按1:0.2的比例反複揉捏成團,封口時按水泥:水=1:0.3攪拌成均勻的膩子狀,雙快水泥初凝時間為0.2h,終凝時間1.5h。

3、塞入填充物:如縫隙中泥沙流失較多,內部出現較大孔洞時,將舊棉絮或破布塞入孔洞內,舊棉絮或破布既可以阻止泥沙流失防止孔洞擴大,又可以透水。

4、插入導管:在楔形孔洞底部將拌製好的水泥平鋪一層,厚度約為孔洞的三分之一,快速將事先準備好的長度約1.5m的Φ25塑料管(管徑根據漏點水流量調整)一端插入到漏水點深處,將水管壓入平鋪的水泥內,確認漏水點水流從管內流走時繼續鋪拌製好的水泥固定導水管,見圖6。

圖5 混凝土澆築完畢

2.2、"內堵法"堵漏

止水帷幕滲漏但漏水量不大且夾帶少量泥砂時,可采用"內堵"的方法進行封堵:

1、漏點處理:清除漏水部位圍護樁間的泥土和雜質,將滲漏處鑿成反楔型孔洞,兩側鑿到圍護樁邊,將圍護樁表麵泥土清理幹淨。

2、拌製水泥:快速堵漏必須選用"雙快速凝水泥",將水泥與水按1:0.2的比例反複揉捏成團,封口時按水泥:水=1:0.3攪拌成均勻的膩子狀,雙快水泥初凝時間為0.2h,終凝時間1.5h。

3、塞入填充物:如縫隙中泥沙流失較多,內部出現較大孔洞時,將舊棉絮或破布塞入孔洞內,舊棉絮或破布既可以阻止泥沙流失防止孔洞擴大,又可以透水。

4、插入導管:在楔形孔洞底部將拌製好的水泥平鋪一層,厚度約為孔洞的三分之一,快速將事先準備好的長度約1.5m的Φ25塑料管(管徑根據漏點水流量調整)一端插入到漏水點深處,將水管壓入平鋪的水泥內,確認漏水點水流從管內流走時繼續鋪拌製好的水泥固定導水管,見圖6。

 

5、封住漏水口:將拌好的水泥團迅速塞進滲水口,將插入的導水管周圍全部用水泥團封住。確認漏水全部由導水管排出其他部位不再滲水後,在孔洞周圍延出10cm的範圍再刮壓一層,如果流水壓力較大時,可采取在圍護樁打膨脹螺絲加鋼筋網進行加固,固定好導管後在導管端部塞入濾網過濾泥沙,保證管內隻流水不帶走泥沙。

6、養護:養護不小於4h小時,如天氣炎熱,適當噴水養護

7、紮管止水:待水泥硬化滿足強度(20MPa以上)要求後,將塑料導水管用鉛絲紮死止水。有時由於水壓力較大,紮管後水可能從其他部位滲漏出來,依照上述方法重新進行引流封堵直至堵為止

2.3、"外封法"堵漏

止水帷幕滲漏且漏水量較大且夾帶泥沙時,必須采用"外封"的方法進行封堵,具體做法如下:

1、在基坑內側找到漏水源頭,清理漏水點裏側及孔洞周邊,修挖時把滲漏點挖成裏大外小的型式,便於安裝幹海帶等膨脹材料,同時填塞棉絮減小漏水中攜帶的泥砂。

2、回填做圍堰:對漏點迅速回填土做圍堰,嚴重漏水時澆築砼做圍堰,減少漏水對基坑的破壞。

3、鑽進成孔:采用汽車吊將鑽機在漏水點處就位,調整好垂直度後開始鑽孔,鑽孔深度為漏水點下1m左右,鑽孔見圖9所示。

【十坑九漏】超大超深基坑滲漏處理技術(圖4)

4、安放注漿管:鑽到深度後提升鑽杆,安放注漿管(φ25鍍鋅管),安放注漿管過程中如遇到砂土層出現鑽孔塌方,采用改裝的平板振搗器將注漿管壓入預定深度,在注漿管上連接帶有兩個閥門的三通,分別用來連接水泥注漿泵和水玻璃注漿泵。

5、注水泥漿:按照水灰比0.7:1攪拌水泥漿,先注入水泥漿確認注漿管是否在漏水通道附近,如注漿過程中持續注漿未流出水泥漿,可適當提升注漿管15~20cm,漏水點流出水泥漿後才能確認找到漏水通道。

6、雙液注漿:雙液注漿是靜壓注漿中的一種,即利用液壓通過注漿管把水泥溶液和水玻璃短時間內混合均勻生成水泥膠,然後注入地層中。利用水泥膠凝結速度快,強度提高快的特點封堵滲漏通道,達到堵漏目的。

水泥的水解產物Ca(OH)與水玻璃相遇迅速結合成一種水泥膠狀體,其反應機理:

Na2O·nSiO2+Ca(OH)2+mH2O-CaO·nSiO2·mH2O+2NaOH

(1)材料:水玻璃(波美度35~40),模數3.0~3.4;普通矽酸鹽水泥,PO42.5,水泥漿液水灰比為0.7:1。

(2)正式雙液注漿前應進行試配,以確定雙液能否在30s內凝固,配置的水泥、水玻璃漿液比重應為1:1。

(3)注漿時先注入水泥漿,確認出水口處水泥漿持續不斷流出後同時開泵注入水玻璃,兩種漿液在Y型管終端內混合,堵漏時注漿壓力在0.5~1MPa,兩個注漿泵以同一泵壓注射,注漿見圖10所示。

【十坑九漏】超大超深基坑滲漏處理技術(圖5)


4)流水口出現粘稠混合漿液、伴隨出現氣泡時,即用編織袋封堵鋼管出水口處,等流水量逐漸變小直至停止後,停止注漿,觀察lh後再繼續注漿。

7、注漿加固:

(1)靜壓注漿:漏水點堵住後24h後靜壓注漿加固,加固點布點沿止水帷幕方向距離堵漏點左右各0.5m位置設置一個加固點,注漿深度為漏水點下1m,流量為8~12L/min,加固時注漿壓力在1~1.5MPa以上。

(2)劈裂注漿:靜壓注漿加固時,由於下部土層密實度大漿液不易擴散,且注漿管與鑽孔之間孔隙較大,注漿時返漿嚴重,因此采用劈裂注漿,鑽孔過程中注入陶土粉漿液潤滑鑽杆、防止堵孔,同時減少放入劈裂注漿管時的阻力,放入劈裂注漿管後再其上部1m處采用水泥漿進行封堵密實,2天後在劈裂管內插入注漿花管,分層(50cm)進行注漿,注漿壓力為2MPa,直至注滿返漿為止,劈裂注漿布點平麵位置及做法詳見圖11、12。


三、基坑漏點監測措施

基坑出現嚴重漏水等險情時,在漏水點半徑50m範圍內的監測點單獨建立監測係統,對基坑深層水平位移、支護結構水平位移、支護結構垂直位移、支撐軸力、樁身應力及其周邊建(構)築物、道路的動態變化進行監測,每天上午、下午各觀測一次,及時報告監測結果,派專門人員24小時值班,直至險情結束。


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