銅陵星雨華府深基坑止水帷幕失效的流砂治理

摘 要：在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，高層建筑越來(lái)越多，深基坑隨之成為熱門研究課題，但在復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑止水帷幕施工技術(shù)仍不夠成熟，常常對(duì)建設(shè)項(xiàng)目造成較大的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：深基坑 尾礦砂 止水帷幕 灌注樁 流砂 堵漏高壓旋噴樁

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（a）-0061-01

1 工程概況

由我單位承建的某項(xiàng)目西標(biāo)段工程，位于銅陵市，屬于棚戶區(qū)改造的民生工程，受到當(dāng)?shù)卣母叨戎匾暋１竟こ贪?棟單體和地下車庫(kù)，地下室三層，基坑開(kāi)挖深度約14 m，深基坑采用單排灌注樁和兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐作為支護(hù)體系，單排雙軸深攪樁和樁間高壓旋噴樁作為止水帷幕。

2 地質(zhì)水文情況

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)區(qū)地層層序自上而下依次為：

①1層填土：層厚0.50～4.8 m，呈雜色，濕，較松散，其成份主要為粉質(zhì)粘土夾碎磚石、混凝土塊等。

①2層尾砂：層厚4.7～12.00 m，呈深灰色，飽和，松散～稍密狀，主要成份為粉細(xì)砂，夾少量軟塑狀粉質(zhì)粘土薄層，為銅官山銅礦排放的尾礦砂，回填時(shí)間超過(guò)20年。

①3層尾砂混淤泥：層厚0.80～3.9 m，呈深灰色，飽和，松散狀，主要成份為粉細(xì)砂，夾20%～40%左右的淤泥，屬高壓縮性土。

②層可～軟塑狀粉質(zhì)粘土：層厚0.70～16.70 m，呈灰黃～灰黑色，很濕，含腐植質(zhì)，屬中等偏高壓縮性土。

③層碎石土：層厚0.7～8.1 m，灰黃色，濕，中密～密實(shí)狀，碎石成份主要為石英砂巖，硬塑狀粘土充填。

④層強(qiáng)風(fēng)化閃長(zhǎng)巖。

⑤層中風(fēng)化閃長(zhǎng)巖。

水文條件：勘察期間，鉆孔揭露深度內(nèi)，地下水水位埋深為0.7～2.3 m，標(biāo)高為15.55～20.63 m，年變化幅度約為1.0 m。

3 止水帷幕施工

由于地質(zhì)條件差、地下水位高、開(kāi)挖深度大等特殊因素，止水帷幕施工開(kāi)始就列為重點(diǎn)控制項(xiàng)目。2011年8月，我單位組織了施工經(jīng)驗(yàn)豐富的隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)，編制了詳細(xì)的施工方案，在施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行了安全技術(shù)交底，對(duì)止水帷幕的重要性、場(chǎng)地的復(fù)雜性、施工的難度性和設(shè)計(jì)要求等做了詳細(xì)的介紹，并列出了本工程施工的重要控制措施。

施工前，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)試樁情況，制作了雙軸深攪樁施工各項(xiàng)參數(shù)公示牌，包括葉片直徑、水泥摻量、鉆進(jìn)下沉和攪拌提升速度、垂直度偏差、樁位偏差、送漿壓力、鉆桿鉆速、鉆進(jìn)深度、移機(jī)距離等，以方便施工過(guò)程控制。施工過(guò)程中，我方根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)和技術(shù)要點(diǎn)嚴(yán)格控制，因?yàn)榈刭|(zhì)條件復(fù)雜，雙軸深攪樁施工多次遇到不明障礙物而偏位，鉆桿提升后發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重并附著有細(xì)小的磁性顆粒，其中6次發(fā)生鉆桿抱死無(wú)法鉆進(jìn)和提升，最終以鉆頭折斷而失敗。我方技術(shù)人員立即以絕對(duì)坐標(biāo)記錄好位置，經(jīng)監(jiān)理和業(yè)主單位確認(rèn)后，設(shè)計(jì)單位據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在深攪樁未連續(xù)施工的區(qū)段，增加高壓旋噴樁進(jìn)行補(bǔ)救，確保止水帷幕的質(zhì)量。

樁間高壓旋噴樁施工過(guò)程中，因?yàn)楣嘧兜牟灰?guī)則擴(kuò)孔，樁間高壓旋噴樁不能像圖紙?jiān)O(shè)計(jì)那樣靠近灌注樁，且鉆桿也多次遇到障礙而發(fā)生較大偏位。由于尾礦砂顆粒較細(xì)，噴漿過(guò)程中多次出現(xiàn)注漿管爆裂，且水泥漿上涌量較大。

2011年11月開(kāi)始土方開(kāi)挖，基坑開(kāi)挖過(guò)程中采用管井和輕型井點(diǎn)降水，并在止水帷幕外設(shè)置回灌渠，確保周邊建筑和道路的安全。當(dāng)基坑開(kāi)挖8 m深時(shí)灌注樁間漏水、流砂嚴(yán)重，導(dǎo)致止水帷幕外側(cè)塌陷，基坑內(nèi)土方無(wú)法開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4 漏水原因分析

（1）場(chǎng)地內(nèi)的尾礦砂經(jīng)過(guò)近百年的堆積，尾礦砂中鐵礦粉、硫化物等成分經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成不均勻的膠結(jié)硬塊和磁性物質(zhì)，雙軸深攪樁和樁間高壓旋噴樁施工過(guò)程中，鉆桿碰到膠結(jié)硬塊發(fā)生偏位、傾斜，磁性物質(zhì)吸附鉆桿造成鉆頭折斷，致使止水帷幕施工產(chǎn)生搭接不良的質(zhì)量缺陷，未能形成完整封閉的止水帷幕，是產(chǎn)生側(cè)壁滲漏的主要原因。（2）場(chǎng)地內(nèi)的尾礦砂細(xì)度模數(shù)較小，在含水量豐富時(shí)沉淀密實(shí)度不均勻，樁間高壓旋噴樁成樁效果較差，出現(xiàn)不規(guī)則的瘦腰縮頸；灌注樁施工時(shí)充盈系數(shù)偏大（平均約1.5），樁身發(fā)生不規(guī)則擴(kuò)孔，樁間高壓旋噴樁施工時(shí)鉆桿不能有效的按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)位置施工，且灌注樁成孔時(shí)的泥漿護(hù)壁較厚，致使高壓旋噴樁施工時(shí)噴漿不能沖破泥皮與灌注樁有效的咬合在一起，出現(xiàn)縫隙。在側(cè)壁水壓力較大時(shí)出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，也是產(chǎn)生止水帷幕滲水流砂的重要原因。

5 堵漏方案施工

根據(jù)專家組意見(jiàn)，對(duì)于已開(kāi)挖的區(qū)域（坑邊場(chǎng)地狹小），停止基坑降水，并回填基坑內(nèi)支護(hù)樁邊6 m范圍內(nèi)的土體。在支護(hù)灌注樁間機(jī)械引孔，解決灌注樁擴(kuò)孔造成的高壓旋噴樁施工障礙，再用小型高壓旋噴樁機(jī)在引孔內(nèi)注漿，確保堵漏高壓旋噴樁與灌注樁能有效的咬合在一起，形成完整的止水體系。

我單位引進(jìn)專業(yè)堵漏施工隊(duì)伍，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件和實(shí)際情況的考察，專業(yè)堵漏隊(duì)伍決定采用GXY-2K型鉆機(jī)在灌注樁間引孔至設(shè)計(jì)深攪樁樁底標(biāo)高，然后用XP-20A型鉆機(jī)注漿，確保高壓旋噴樁施工位置準(zhǔn)確。堵漏高壓旋噴樁施工各項(xiàng)參數(shù)根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、試樁記錄和專業(yè)堵漏經(jīng)驗(yàn)，參考如下：水泥參量380～400 kg/m、水灰比1∶1、噴漿壓力2 MPa、水壓30 MPa、噴漿量150～180 L/min、提升速度0.8～0.12 m/min，有效成樁半徑約為600～700 mm。鉆機(jī)引孔前由技術(shù)人員確定好樁位，并全程指導(dǎo)堵漏高壓旋噴樁施工。

堵漏結(jié)束兩周后，我方挖開(kāi)6條樁縫均無(wú)明顯漏水，但有2處在堵漏樁和灌注樁交界處有輕微滲水，一個(gè)小時(shí)后便形成漏水縫隙，并夾雜有尾礦砂。雖然比堵漏前有了很大的改觀，但仍不能滿足基坑施工要求，通過(guò)與堵漏單位磋商，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有輕微滲水點(diǎn)的部位采用人工堵漏。即先用編織袋裝摻有水泥的砂土回填較大的空洞，確保基坑和止水帷幕的安全；然后用稻草和棉絮對(duì)漏水點(diǎn)進(jìn)行堵塞；最后在灌注樁間用純水泥漿砌筑退臺(tái)式的擋土墻，并用純水泥漿抹面，確保擋土墻的完整性和密封性。由于基坑開(kāi)挖深度較大、地下水位偏高，考慮到側(cè)壁水壓力大且擋土墻開(kāi)始強(qiáng)度較低，砌筑時(shí)留置泄水孔，待擋土墻強(qiáng)度來(lái)勁后對(duì)漏水較小的泄水孔用棉絮進(jìn)行堵塞。

為了保證地下室能夠順利的施工，我單位編制了基坑內(nèi)明排水施工方案，在支護(hù)樁邊砌筑截水溝和集水井，并安排專職人員進(jìn)行抽水。

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

針對(duì)西區(qū)深基坑止水帷幕的失效治理，項(xiàng)目部召開(kāi)了經(jīng)驗(yàn)總結(jié)大會(huì)。首先通報(bào)了事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失和工期延誤損失，然后分析項(xiàng)目施工管理中的不足，如施工經(jīng)驗(yàn)欠缺，對(duì)特殊地質(zhì)條件下施工工藝是否合理沒(méi)有認(rèn)真的研究，在止水帷幕施工多次出現(xiàn)缺陷時(shí)，未能認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性；管理不夠細(xì)致化，在止水帷幕施工過(guò)程中未能全程監(jiān)督指導(dǎo)，未對(duì)各項(xiàng)施工參數(shù)進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)分析，沒(méi)有分階段對(duì)操作工人進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和考核。

通過(guò)止水帷幕堵漏，我深刻體會(huì)到“預(yù)防為主”的重要性，解決問(wèn)題最好的方法是把問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。謹(jǐn)此實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與大家分享，希望能在以后工作中帶給大家?guī)椭?/p>