史 林 田澤剛 曾華健
(深圳市巖土工程有限公司,廣東深圳 518028)
基坑漏水是造成基坑工程事故的主要原因之一。因基坑工程受基坑深度、地質條件、水文條件、支護結構類型、周圍建筑等因素的影響,且作為臨時工程如果前期投入過大又會造成浪費,也不可能做到像永久工程一樣的安全度,所以現階段基坑工程的漏水問題仍是基坑支護的一大難題。預防和治理基坑漏水是基坑工程的一項重要技術,本文通過對廣東省中山某基坑開挖過程中漏水的處理進行分析研究,得出了關于基坑漏水治理和預防的一些結論,以供類似工程參考借鑒。
該基坑深約10 m,主要地層為:雜填土、粉質黏土、中粗砂、礫砂、礫質粘性土、燕山期花崗巖,含有中粗砂地層支護段采取了“上部放坡結合下部鉆孔灌注樁+角撐+樁間旋噴樁”的支護方案。基坑在進行土方開挖的過程中出現了漏水現象,最初由于基坑開挖較淺、水壓較小,通過塞填水泥袋和在漏水口澆筑混凝土進行坑內封堵。但隨著基坑開挖的加深,漏水點涌水、涌砂量越來越大,通過簡單的坑內封堵已不能將漏水堵住。后期采取了引流灌漿相結合、樁外袖閥管注漿、雙液注漿法直接堵漏、樁外設置微型樁帷幕、旋噴樁結合雙液灌漿堵漏等方案進行封堵。
1)本工程強透水砂層較厚,砂層的密實度也是變化不一,部分旋噴樁成樁質量不高;2)由于進行樁間旋噴樁施工時,支護樁樁頂在坡頂地面以下2 m~3 m位置,旋噴樁定位存在一定偏差;3)個別旋噴樁的垂直度存在一定偏差;4)個別鉆孔樁樁徑偏差,當旋噴樁偏差與鉆孔樁偏差重疊時,比較容易出現漏水問題;5)砂層在打樁的過程中受到擾動后液化,側向壓力加大,增加了帷幕薄弱部位風險。
直接往漏水孔中插入泄水管,管周用水玻璃混凝土封堵,保證泄水管有一定的滲水量,等管周混凝土有足夠強度后往泄水管中直接灌漿堵住或讓泄水管保持泄水一段時間等水壓變小后再進行封死。
該方法是以水泥為主要固化材料,按一定的壓力分層、分段灌入需加固的地層中。漿液首先充填、滲透、擠密被加固的土體,隨著灌漿壓力和灌漿量的增加,土體沿弱應力面發生劈裂,漿液隨之在土體中擴散或延伸,形成板狀、樹根狀不規則凝結體,將土體分割并在土體中形成骨架,擠密土體,提高土體的壓縮模量,減小土體滲透系數,以達到止水的效果。
1)在漏水點背后擋土側漏水通道上,距支護樁冠梁邊0.5 m~1 m位置引孔,深度達到砂層底以下約1 m位置處。2)往孔中插入單管或雙管,采用兩臺泥漿泵進行雙液灌漿。直至孔口返漿后再灌5 min~15 min,觀察漏水點不再漏水即可。3)漿液配方:A液——水泥漿,水灰比為(0.5 ~0.6)∶1;B 液——水玻璃液,與水按1∶2~1∶3的比例配制。4)每次注漿應連續進行,若需間斷,則間斷時間應小于漿液的初凝時間。5)注漿的過程中,先泵送水泥漿液,看到漏點處流出水泥漿再泵送水玻璃溶液。6)注漿完畢及時沖洗注漿管,以防堵塞。
1)平面布置:在支護樁擋土側,緊貼冠梁外邊施工一排直徑350 mm的微型水泥土樁,深達砂層底以下約1 m位置,平面上其兩端超過兩側支護樁的中心線位置。分三序孔施工,兩序孔的間隔時間不少于1 d。
2)鉆樁:用XY-100地質鉆機自上而下帶水泥漿鉆至設計孔底,然后再自下而上帶水泥漿鉆至孔口。
3)灌雙液漿速凝:拔出鉆具后,立即插入兩根注漿管,按雙液灌漿方法進行雙液補漿,使樁中水泥漿快速凝固。
1)平面布置:在支護樁擋土側,緊貼冠梁外側施工一排直徑單管旋噴孔,孔距200 mm,深達砂層底以下約1m位置,平面上其兩端超過兩側支護樁的中心線位置。分三序孔施工,兩序孔的間隔時間不少于2 d。2)鉆樁:用XY-100地質鉆機自上而下帶粘土泥漿鉆至設計孔底。3)單管旋噴鉆具鉆至孔底,然后自下而上進行旋噴灌漿處理。4)旋噴結束拔出鉆具后,立即插入兩根注漿管,按前述雙液灌漿方法進行雙液補漿,使樁中水泥漿快速凝固。5)漿液配方:單管旋噴水泥漿水灰比為1∶1。
針對于漏水點小、漏水量大且含砂量小的情況用引流、灌漿相結合效果比較好。引流、灌漿相結合的處理方法操作簡單、快捷、成本較低,但其適用條件較窄,對于漏砂較多和帷幕后側水壓較大的漏點不適用。
袖閥管注漿適用于補強薄弱部位的帷幕。袖閥管注漿為自下而上分段注漿,不適用已經形成的漏點部位,因已形成漏點部位會作為水泥漿液的通道,造成水泥漿流失,甚至會增加帷幕的側向壓力,而起到相反作用。
對于漏點較大且利用引流、灌漿不能進行封堵的漏點可以采用雙液注漿的措施。雙液注漿效果比較明顯,但工藝控制比較復雜,且只適用于點漏式,對于大面積漏水的基坑還需要及時進行帷幕的重設。
該方法適用于不能具體找到漏水通道時,該方法是在帷幕后再增設一道較簡單的帷幕,其成本相對較高。
該方法適用于漏點較多,用雙液注漿堵住漏點后,基坑再次開挖會形成新的漏點的部位。該方法能徹底解決基坑漏水的問題,但造價較高,且對工藝要求較高。
由于基坑工程為臨時工程,在安全和經濟權衡時,與永久工程相比其安全系數相對較低,如果采取完全封閉的支護體系就會造成造價遠大于預算成本,所以大部分基坑造價偏低,基坑漏水現象已成為基坑支護的一大難題。本文結合基坑實際案例對于基坑漏水的原因及處理方法進行了分析和總結。但如果只從漏水后采取補救措施終會造成延誤工期,增加不可預見的開支,甚至于造成重大安全事故。所以基坑支護還是應該在前期方案上多下功夫,對于可能出現漏水的地層盡量采取偏保守的方案。
[1]錢家歡,殷宗澤.土工計算原理[M].北京:中國水利水電出版社,1996.
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