深基坑止水帷幕滲漏原因分析及處理

尹志祥

長江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院（434023）

0 引言

深基坑是基坑工程中的一種，基坑工程主要包括基坑支護體系設(shè)計與施工，是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程。深基坑一般是指開挖深度超過5 m（含5 m）或地下室3 層以上（含3 層），或深度雖未超過5 m，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的基坑工程[1]。止水帷幕指的是一個概念，是工程主體外圍止水系統(tǒng)的總稱。在實際施工中，會因支護方案設(shè)計差異、地質(zhì)勘探不明、質(zhì)量進度控制等多種原因?qū)е轮顾∧皇ВM而引發(fā)基坑滲漏的問題。因此，對止水帷幕滲漏原因及處理方式的研究具有重大意義。

1 工程概況

1.1 工程簡介

荊州地區(qū)某基坑工程，開挖情況如下:15、16 號樓設(shè)計開挖深度為5.9～6.7 m，電梯井深8.4 m；地下室普挖深度為6.3 m，主樓開挖深度為7.1 m，局部挖深達到了8.8 m。該項目處于路口交匯處，基坑周邊環(huán)境較差。東側(cè)有1 棟8 層建筑，基坑邊線距該建筑邊距離約為6.8～9.5 m，基坑開挖對其影響較大；西側(cè)有臨時建筑，距基坑開口線約1.0～2.0 m；西側(cè)及西南角有地下管線；南側(cè)一期地下室與三期地下室高差達2.15 m；北側(cè)部份支護段樹木較多。基坑周邊環(huán)境布置如圖1 所示。

圖1 工程概況簡圖

1.2 基坑支護方案介紹

本基坑形狀較為規(guī)則，大致呈矩形，開挖面積不大；基坑設(shè)計深度為5.6～6.7 m，開挖深度一般。基坑側(cè)壁開挖深度范圍內(nèi)的土層:①層為雜填土，②－1層為粉質(zhì)黏土，②－2 層為粉質(zhì)黏土夾粉土，③－1 層為粉砂；地層力學(xué)性質(zhì)一般，要防止側(cè)壁流土。地下水位較高，承壓水水量豐富，對基坑施工影響較大。東側(cè)離現(xiàn)有建筑較近，需控制支護結(jié)構(gòu)變形；其它側(cè)環(huán)境條件較好。基坑北側(cè)（ABCF/GHI 段）采用放坡結(jié)合復(fù)合噴錨，水泥攪拌樁+錨桿+坡面噴混凝土保護；基坑?xùn)|西兩側(cè)（ABCF/GHI 段）采用放坡結(jié)合排樁支護，灌注樁+樁后水泥攪拌樁+樁間噴混凝土保護；基坑南側(cè)（MA 段）采用型鋼支護交錯布置（局部型鋼施工不便處，采用木樁結(jié)合沙袋處理）。

圖2 支護結(jié)構(gòu)剖面圖

1.3 止水帷幕施工中遇到的問題

場地為房屋拆遷及部分一期回填場地，地下6 m內(nèi)存在水泥塊及舊房地基等障礙物，場地限制清障不及時，除障深度有限。樁機從場地西南角開始施工，局部攪拌成樁困難、成樁深度遠小于設(shè)計底標高，現(xiàn)場發(fā)生多次樁機機械抱箍扭斷事故，進度十分緩慢；鉆頭磨損嚴重，達不到設(shè)計成樁直徑。經(jīng)深層清障后發(fā)現(xiàn)是原一期噴錨護面的鋼筋網(wǎng)纏繞鉆頭后導(dǎo)致鉆桿折斷。但更深處的一期回填的樁頭未被清除，這導(dǎo)致止水帷幕未能形成封閉，給后期基坑防護埋下了極大的安全隱患。由于樁機頻繁損壞導(dǎo)致進度延誤，從而形成了與其他單位交叉施工的局面；而且因為場地有限，為保障各單位正常施工，只能采取“挖一段做一段”的方式，因樁機頻繁移動而導(dǎo)致冷接頭處理不當、搭接處過多的問題，為后期施工留下隱患[2]。

2 滲漏情況概述及原因分析

2.1 支護樁樁間滲水

從樁間滲水的表現(xiàn)形式來看，主要是支護樁樁間大量滲水并伴有少量泥砂，或是樁周圍有面積及深度較大的濕跡。滲透的水略帶淡黃色并有明顯的臭味，而且水量變化較大，具體表現(xiàn)為:早高峰和晚高峰用水期水量明顯增大，其它時間段滲透量明顯減少。初步判斷為支護樁樁后止水帷幕存在漏點，而冠梁后側(cè)（即基坑西側(cè)）有污水涵管管道，管道年久失修，污水通過接縫處向基坑內(nèi)滲漏。滲水量較大造成水土流失，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致基坑西側(cè)坡面出現(xiàn)空洞及坡頂板房出現(xiàn)小幅度沉降。

2.2 西南角滲漏點

在進行西南角開挖時，由于基坑上部存在一個市政污水管道連通的污水井，滲漏情況嚴重。土方第二層垂直開挖出來時，水泥攪拌樁樁縫便出現(xiàn)滲水并伴隨大量泥砂流失。為防止基坑西側(cè)外的市政道路因長期滲漏而出現(xiàn)道路塌陷，項目部決定進行回填處理，待處理好管道漏水后再進行開挖。對管道進行處理后第二次開挖時，西南角兩側(cè)滲水量明顯減少，但對轉(zhuǎn)角處開挖至地下室基底時出現(xiàn)一個高約1 m、寬約0.70 m 的漏洞，涌出大量流砂并且一段時間后也出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。現(xiàn)場情況如圖3 所示。

圖3 西南角滲漏點現(xiàn)場圖

3 滲漏處理措施

經(jīng)過對此次基坑滲漏問題的處理，總結(jié)出“找、疏、堵、降”的滲漏處理流程。對滲透區(qū)域的堵漏處理常用內(nèi)堵法和外堵法[3]，內(nèi)堵法比較適用于止水帷幕有滲漏現(xiàn)象且滲量一般不大、帶有少量泥沙的情況；外堵法較為適用于止水帷幕的滲漏量較大，同時滲漏的過程中還伴有大量泥沙的情況。內(nèi)堵法與外堵法相結(jié)合能達到更好的效果。

3.1 支護樁樁間滲漏的處理

只有正確分析滲漏水的來源、滲漏點的位置及滲漏通道的分布情況，才能找到合理的堵漏方法。根據(jù)滲漏水量變化的分布時間段及顏色、氣味，判斷滲漏水源為上部污水管道滲水。滲漏點位于支護樁后的水泥攪拌樁間，樁與樁之間因咬合不夠緊密而存在縫隙，通過水力聯(lián)系管道滲水處與支護樁滲透點形成滲透通道[4]。在用水低峰期，采用氣囊對經(jīng)過場地的污水管道兩端的污水井口通道進行封堵，然后用水泵抽干管道內(nèi)的積水，并用磚砌方式將污水井通道口進行封閉，磚縫處用快硬水泥（“堵漏王”）快速堵漏以防止?jié)B水。高壓旋噴緊貼著支護樁后水泥攪拌樁施工，打兩排梅花樁重新形成止水帷幕，從而達到止水效果[5]。高壓旋噴注漿應(yīng)緩進緩提、上下多次，反復(fù)注漿直至水泥漿從上部樁孔及下部滲漏處流出，這樣才能使水泥漿完全注滿支護樁與水泥攪拌樁之間的空洞。在高壓旋噴完成注漿后只有極少量滲水，經(jīng)過24 h 觀察后滲漏處停止漏水，說明滲漏處理基本完成且達到了預(yù)期效果。

3.2 西南角滲漏點處理

圖4 滲漏點封堵示意圖

因止水帷幕漏洞剛好處于粉砂層中，雖然滲漏點上部污水管道漏水已經(jīng)處理，但污水通過磚砌墻仍會有少量滲透；粉砂層含水量高、水量豐富，當滲漏點剛挖出來時，大量流砂涌出，隨后砂量減少、露出空洞，樁后附近砂流漏完后砂流量減小、滲水量增大，樁后更遠處的砂開始往外滲漏。針對以上情況，先用瓜米石將空洞處全部填滿；再在洞口處用大量棉絮和密目網(wǎng)將縫隙處填實，并輔以一定量的“堵漏王”將洞口面涂抹；最后在洞口外部用袋裝瓜米石或者黃土進行加固，袋裝瓜米石在里、袋裝黃土在外，堆筑成一個具有一定坡度的斜面[6]。在堆筑的坡面上設(shè)置數(shù)根導(dǎo)水管，并在坡腳挖一個集水坑，用水泵將收集的水排入坑內(nèi)。這樣一來可以只流水而不流砂，防止樁后因更多的砂涌出而形成空洞，從而避免上部土體塌陷。

4 結(jié)語

1）施工過程中要加強對水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制，建議將轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)計為多排搭接結(jié)構(gòu)并注意加強接頭位置的處理。在開挖階段，對于滲漏點應(yīng)早發(fā)現(xiàn)、早處理，以免因錯過最佳處理時間而引發(fā)安全事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失。

2）在基坑開挖前期，應(yīng)提前做好帷幕透水預(yù)案,提前預(yù)備好相應(yīng)的堵塞材料，安排定期巡視人員并組成緊急滲漏處理小組，以便定期監(jiān)控止水帷幕效果、發(fā)生滲漏險情隨時進行處理。透水時間越短，涌砂越少，處理方式就越簡單，也就越容易堵住，保障了邊坡的安全性；相反，時間拖的越久，涌砂越多，內(nèi)部形成的空洞就越大，處理的方法也就越復(fù)雜，耗費的物資就越多，而且還容易因邊坡產(chǎn)生沉降而引發(fā)安全事故。

3）對于輕微的基坑圍護或止水帷幕側(cè)壁滲漏問題，堵漏措施多為用棉絮、密目網(wǎng)、干海帶等將滲透處填充密實，并輔以速硬水泥加固；對于嚴重的基坑圍護或止水帷幕側(cè)壁滲漏問題，堵漏措施往往為多種工藝的結(jié)合，包括重點滲漏區(qū)域壓密注漿、鋼板樁封堵、基坑內(nèi)外的管井及輕型井點結(jié)合降水、基坑內(nèi)側(cè)的掛網(wǎng)噴混凝土防護等方式，具體方案根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。