基坑工程咬合樁滲漏水問題分析及處理施工工藝
——以某醫(yī)院基坑支護(hù)工程為例

古志文

廣東省地質(zhì)建設(shè)工程集團(tuán)公司 廣東 廣州 510000

1 前言

隨著我國(guó)城市的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)的提高，地下空間的利用越來越普遍，基坑開挖深度加大，基坑側(cè)壁與周圍建筑物（構(gòu)筑物）的距離越來越小，基坑施工難度在加大，需要解決的問題也在增加。基坑支護(hù)咬合樁因其同時(shí)具備支護(hù)及止水功能，需要的施工空間小，單價(jià)又較地下連續(xù)墻經(jīng)濟(jì)，在基坑支護(hù)工程中應(yīng)用較為廣泛。但在施工過程中難免出現(xiàn)工程技術(shù)缺陷，或因?yàn)閳?chǎng)地地質(zhì)情況的復(fù)雜性，導(dǎo)致基坑咬合樁未起到止水帷幕的作用，咬合樁之間時(shí)常發(fā)生滲漏水現(xiàn)象[1]。

2 工程概況

某醫(yī)院基坑支護(hù)工程位于廣州市黃埔區(qū)。工程新建1棟18層精神科業(yè)務(wù)樓，設(shè)置兩層地下室。基坑開挖深度為10.90～12.00m，基坑周長(zhǎng)約326m。基坑支護(hù)側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)。基坑支護(hù)工程北側(cè)為原門診綜合樓，基坑支護(hù)邊線距建筑邊線約為35m。基坑南側(cè)為空地。基坑西側(cè)為原康復(fù)科樓，食堂，康復(fù)科樓有一層地下室，基坑支護(hù)邊線距建筑邊線約1.8m。

依據(jù)勘察報(bào)告揭露地質(zhì)情況，項(xiàng)目的開挖深度、面積和附近建構(gòu)筑物的情況，在保證項(xiàng)目安全的前提下、考慮經(jīng)濟(jì)性的原則，本支護(hù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：基坑?xùn)|側(cè)采用排樁+2道錨索支護(hù)，止水帷幕采用三軸攪拌樁止水；基坑其余區(qū)段采用排樁+2道支撐梁支護(hù)，止水帷幕采用咬合樁止水。葷樁采用C30鋼筋砼灌注樁，咬合樁素樁采用C15素砼灌注樁[2]。基坑止水帷幕穿過透水層形成封閉帷幕，基坑采用開挖后集水明排，將坑內(nèi)地下室抽至坡頂排水溝匯入醫(yī)院內(nèi)排水系統(tǒng)[3]。

3 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地自上而下各土層主要為：

<1>人工填土：主要為素填土，局部為雜填土，灰褐色，灰色等，主要由粉質(zhì)黏土、砂土及少量碎石回填而成，局部含砼塊、磚塊、碎石等建筑垃圾，已壓實(shí)，堆填時(shí)較長(zhǎng)。該層分布廣泛，層厚0.80~3.20m，平均層厚1.74m。<2-1>粉質(zhì)黏土：灰黃色，黃褐色，棕紅色。淺黃色，淺灰色等，可塑狀，以黏粒、粉粒為主，含少量砂粒，黏性較好，韌性中等，干強(qiáng)度中等，局部含中粗砂較多。該層分布廣泛，層厚1.10~15.10m，平均層厚6.56m。

<2-2>中砂或粗砂：灰黃色，淺黃色，灰白色，黃褐色等，飽和，稍密狀為主，局部中密狀，含少量黏粒，級(jí)配良好，該層分布較廣泛，層厚0.90～6.30m，平均層厚3.47m。

<2-3>中砂或粗砂(含卵礫石)：灰黃色，淺黃色，灰白色，黃褐色等，飽和，中密狀，含約10~20卵礫石，最大粒徑約20cm，級(jí)配良好，該層分布較廣泛，層厚1.90～8.60m，平均層厚3.42m。

<3>砂質(zhì)黏性土：灰褐色，黃褐色，灰黃色，棕紅色等，為花崗巖風(fēng)化殘積土，硬塑狀，含少量石英質(zhì)砂粒，黏性較差，韌性低，遇水易軟化、崩解。該層分布較廣泛，層厚2.00～12.80m，平均層厚7.07m。

<4-1>全風(fēng)化巖層：灰褐色，黃褐色，灰黃色等，巖石風(fēng)化劇烈，已風(fēng)化成堅(jiān)硬的砂質(zhì)黏性土狀，原巖結(jié)構(gòu)已基本破壞，但尚可辯認(rèn)，巖質(zhì)極軟，遇水易軟化、崩解，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。該層分布廣泛，層厚3.00～12.50m，平均層厚6.51m。

<4-2>強(qiáng)風(fēng)化巖層：灰褐色，灰黃色，黃褐色，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，原巖結(jié)構(gòu)已大部分破壞，巖芯呈半巖半土狀，塊夾土狀，手捏易散，巖質(zhì)極軟，遇水易軟化、崩解，局部含較多中風(fēng)化巖塊，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，該層分布廣泛，層厚5.00～14.50m，平均層厚10.55m。

<4-3>中風(fēng)化巖層：灰色，灰褐色等，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖芯主要為塊狀，局部少量為短柱狀，巖質(zhì)較軟，鐵錘敲擊聲音低啞，綜合判定巖體基本質(zhì)量為Ⅳ級(jí)。層厚或揭露厚度3.00~7.30m，平均厚度5.05m。

場(chǎng)地南側(cè)約300m為河流，地表水體不發(fā)育。地下水埋深0.40～2.20m，初見水位為0.50~2.00m。經(jīng)測(cè)量場(chǎng)地內(nèi)上層滯水、孔隙水和裂隙水水位與穩(wěn)定水位基本一致。<1>人工填土層，具弱透水性，含少量上層滯水；<2-1>粉質(zhì)黏土，具微透水性，為本場(chǎng)地的相對(duì)隔水層；<2-2>、<2-3>中砂或粗砂，分布較廣泛，連續(xù)性較好，透水性較強(qiáng)，具中等~強(qiáng)透水性，在其分布范圍內(nèi)，含水較豐富；<3>砂質(zhì)黏性土、<4-1>全風(fēng)化花崗巖、<4-2>強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，具黏性，透水性較差，具弱~中等透水性，含水量不大，含少量孔隙水，具微承壓性；<4-3>中風(fēng)化花崗巖，裂隙發(fā)育，具一定厚度，連續(xù)性較好，貯水性較好，具強(qiáng)透水性，在其分布范圍內(nèi)，含水較豐富。

4 咬合樁處滲漏類型及成因分析

本項(xiàng)目在基坑的西南側(cè)，西側(cè)采用咬合樁支護(hù)的區(qū)域，出現(xiàn)了三處滲漏點(diǎn)。滲漏位置均位于坑底處，深度約11.5m。西南側(cè)處距離已有康復(fù)樓地下室僅有1.8m，且康復(fù)樓的承臺(tái)外擴(kuò)，其舊基坑支護(hù)存在多排攪拌樁，該處鉆孔難度大，支護(hù)樁樁徑需調(diào)小至800mm方可施工；該處的灌注樁樁身定位、垂直度等均出現(xiàn)較大誤差，導(dǎo)致該處出現(xiàn)了樁間滲漏的情況，涌水量大，在第二天坑頂出現(xiàn)了局部塌陷的情況。西側(cè)出現(xiàn)了兩處滲漏，滲流量不大。因本項(xiàng)目所有止水帷幕均穿過中砂、粗砂的透水層，本項(xiàng)目未發(fā)生管涌的情況。

根據(jù)咬合樁滲漏發(fā)生位置，可主要分為樁間滲漏、樁身滲漏。

樁間滲漏：主要發(fā)生在咬合樁搭接處。產(chǎn)生的原因主要有：一、機(jī)器鉆桿垂直度未滿足要求，導(dǎo)致樁身在鉆孔過程中垂直度偏差過大，在樁體越低處，葷素樁樁體偏離咬合不到位；二、灌注樁樁身定位誤差過大，導(dǎo)致葷素樁樁體咬合間距少；三、相鄰樁身施工時(shí)間間隔不足，在樁基鉆孔過程中，相鄰灌注樁混凝土未初凝，使得相鄰樁身混凝土流失；四、相鄰樁身施工時(shí)間間隔過長(zhǎng)，在樁基鉆孔過程中，相鄰灌注樁混凝土固化強(qiáng)度過大，使得局部已固化樁身切割發(fā)生偏移，相鄰樁身咬合不足。樁間滲漏區(qū)域的相鄰樁身咬合搭接長(zhǎng)度容易從上至下越來越不足，導(dǎo)致相鄰樁身劈叉滲漏，劈叉滲漏點(diǎn)一般處于較深處，且一直延伸到樁底處。現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)咬合樁漏水多屬于這種情況，涌水量大，堵漏工作難度大[4]。

樁身滲漏：主要發(fā)生在樁身缺陷處。產(chǎn)生的原因主要有：灌注樁鉆孔時(shí)泥漿護(hù)壁不到位、砼灌注過程出現(xiàn)問題等。導(dǎo)致灌注樁的局部樁身斷開及夾渣等。若這些問題剛好出現(xiàn)透水層的樁身出，就會(huì)出現(xiàn)滲漏。

5 咬合樁處滲漏封堵處理施工工藝

本項(xiàng)目西南側(cè)的樁間漏水點(diǎn)，馬上采用了“先引流、后修補(bǔ)”的處理措施。但是在止水鋼板內(nèi)澆筑素砼后，引流管無論開關(guān)，仍在坑底有大量含泥沙的涌水，無法進(jìn)行有效封堵；之后在樁前進(jìn)行反壓，坑頂塌陷處采用素砼回填，再?gòu)目禹斕幉捎脡好茏{方法，注漿封堵，注漿漿液采用水泥漿-水玻璃雙漿液[5]，將這處漏水點(diǎn)封堵成功。

西南側(cè)的兩處滲漏點(diǎn)，采用了內(nèi)側(cè)填塞棉絮過濾，設(shè)置引流管出水。外面回填土壓實(shí)頂住模板，模板內(nèi)澆筑混凝土封堵[6]。待混凝土有一定強(qiáng)度后，關(guān)閉引流管的閥門成功封堵。

咬合樁漏水點(diǎn)主要采用的封堵處理措施施工工藝如下：

1、樁間、樁身一般滲漏處理施工工藝

（1）如果滲漏的水量較小，對(duì)施工過程及周邊環(huán)境不影響，滲、漏水可直接通過排水溝引走。

（2）如果滲漏涌水量較大，但只是清水漏出，未出現(xiàn)泥水、泥沙涌出的情況，對(duì)施工過程及周邊環(huán)境影響不大，宜使用“先引流、后封堵”的施工工藝，具體如下：

① 在樁間、樁身等滲較大部位，首先將該漏水點(diǎn)的樁縫鑿出一定的空間，然后將棉絮和大量粘帶快干水泥的石塊塞入接縫處，依次從低往高塞起。同時(shí)在樁間沿水平方向，打入兩根引水管，引水管后方按花管開孔，內(nèi)徑30～50mm，使其伸入圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁間內(nèi)，由此將水從該管引出排走。或?qū)VC管向上接至坑頂，平衡該處的水壓力。

② 在漏水點(diǎn)用止水鋼板封住，鋼板兩側(cè)可開孔采用膨脹螺絲等固定在灌注樁上。用防水砼或砂漿回填鋼板內(nèi)樁間縫隙及薄弱處，包裹PVC管，封堵塞樁間其它漏水處，形成永久封閉。

③ 待修補(bǔ)封堵的防水砼或砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，再將PVC管出水口預(yù)留的閥門關(guān)閉即可完成封堵。

④ 若漏水點(diǎn)封堵后仍在漏水的情況，可在預(yù)留的引水管其中一根進(jìn)行注漿封堵。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果及實(shí)際情況，采用水泥漿或水泥-水玻璃雙漿液注漿。

（3）如果滲漏涌水量大，引流及封堵都無法堵住漏水點(diǎn)，應(yīng)先對(duì)坑內(nèi)漏水處反壓回填土，然后在咬合樁后采用壓密注漿封堵。注漿漿液使用雙漿液，確保其凝結(jié)時(shí)間與漿液滲流到滲漏點(diǎn)時(shí)間差不多。注漿液凝固至設(shè)計(jì)強(qiáng)度，止水效果完成后重新開挖回填土。具體步驟如下：

① 清理平整施工場(chǎng)地：清理平整好場(chǎng)地，在施工場(chǎng)地做好臨時(shí)的排水排漿系統(tǒng)，臨時(shí)排水應(yīng)連接項(xiàng)目?jī)?nèi)的排水系統(tǒng)。

② 注漿孔施工：采用小型鉆機(jī)（φ48鉆管）間隔鉆孔，垂直度≤1%。做好詳細(xì)的地質(zhì)鉆孔記錄。在每個(gè)漏水點(diǎn)上部地面設(shè)置兩排注漿孔，注漿孔梅花布置，間距400-500mm（見圖1）。注漿孔設(shè)置范圍應(yīng)大于漏水點(diǎn)兩側(cè)葷樁的區(qū)域。左右兩個(gè)孔為注漿孔，中間為出氣孔，鉆孔深度以穿過透水層入基巖不少于1.5m考慮。

圖1 注漿孔布置

③ 注漿：注漿壓力設(shè)置為0.2-0.3MPa，水灰比為0.5-0.6，緩慢注漿。先對(duì)注漿孔1進(jìn)行注漿，再對(duì)注漿孔2進(jìn)行注漿，最后對(duì)出氣孔進(jìn)行注漿，以此重復(fù)完成所有注漿孔施工。注漿過程中檢查堵漏效果。

注漿液應(yīng)通過試驗(yàn)確定。保證漿液滲流到滲漏口處剛好凝結(jié)；注漿液在水下穩(wěn)定不離析；且注漿液凝固結(jié)石后，具有較高的不透水性和抗?jié)B穩(wěn)定性。本工程注漿材料選用水泥-水玻璃的雙液漿。水泥應(yīng)進(jìn)行防潮保護(hù)，防止變質(zhì)，碼放整齊容易施工。漿液制作按試驗(yàn)確定的配比加料，并經(jīng)常檢驗(yàn)漿液配比。

④ 封堵注漿的技術(shù)控制:

a、根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際反饋地層情況校核參數(shù)。

b、注漿液應(yīng)二級(jí)攪拌，水泥應(yīng)先過篩，再進(jìn)入攪拌桶，攪拌時(shí)間≥3min，攪拌完成后，漿液倒入儲(chǔ)漿桶準(zhǔn)備，注漿前，注漿管吸漿龍頭包過濾網(wǎng)，避免堵塞。

c、結(jié)束注漿標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)注漿量滿足、且注漿壓力明顯增大時(shí)結(jié)束。

d、當(dāng)注漿區(qū)段吸漿量大于30L/min或出現(xiàn)漏漿、串漿、冒漿時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，采用以下行動(dòng)：Ⅰ.減小注漿的壓力；Ⅱ.冒漿處地表壓沙袋、水泥-水玻璃漿或干硬性水泥砂漿封堵；Ⅲ.隔開11~19min注漿，限制注漿流量；Ⅳ.檢驗(yàn)漿液配比情況；Ⅴ.吸漿速度過快，應(yīng)多次注漿，直至達(dá)到封堵要求。

e、應(yīng)做好注漿過程的施工記錄，對(duì)注漿孔深度，每輪、每次注漿壓力，每輪、每次注漿量，每輪、每次注漿時(shí)間，總注漿量等數(shù)據(jù)記錄在案。應(yīng)每天處理好施工資料，比對(duì)分析鄰近注漿孔和鄰近排注漿孔的注漿速度、注漿壓力和注漿數(shù)量的數(shù)據(jù)。及時(shí)查清注漿效果如何。立刻處理分析施工過程的問題。

⑤ 注漿封堵施工應(yīng)注意以下情況：

a、應(yīng)先查清鉆孔周邊的管線，對(duì)有影響的管線遷移，當(dāng)鉆孔不會(huì)破壞到周邊管線，才可以鉆孔施工。

管線調(diào)查可邀請(qǐng)有資質(zhì)的物探公司進(jìn)行勘察，也可以對(duì)建設(shè)單位提供的圖紙復(fù)核，揭開路面查清，現(xiàn)場(chǎng)施工前也要巡查探明周邊管線情況，并與提供圖紙復(fù)核無誤。

b、為確保注漿效果，防止串漿的發(fā)生，當(dāng)采取鉆孔、注漿施工平行作業(yè)時(shí)，應(yīng)控制鉆孔和注漿孔間隔距離。

c、鉆孔定位誤差不大于5cm，鉆孔垂直誤差不大于±1°。不得有雜物在鉆孔（套管）內(nèi)，方便注漿管的安設(shè)。

2、流砂、管涌

（1）如果出現(xiàn)流沙位置較淺，可在樁后開挖至流沙處，直接用防水砼封堵。如果出現(xiàn)流沙位置較深，滲流量不大，可參照上文“先引流、后封堵”的施工工藝進(jìn)行封堵，待封堵的防水砼滿足強(qiáng)度后，關(guān)閉止水閥完成封堵。

（2）如果發(fā)生十分嚴(yán)重的管涌，應(yīng)先對(duì)管涌位置進(jìn)行回填，然后在樁前施工密排鋼板樁，最后在鋼板樁和支護(hù)樁間進(jìn)行注漿。鋼板樁底板應(yīng)比灌注樁樁底要底，鋼板樁頂與回填面標(biāo)高相同，設(shè)置鋼板樁的寬度應(yīng)比管涌范圍寬4～6m。

6 結(jié)束語

基坑工程采用咬合樁支護(hù)，在基坑側(cè)壁與周邊建構(gòu)筑物距離小，特別是支護(hù)范圍內(nèi)有礫砂、卵石等地層處，有較大的優(yōu)勢(shì)。合理安排咬合樁的工序，按規(guī)范要求的工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，控制好樁的定位及垂直度的誤差，避免施工質(zhì)量控制不好導(dǎo)致咬合樁出現(xiàn)滲漏。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及施工工藝，咬合樁出現(xiàn)滲漏一般以樁間滲漏為主，在開挖過程中若發(fā)現(xiàn)相鄰樁身出現(xiàn)劈叉的情況，應(yīng)提前在樁后采用注漿、高壓旋噴等措施封閉止水帷幕。開挖后出現(xiàn)滲漏，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用疏堵結(jié)合、分段施工的方案，當(dāng)滲漏涌水較為嚴(yán)重，可在合適的疏堵方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合鋼板封堵、雙液注漿、高壓旋噴等措施，保證封堵的成功。