深基坑滲漏處理,滲漏的原因以及現(xiàn)象和措施
基坑滲漏是基坑止水帷幕施工中常見的一種施工缺陷,尤其沿南方地區(qū)地下水豐富、水位較高,基坑滲漏的情況更為多見,故有"十坑九漏"之說。
本文講解國內(nèi)某超高基坑滲漏是基坑止水帷幕施工中常見的一種施工缺陷,尤其沿南方地區(qū)地下水豐富、水位較高,基坑滲漏的情況更為多見,故有"十坑九漏"之說。本文講解國內(nèi)某超高層建筑深基坑工程滲漏案例,分析基坑滲漏原因及處理措施。
本工程由四座塔樓及商業(yè)裙樓組成,最高建筑高度328米,整體設(shè)三層地下室?;用娣e約4萬平方米,基坑開挖深度18.2米~21.2米。基坑周邊環(huán)境復(fù)雜。
本工程基坑在第三道支撐梁處土質(zhì)為砂性粉土,土層深度在-9.5m~-13.5m,內(nèi)含微承壓水,此部區(qū)域?yàn)榛訚B漏高發(fā)區(qū)。本工程土方開挖階段該層土層內(nèi)止水帷幕出現(xiàn)滲水、漏水現(xiàn)象,根據(jù)其產(chǎn)生原因不同,可分為以下2個(gè)方面:
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1、樁間滲水
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表現(xiàn)形式為:圍護(hù)樁間出現(xiàn)輕微濕跡,或出現(xiàn)輕微滲水現(xiàn)象,但水量較小,水壓不大且滲水清澈不附帶泥沙(見圖1)。
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此種滲漏產(chǎn)生原因?yàn)閲o(hù)樁施工時(shí),由于土層變化大、施工操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐删植繃o(hù)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(hù)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(hù)樁與止水帷幕之間距離較近,孔洞較大時(shí)(≥400mm)圍護(hù)樁將無法對(duì)止水帷幕進(jìn)行有效支撐,由于止水帷幕為水泥土攪拌樁,有變形就會(huì)出現(xiàn)斷裂、漏水,對(duì)基坑安全帶來安全隱患。
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2、止水帷幕滲漏
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表現(xiàn)形式為:圍護(hù)樁間發(fā)生接縫滲水,水量較大,并夾雜泥沙,且滲水帶有明顯的承壓性(見圖2)。
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此種滲漏產(chǎn)生的原因?yàn)橹顾∧辉谑┕み^程中形成冷縫,但未對(duì)其采取相應(yīng)的加固措施;或止水帷幕施工過程中遇到障礙使孔位發(fā)生了偏移導(dǎo)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(hù)樁之間接縫滲出。由于(3-3)層為粉土,韌性低,干強(qiáng)度低,土體遇水后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞。一旦發(fā)生漏水,土便會(huì)伴隨著水一起流出,不但嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度,而且此類滲漏導(dǎo)致基坑外圍(3-3)層土體大量流失,如漏點(diǎn)不能及時(shí)封堵,會(huì)造成將基坑周圍土體沉降,對(duì)周邊建筑物的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。
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土方開挖前可通過降水記錄對(duì)止水帷幕滲漏位置進(jìn)行預(yù)判,基坑內(nèi)部經(jīng)過降水施工后,某些區(qū)域內(nèi)的水位回升速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于其他部位,此部分區(qū)域?yàn)橹顾∧粷B漏高發(fā)區(qū)域,開挖前許做好漏點(diǎn)封堵準(zhǔn)備。
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2.1、"支模封堵法"堵漏
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樁間滲水可采用"支模封堵法"法進(jìn)行封堵:
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在圍護(hù)樁中心偏外位置處將圍護(hù)樁的箍筋局部剔鑿出來(或在樁上打孔植鋼筋),樁間設(shè)置φ12@200單層鋼筋網(wǎng)片(見圖3),滲漏點(diǎn)高度3m以下的采用木模板在外側(cè)進(jìn)行單側(cè)支模。漏點(diǎn)高度大于3m的采用噴射C20細(xì)石砼封堵(見圖4),砼強(qiáng)度達(dá)到要求后將模板拆除(見圖5)。
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2.2、"內(nèi)堵法"堵漏
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止水帷幕滲漏但漏水量不大且夾帶少量泥砂時(shí),可采用"內(nèi)堵"的方法進(jìn)行封堵:
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1、漏點(diǎn)處理:清除漏水部位圍護(hù)樁間的泥土和雜質(zhì),將滲漏處鑿成反楔型孔洞,兩側(cè)鑿到圍護(hù)樁邊,將圍護(hù)樁表面泥土清理干凈。
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2、拌制水泥:快速堵漏必須選用"雙快速凝水泥",將水泥與水按1:0.2的比例反復(fù)揉捏成團(tuán),封口時(shí)按水泥:水=1:0.3攪拌成均勻的膩?zhàn)訝?,雙快水泥初凝時(shí)間為0.2h,終凝時(shí)間1.5h。
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3、塞入填充物:如縫隙中泥沙流失較多,內(nèi)部出現(xiàn)較大孔洞時(shí),將舊棉絮或破布塞入孔洞內(nèi),舊棉絮或破布既可以阻止泥沙流失防止孔洞擴(kuò)大,又可以透水。
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4、插入導(dǎo)管:在楔形孔洞底部將拌制好的水泥平鋪一層,厚度約為孔洞的三分之一,快速將事先準(zhǔn)備好的長(zhǎng)度約1.5m的Φ25塑料管(管徑根據(jù)漏點(diǎn)水流量調(diào)整)一端插入到漏水點(diǎn)深處,將水管壓入平鋪的水泥內(nèi),確認(rèn)漏水點(diǎn)水流從管內(nèi)流走時(shí)繼續(xù)鋪拌制好的水泥固定導(dǎo)水管,見圖6。
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5、封住漏水口:將拌好的水泥團(tuán)迅速塞進(jìn)滲水口,將插入的導(dǎo)水管周圍全部用水泥團(tuán)封住。確認(rèn)漏水全部由導(dǎo)水管排出其他部位不再滲水后,在孔洞周圍延出10cm的范圍再刮壓一層,如果流水壓力較大時(shí),可采取在圍護(hù)樁打膨脹螺絲加鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固,固定好導(dǎo)管后在導(dǎo)管端部塞入濾網(wǎng)過濾泥沙,保證管內(nèi)只流水不帶走泥沙。
6、養(yǎng)護(hù):養(yǎng)護(hù)不小于4h小時(shí),如天氣炎熱,適當(dāng)噴水養(yǎng)護(hù),見圖7。
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7、扎管止水:待水泥硬化滿足強(qiáng)度(20MPa以上)要求后,將塑料導(dǎo)水管用鉛絲扎死止水。有時(shí)由于水壓力較大,扎管后水可能從其他部位滲漏出來,依照上述方法重新進(jìn)行引流封堵直至堵為止,見圖8。
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2.3、"外封法"堵漏
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止水帷幕滲漏且漏水量較大且夾帶泥沙時(shí),必須采用"外封"的方法進(jìn)行封堵,具體做法如下:
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1、在基坑內(nèi)側(cè)找到漏水源頭,清理漏水點(diǎn)里側(cè)及孔洞周邊,修挖時(shí)把滲漏點(diǎn)挖成里大外小的型式,便于安裝干海帶等膨脹材料,同時(shí)填塞棉絮減小漏水中攜帶的泥砂。
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2、回填做圍堰:對(duì)漏點(diǎn)迅速回填土做圍堰,嚴(yán)重漏水時(shí)澆筑砼做圍堰,減少漏水對(duì)基坑的破壞。
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3、鉆進(jìn)成孔:采用汽車吊將鉆機(jī)在漏水點(diǎn)處就位,調(diào)整好垂直度后開始鉆孔,鉆孔深度為漏水點(diǎn)下1m左右,鉆孔見圖9所示。
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4、安放注漿管:鉆到深度后提升鉆桿,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(xiàn)鉆孔塌方,采用改裝的平板振搗器將注漿管壓入預(yù)定深度,在注漿管上連接帶有兩個(gè)閥門的三通,分別用來連接水泥注漿泵和水玻璃注漿泵。
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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(rèn)注漿管是否在漏水通道附近,如注漿過程中持續(xù)注漿未流出水泥漿,可適當(dāng)提升注漿管15~20cm,漏水點(diǎn)流出水泥漿后才能確認(rèn)找到漏水通道。
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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(shí)間內(nèi)混合均勻生成水泥膠,然后注入地層中。利用水泥膠凝結(jié)速度快,強(qiáng)度提高快的特點(diǎn)封堵滲漏通道,達(dá)到堵漏目的。水泥的水解產(chǎn)物Ca(OH)與水玻璃相遇迅速結(jié)合成一種水泥膠狀體,其反應(yīng)機(jī)理:Na2O·nSiO2 Ca(OH)2 mH2O-CaO·nSiO2·mH2O 2NaOH
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(1)材料:水玻璃(波美度35~40),模數(shù)3.0~3.4;普通硅酸鹽水泥,PO42.5,水泥漿液水灰比為0.7:1。
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(2)正式雙液注漿前應(yīng)進(jìn)行試配,以確定雙液能否在30s內(nèi)凝固,配置的水泥、水玻璃漿液比重應(yīng)為1:1。
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(3)注漿時(shí)先注入水泥漿,確認(rèn)出水口處水泥漿持續(xù)不斷流出后同時(shí)開泵注入水玻璃,兩種漿液在Y型管終端內(nèi)混合,堵漏時(shí)注漿壓力在0.5~1MPa,兩個(gè)注漿泵以同一泵壓注射,注漿見圖10所示。
(4)流水口出現(xiàn)粘稠混合漿液、伴隨出現(xiàn)氣泡時(shí),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后,停止注漿,觀察lh后再繼續(xù)注漿。
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7、注漿加固:(1)靜壓注漿:漏水點(diǎn)堵住后24h后靜壓注漿加固,加固點(diǎn)布點(diǎn)沿止水帷幕方向距離堵漏點(diǎn)左右各0.5m位置設(shè)置一個(gè)加固點(diǎn),注漿深度為漏水點(diǎn)下1m,流量為8~12L/min,加固時(shí)注漿壓力在1~1.5MPa以上。(2)劈裂注漿:靜壓注漿加固時(shí),由于下部土層密實(shí)度大漿液不易擴(kuò)散,且注漿管與鉆孔之間孔隙較大,注漿時(shí)返漿嚴(yán)重,因此采用劈裂注漿,鉆孔過程中注入陶土粉漿液潤(rùn)滑鉆桿、防止堵孔,同時(shí)減少放入劈裂注漿管時(shí)的阻力,放入劈裂注漿管后再其上部1m處采用水泥漿進(jìn)行封堵密實(shí),2天后在劈裂管內(nèi)插入注漿花管,分層(50cm)進(jìn)行注漿,注漿壓力為2MPa,直至注滿返漿為止,劈裂注漿布點(diǎn)平面位置及做法詳見圖11、12。
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基坑出現(xiàn)嚴(yán)重漏水等險(xiǎn)情時(shí),在漏水點(diǎn)半徑50m范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)單獨(dú)建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)基坑深層水平位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)垂直位移、支撐軸力、樁身應(yīng)力及其周邊建(構(gòu))筑物、道路的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè),每天上午、下午各觀測(cè)一次,及時(shí)報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果,派專門人員24小時(shí)值班,直至險(xiǎn)情結(jié)束。