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深基坑止水帷幕渗漏现象及其应对措施浅谈

深基坑止水帷幕渗漏现象及其应对措施浅谈

发布时间:
2016-03-20 10:13

[作 者]:戴庆威

[摘 要]:结合某工程深基坑工程实例,从施工工艺、土质情况、地下水情况等多方面对止水帷幕渗漏的原因进行分析,针对场地地层中的潜水、承压水等不同类型地下水的分布、特性及其降水对周边环境影响的分析的基础上,提出了止水帷幕失效处理措施。

[关键词]:深基坑 止水帷幕 渗漏 应对措施

  

随着高层建筑大规模发展和地下空间的开发利用,深基坑日益增多,而且越来越深、越来越大。在深基坑工程中,起决定性作用的主要有两个:一是挡土结构的有效性,二是基坑止水帷幕的有严密性。对于地下水位较高的基坑,基坑止水和挡土同样重要,大多数的工程事故是由于地下水的处理不当造成的,由于水头差,容易造成流沙、管涌、隆起等事故。因此恰当的处理地下水方法,是深基坑安全的重要环节。下面结合一工程实例浅谈一下我认识的止水帷幕和地下水处理方法。

1.工程概况

1.1 本工程为扬子江药业集团办公楼项目地下室深基坑围护工程

1.2 本工程基坑近似66米×59米长方形,地下室共2层,中间环形基坑开挖最大深度约为11m。由于对周边环境的保护要求较高,本基坑安全等级为一级。

1.3 场地及环境概况:场地东西侧为厂区道路基础,未施工道路路面,道路基础基础经粉喷桩地基处理,道路基础边距离本工程拟开挖的坡底线8.9m。拟建场地北侧为已建的河道,河道与拟建场地之间有堆土。该部位地势较低。场地南侧现状也为以开挖的河道,由于该河道河水较浅,河道两侧未建驳岸。

1.4 综上所述:本工程基坑安全等级为一级,在围护结构设计及施工中应充分考虑周边环境的影响,确保基坑及周边建筑、管线的安全;重中之重是梅雨季节期间地下水位的控制。

2.地质情况

根据前节所述地下室基坑深度,本工程一层和两层的地下室坑底均为②-1层淤泥质粉质粘土夹簿层粉砂。基坑侧壁和底部的土层都很差。地下水类型主要为浅部的孔隙潜水及深部的一层弱承压水。

拟建场地地下水类型主要为浅部孔隙潜水及深部弱承压水。浅部孔隙潜水主要赋存于①~③-2层土中,深部弱承压水赋存于⑥层细砂层中。地下水补给主要为大气降水及地表水侧向补给。

据岩土勘察报告所揭示的本工程与基坑有关的土层分布如下:

①层素填土:深灰色粉土、粉质黏土为主组成,松散,不均匀,上部含植物根茎及碎砖石等(拆迁区上部有较多建筑垃圾),沟塘底部以灰黑色流塑状淤泥为主,为近3-100年新近堆积物。场区普遍分布,厚度平均1.50m。

②-1层淤泥质粉质粘土夹簿层粉砂:深灰色,淤泥质粉质粘土流塑,无摇震反应,稍有光泽,中等干强度,中等韧性,局部具水平层理,含少量有机质,夹青灰色松散状粉砂薄层,粉砂夹层一般呈透镜体状、互层状分布,总层厚平均6.63m。

③-1层粉砂夹粉土:青灰色,粉砂饱和,稍密为主,局部中密,主要矿物成分石英、长石、云母等,颗粒级配不良,除云母碎片外,颗粒磨圆度好,黏粒含量低;粉土中密,湿—很湿,摇震反应中等,无光泽反应,低干强度及韧性。该层以粉砂为主,局部为粉土,总层厚平均19.55m。

③-2层粉砂:青灰色,饱和,中密为主,局部稍密,主要矿物成分石英、长石、云母等,颗粒级配不良,除云母碎片外,颗粒磨圆度好,黏粒含量低,含少量Ca质结核。场区普遍分布,厚度平均24.02m。

 

图1 平面布置图   

3、支护设计和止水选择

东西两侧为道路,围护墙体采用灌注桩、旋喷桩结合二级放坡;南北两侧为河道,南侧河道联通长江引河,在基坑的南北两侧采用双排高压旋喷桩止水;中间深坑(坑中坑)采用一道圆环支撑的支护形式,中间深坑由于施工操作空间非常狭小,止水帷幕只能在灌注桩之间施工旋喷桩,结合止水,为本工程控制重点。

基坑降水采用排水沟+集水井疏干坑内明水,坡顶设置截水沟,排水沟采用盲沟。对于边坡较高位置布置轻型井点,对于坑内较深部位(二层地下室位置)采用管井进行疏干。

4、渗漏原因分析

经参建各方专家多方研究,对照工程实际情况,渗漏原因有几下几个方面:

4.1 由于工程桩和支护桩密集,且工程桩桩顶标高远高于基坑底部,机械开挖非常困难,中间圆形区域的土方开挖采用的水力开挖;但由于工期紧迫,水力开挖时旋喷桩的龄期没有完全达到,地下水的快速流动使水泥浆流失,对桩体质量有影响。

4.2 施工期间为梅雨季节,降雨丰富,基坑外侧地下水位高涨,承压水压力过高导致接缝渗漏。

4.3 结合本工程实际情况,地下水主要为浅部潜水及深层承压水;基坑降水开挖时若发现桩边有大水头管涌,局分析后可能是钻孔的承压水。

5、渗漏的处理方法

5.1引流管

发现基坑漏水位置的,可采用快速水泥掺入适量水玻璃,缩小漏水范围,埋入软管引出水流,待水泥硬化后,将引流管截流。但要继续关注该渗漏点发展情况,有两个方面:(1)渗漏点出水量逐渐减少,说明可能是支护桩与止水帷幕间水量。(2)渗漏点出水量加大或者维持之前流量,说明该片区域止水帷幕失败,应成立应急小组结合坑外水位观测点的监测数据对该处进行排查并立即采取措施。

5.2注浆

①制配水泥浆。

②注浆。注浆过程中应尽可能控制流量和压力。

5.3双液注浆

① 配制化学浆液。

② 将配制拌合好的化学浆和水泥浆分别送入贮浆桶内备用。

③ 注浆时启动注浆泵,通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从出口混合注入孔底被加固的土体部位。

④ 注浆过程中应尽可能控制流量和压力,防止浆液流失。施工前应做双液注浆初凝时间地表试验。

5.4钻孔承压水的处理

若发现桩边大水头管涌,以上方法无法止水时,应考虑是否有钻孔承压水情况。应尽量找到原机械钻孔,在原钻孔插入花管(80mm),花管上口设一阀门,采用引流-封堵的方法,打开阀门,引走承压水,快速封堵花管周边,待花管周边堵实不漏水后,关闭阀门达到止水效果;若无法找到原机械钻孔,则在出水位置附件布置3~4口深井降水,以基坑干燥方便施工为宜。

6、处理效果

基坑开挖在梅雨季节,基坑内外两侧水力压很大,止水帷幕在4月底修补完成,7月底基础结构施工完毕,12月底主体结构施工结束,在整个施工过程中,加强了对地下水位的检测,取得了较好的成绩。

7、结语

本文分析了深基坑地下水对止水帷幕的影响,并成功解决了止水帷幕的渗漏问题,通过本工程实例得到以下几点启发。(1)止水帷幕作为一个隐蔽工程,其施工质量和施工人员的责任心为质量控制的要点,因此须加强施工中的全过程控制,如发现不符合设计要求,因立即补救,确保止水帷幕的有效性。(2)基坑大面积开挖必须在止水帷幕封闭且具有初期强度后进行,避免因降水或雨水等引起地下水流速过大,或地下承压水压力过大,使止水帷幕水泥浆流失的情况。(3)止水帷幕渗漏的补救,须在详细分析渗漏原因的基础上,结合现场地下水、土质等情况制定针对性的措施。

 

 

参考文献:

[1] 曹正军,试论深基坑注浆止水帷幕施工方法。

[2] 徐勇,王心联,深基坑止水帷幕失效原因分析及处理措施研究  地下空间与工程学报,2010年12月.1251。