□文/曹國志 金賢偉
地下室后連通墻開洞的止水封堵技術(shù)
□文/曹國志 金賢偉
在地下室后連通墻體上開洞且需貫通通道,必須解決開洞前的止水封堵問題。創(chuàng)造了一整套的施工方法并提出了質(zhì)量控制措施。
水泥漿;地下室;后連通墻;開洞;止水;封堵
某建筑工程分為一期和二期,要求分別施工且間隔時間較長。一期為地下2層結(jié)構(gòu),圍護(hù)采用地下連續(xù)墻,厚 800 mm,深 30 m,墻頂標(biāo)高 -2.40 m,C30混凝土,在地下連續(xù)墻上設(shè)置1 m厚頂板形成全封閉結(jié)構(gòu)。地下部分外墻與地下連續(xù)墻間為黃砂填墊,黃砂體積約為12 000 m3。地下連續(xù)墻和基坑底部均未做防水處理,經(jīng)過近5 a的使用,黃砂已經(jīng)含飽和地下水。二期工程為地下2層,地上9層,鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。由于一期和二期的基坑分別開挖,施工時并不連通。
二期地下結(jié)構(gòu)完成后,由于使用上的要求,需要打通一期和二期的地下空間在地下墻體上開門洞。
開洞的位置在一期工程通向二期工程的通道端部,由一期工程中的250 mm厚臨時封堵鋼筋混凝土墻和800 mm厚地下連續(xù)墻阻隔,與二期工程的通道相對應(yīng)。門洞的垂直位置在-10~-13 m深處,地下水壓較大。通道寬度2.7 m。為開通門洞,連通此通道,必須阻止一期工程中墻內(nèi)地下水和黃砂的涌入,首先就要解決開洞前的止水封堵問題。
由于一期地下室由地下連續(xù)墻及1 m厚頂板全封閉,所以只能從二期工程側(cè)采取措施,阻止一期工程地下連續(xù)墻內(nèi)地下水和黃砂的涌入。為此,在二期工程通道洞口端部四周,采用高壓注入水泥漿的措施,阻截黃砂和地下水的涌入。
測量出洞口通道與地下連續(xù)墻的結(jié)合位置,在墻體上鉆孔至結(jié)合處,用注漿機(jī)械把水泥漿液注入空隙中。以高壓設(shè)備使?jié){液、水和空氣成為高壓射流從噴嘴中噴射出來,沖切、擾動、破壞砂土體,將漿液與砂粒強(qiáng)制攪拌混合。待漿液凝固后,達(dá)到加固填砂層和止水防滲的目的。
1)試驗(yàn)鉆孔。在地下連續(xù)墻立面開洞范圍內(nèi)鉆孔并采用水鉆洗孔。直徑50 mm的鉆孔深度為850 mm。鉆通后,水流會噴出。用2 000 W電機(jī)水泵同步排抽,同時采用臨時木楔封堵的辦法暫時止水。開洞部位墻體鉆孔的分布見圖1和圖2。
2)觀察每次鉆孔后的水流狀況。
3)分析確定注漿空隙范圍。結(jié)合一期和二期地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工狀況,經(jīng)分析得出門洞上口及一期工程通道與地下連續(xù)墻夾縫為主要來水方向。
4)估算脹管螺栓抗拔力。經(jīng)計(jì)算,決定采用φ12 mm脹管,在混凝土中使用4只以上即可滿足要求,實(shí)際安裝6~8只/卡具。具體構(gòu)造見圖4。
圖4 鉆孔構(gòu)造
5)增加抽水泵,打開6、7、8三孔放水,利用水流疏通鉆孔通道。安裝水表進(jìn)行水壓測試。放水24 h后,觀察水流,若無明顯變化,關(guān)閉卡具的閥門。
6)依據(jù)8個鉆孔水壓不同情況,規(guī)定注漿順序、注漿壓力和水灰比。從最小水壓力的鉆孔開始注漿,布置注漿順序?yàn)?1→3→2→4→7→8→6。
7)注漿過程。按照水流從小到大、位置從下至上開始注漿。
先從1孔開始,小壓力緩注,為防止注漿對一期工程通道盡端的封堵墻產(chǎn)生較大壓力,開放遠(yuǎn)端6~8注漿孔的閥門放水。
注漿約0.5 h后關(guān)閉閥門,將注漿管移至3孔繼續(xù)注漿0.5 h,此時打開2孔閥門漿液噴出,改2孔注漿。在此期間6~8孔始終放水,觀察水流基本清澈略帶黃色,2孔注漿40 min,7孔流漿,停止2孔注漿。
改4孔注漿,此時僅 8孔放水,水色淺黃。注漿25 min后檢查5孔漿液噴出即刻關(guān)閉5孔閥門,加注5 min時8孔流漿,停止注漿。
關(guān)閉 6~8放水閥門,放開 2孔閥門,對 7、6、8孔分別注漿其中6孔注漿時加大壓力和持續(xù)時間,此時2孔無漿液流出。
8)二次擠壓注漿過程。水泥的初凝時間為3.5 h,終凝時間為4.2 h,第一次注漿完成后,應(yīng)立即進(jìn)行二次擠注。選擇2、6孔分別做擠壓注漿。關(guān)閉其他卡具的閥門,注漿壓力和頂壓轉(zhuǎn)速加大,見表1。當(dāng)注漿10 min時,2孔卡具的膠墊漲裂變形,停止擠注。改6孔擠注5 min后停止。
表1 注漿壓力泵轉(zhuǎn)速參數(shù)
9)24 h后,對注漿處進(jìn)行檢查。在欲開門洞上方50 cm處,對應(yīng)8孔和6孔的位置,補(bǔ)鉆φ50 mm檢驗(yàn)孔,深度1 m,穿透地下連續(xù)墻,經(jīng)過驗(yàn)證,無水流出。在5孔水平線,3孔和8孔之間補(bǔ)鉆一孔,深度1 m,也無水流出。
測量3個檢驗(yàn)孔的鉆芯端部水泥厚度,分別為4.5、5.4、3.1 cm,與注漿前的水源分析相吻合。由此實(shí)現(xiàn)封堵目的,注漿過程結(jié)束。
10)剔鑿地下連續(xù)墻。由于一期最終沉降量、各自施工誤差等因素,僅憑計(jì)算確定鑿除通道處的地下連續(xù)墻邊界很不準(zhǔn)確。采取實(shí)際測量方法確定剔鑿邊界線。
采用加長水鉆沿著外邊線內(nèi)鉆孔,注意保持鉆孔外徑與邊線相切,不可超線,固定栓釘要牢固,鉆進(jìn)過程保持鉆孔垂直于墻面。
鉆孔完成后,將應(yīng)去除的地下連續(xù)墻鉆成若干塊,運(yùn)出地下室,繼續(xù)剔鑿250 mm厚封堵墻面。最后人工剔鑿地下連續(xù)墻鉆孔后留下的鋸齒和清理工作面。從內(nèi)側(cè)操作繼續(xù)注漿堵漏直至完全徹底封閉全部滲漏點(diǎn)。剔鑿地下連續(xù)墻后,在地下連續(xù)墻開洞范圍破除鋼筋混凝土后檢查,側(cè)面兩墻夾縫無任何滲漏。
1)核對注漿位置時要準(zhǔn)確,開洞的邊界線必須與通道相對應(yīng)。
2)注漿孔即將鉆透時,會從孔中噴水出來,此時應(yīng)及時用木楔堵住注漿孔。放水時,從卡具閥門管流出的水排入集水坑中并同時用水泵抽出。需要預(yù)設(shè)臨時的集水井。
3)注漿材料要準(zhǔn)備充足,配套機(jī)具要有備用,保證注漿過程不間斷。
4)注漿時應(yīng)隨時注意測壓表壓力值的變化,壓力最小不能低于水壓3 MPa。
該施工技術(shù)適用于地下水壓力大、水流急的地下深層空間的墻體止水封堵。水泥注漿材料可以充分充滿較小的縫隙并以一定固結(jié)強(qiáng)度,3 d早期固結(jié)的抗壓強(qiáng)度一般在19.6 MPa,提高了混凝土的密閉性。經(jīng)過分析比較和實(shí)踐驗(yàn)證后,該施工方法操作簡單、工期短,工具和材料都很容易獲得,有著較好地經(jīng)濟(jì)效益。
□金賢偉/天津天一建設(shè)集團(tuán)有限公司。
TU476+.3
C
1008-3197(2013)05-17-02
10.3969/j.issn.1008-3197.2013.05.006
2013-07-10
曹國志/男,1955年出生,工程師,天津天一建設(shè)集團(tuán)有限公司,從事工程技術(shù)管理工作。