中國建筑股份有限公司上海分公司 上海 200433
蘇州中心廣場項目位于蘇州工業(yè)園區(qū)湖西CBD核心區(qū)域東端部,北臨蘇繡路、南到蘇惠路、西起星陽街、東至星港街,地塊東側面向金雞湖畔城市廣場。項目整體為地下3 層、設置3 道鋼筋混凝土支撐,部分地下4 層、設置4 道鋼筋混凝土支撐,基坑占地面積達14 萬m2,開挖深度15~24 m。
本工程共設置備用降壓井共34 口,且場內存在7 口原抽水試驗井。
根據鉆探結果,本場地對基坑開挖有影響的承壓含水層主要為第Ⅰ承壓水上段,主要分布于第⑨2層土中。該含水層的補給來源主要為下部承壓水的越流補給及地下徑流補給,以地下徑流及人工抽吸為主要排泄方式。根據抽水試驗井進行的水位觀測,本場地⑨2層第Ⅰ承壓水上段實測水位標高在-4.88~-4.50 m。
(a)本工程周邊環(huán)境比較復雜,有1 條軌交穿過,東面是在建的東方之門,周邊管線和建筑物較多,基坑施工要盡量減少不均勻沉降,環(huán)境要求較高。按照設計及軌道交通公司要求,盡量不采取降低承壓水措施,因此,由于承壓水水頭較高,使得承壓水容易向井壁未封堵密實的區(qū)域突涌。
(b)裙房基坑開挖深度為15 m,塔樓局部開挖深度為24 m?;娱_挖較深,基坑底埋有高水頭的承壓水含水層,該區(qū)域內存在原抽水試驗井和新做的備用降壓井,井壁漏水問題容易引起基坑突涌。
(c)基坑開挖深度范圍內大部分為潛水含水層,砂性及粉性土含量大,富水性好,透水性強。本場地⑤粉土夾粉砂層,夾較多薄層黏性土,搖振反應中等—迅速,透水性良好,通過原抽水試驗井和新做的備用降壓井井壁漏水和⑨2層承壓水層連通,如果處理不當將引起流砂、液化、管涌等不良地質現(xiàn)象。
(d)場內有關降壓井均采用黏土球封閉。但是隨著第2層(-4.45 m)和第3層(-9.20 m)土方開挖,先后在部分降壓井側壁出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。因此,需要針對不同標高的土方開挖采取不同的封堵方法。
(e)在施工至底板時,如果采取以上措施仍然解決不了降壓井井壁滲漏問題,需要按需降水并進行降壓井封堵。
由于本層土方標高和承壓水水頭標高基本一致,基坑不存在管涌的風險。所以在降壓井周邊先采用工程鉆機引孔后補高壓旋噴樁,將減壓井周邊回填較薄弱的土層重新進行加固,以避免基坑施工過程中出現(xiàn)突涌現(xiàn)象[1-3]。高壓旋噴樁采用雙重管施工工藝,旋噴樁樁徑800 mm、水泥摻量30%、加固范圍長度3.00 m,即從大面積開挖面標高-12.65 m(絕對標高)至開挖面底3 m處(-15.65 m)。
為了在旋噴處理后能盡快進行第3層土方的施工,在旋噴樁施工中,在水泥漿中適宜摻入為水泥質量1%~2%的氯鹽類早強劑,以利于水泥土的早期強度盡快提高,確保加固部位的土體盡快硬化。
高壓旋噴處理的平面布置:降壓井周邊布置3 根旋噴樁,對其周邊土體加固,詳見圖1。
由于本層土方標高已低于承壓水水頭標高,基坑存在突涌風險。首先要啟動降壓井將漏水井水位標高降至開挖面下,在井壁周圍不出現(xiàn)明水為止。然后順著降壓井壁插入水泥水玻璃雙液注漿管進行雙液注漿,對減壓井周邊回填較薄弱的土層重新進行加固的方法。加固范圍為開挖面下2 m。雙液注漿管的布置見圖2。
圖1 降壓井周邊高壓旋噴處理平面布置
圖2 雙液注漿管的布置
在底板部位內的井管外圍焊接2 道厚4 mm止水鋼板,深坑部位的底板分層澆搗,具體封井步驟如下:
(a)在減壓井部位的第1層底板澆搗完成達到設計70%的強度后,且在第2層底板混凝土澆筑前,進行封堵,避免了減壓井管壁的滲水。
(b)在靜水狀態(tài)下,往井內填入砂石水泥混合料,填入深度控制在第1層底板面以下5~6 m。
(c)待砂石料水泥凝結后,抽干井管內的殘留水,并及時觀測井管內的水位變化情況。一般觀測2~4 h后,井管內的水位無明顯的升高,說明封井效果較好。
(d)如果在抽干井管內的殘留水2~4 h后,井管內的水位明顯升高,說明封井效果沒有達到預想的效果。需重新往井內填入砂石水泥混合料,填入深度控制在第1層底板面以下1 m。
(e)重復以上步驟,直到井管內的水位無明顯的升高,說明封井效果較好。
(f)觀測封井效果,當判定已達到封井效果后,即可割去所有外露的井管。
(g)在井管內灌入混凝土至第1層底板面以下10 cm,并振搗密實。
(h)在井管內焊接1 片厚4 mm止水鋼板,井口用水泥砂漿抹平,封井工作結束。
(i)待深坑部位的第2層底板混凝土澆搗后,整個減壓井就被徹底封在底板內。
(a)鉆機就位時,要事先檢查鉆機的性能狀態(tài)是否良好,確保鉆機工作正常。樁位附近場地應平整,鉆機就位后,鉆頭的中心正對樁位標注點。
(b)用XY-100鉆機預先鉆孔,在鉆孔引孔達到深度后,經現(xiàn)場工程師鑒定后確認終孔深度,確認鉆孔達到深度后終孔,進行一次清孔。清孔時將鉆頭提離孔底10~20 cm空轉,孔底沉渣厚度小于5 cm,再在預先鉆好的孔位上進行旋噴樁施工,使旋噴樁達到設計要求的深度。
(c)旋噴樁施工開始時,先送高壓水,再送水泥漿和壓縮空氣,壓縮空氣可晚送30 s。在樁底部邊旋轉邊噴射1 min后,再進行邊旋轉、邊提升、邊噴射[4]。
(d)噴射時,先應達到預定的噴射壓力,噴漿后再逐漸提升注漿管。中間發(fā)生故障時,應停止提升和旋噴,以防樁柱中斷,同時立即進行檢查,排除故障。如發(fā)現(xiàn)有漿液噴射不足,影響樁體的設計直徑時,應進行復核。
(e)旋噴過程中,冒漿量應控制在10%~25%之間。對需要擴大加固范圍或提高強度的部位可采取復噴措施,即先噴1 遍清水,再噴1 遍或2 遍水泥漿。
(f)噴到樁標高后應迅速拔出漿管,用清水沖洗管路,防止凝固堵塞。相鄰兩樁施工間隔時間應不小于48 h。
(g)旋噴樁注漿范圍可以大于10 m。
(a)雙液注漿前必需進行雙液試配試驗,試配試驗主要確定摻量配比參數,凝結時間,12 h、24 h及3 d強度[5]。
(b)注漿管采用內徑為25 mm、壁厚為2.5 mm的無縫鋼管,由管尖、無孔接長管及管頭等組成。注漿系統(tǒng)包括輸送溶液和輸送壓縮空氣的軟管、泵、軟管與注漿管的連接部分、閥等,泵設備能提供1 MPa的壓力,注漿速率控制在4 L/min左右。
(c)為了保證漿液分層和密實效果,將注漿管打到位時,然后提升注漿管0.3 m后開動注漿泵注入雙液漿。注漿壓力先小后大,首先控制在0.2~0.4 MPa,然后逐步提升至0.8 MPa為宜。每次注漿范圍為2 m,直至從孔口溢出漿液后方可提桿。
(d)注漿結束后迅速拔出漿管,用清水沖洗管路,防止凝固堵塞。相鄰兩樁施工間隔時間應不大于2 h。
降壓井是基坑工程中重要考慮的部分,如果降壓井側壁小漏水不能引起足夠的重視,會對整個基坑安全造成大的隱患,一旦發(fā)現(xiàn)降壓井側壁漏水就應該立即處理,上述處理方法已得到實踐的檢驗,是一種簡單經濟的方法。