王丙亮
(中信建設(shè)有限責(zé)任公司,北京 100027)
隨著房屋建筑工程數(shù)量不斷增加,出現(xiàn)了許多基坑工程項目。然而基坑支護樁在施工過程中易受到地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、地下水情況等的影響,導(dǎo)致止水帷幕失效,而發(fā)生基坑滲漏問題,嚴(yán)重影響了建筑結(jié)構(gòu)以及施工安全問題。工程師需要針對地質(zhì)條件采用適宜的方案去解決基坑滲漏問題。劉恒新等通過增加高壓旋噴樁以及降低地下水來解決基坑漏水問題。戴軒等研究富水砂層基坑滲漏問題,分析出基坑發(fā)生滲漏時的地層變形規(guī)律,為防滲問題提供參考。李又云等采用在基坑外側(cè)地下水回灌來處理地連墻間接縫的滲漏問題。李政等在巖溶地區(qū)采用水玻璃-水泥雙液灌漿來處治基坑滲漏問題。陸守林使用二重管雙液注漿技術(shù),在強透水層基坑中成功堵漏。
目前沿海含風(fēng)化巖地層基坑滲漏問題較少報道。在沿海地區(qū),地下水發(fā)育且具有一定腐蝕性,風(fēng)化巖地層遇水軟化、崩解,易誘發(fā)止水帷幕失效,從而引起基坑滲漏問題。本文針對該類型基坑滲漏問題,提出一種外截內(nèi)堵的綜合治理方法,即采用支護樁外側(cè)注漿止水和支護樁間封堵止水施工技術(shù)進行處理,可有效處治基坑滲漏問題。
深圳中信金融中心項目,基坑采用支護樁、錨索腰梁、角支撐相結(jié)合的組合支護方式。本項目基坑經(jīng)歷了基坑支護施工、基坑開挖、土方反壓回填、角支撐加固等多個階段。
1)地形地貌及特殊性巖土 根據(jù)深圳地區(qū)地貌圖,該項目場地原始地貌為海積淤泥灘(XIII)。同時該場地屬于城市建設(shè)回填整平為儲備用地,場地地質(zhì)復(fù)雜,含有多種特殊性巖土,其中殘積土有受水浸泡強度降低的特性,風(fēng)化巖遇水易軟化、崩解。
2)場地水文條件 場地具有多層地下水,在人工填土層中為孔隙潛水,主要降雨補給,穩(wěn)定水位平均高程為1.69m,以垂直入滲為主;在礫砂層中為孔隙承壓水,本層地下水大多是側(cè)向補給,少數(shù)是越流補給,與海水關(guān)系密切;在花崗巖強~中風(fēng)化巖中為基巖裂隙水,大多是側(cè)向補給,少數(shù)是越流補給,與海水也有較密切的聯(lián)系。
該基坑項目西北角及北側(cè)土方開挖過程中,出現(xiàn)嚴(yán)重的流沙、漏水現(xiàn)象,且西北角平臺上出現(xiàn)塌陷。初步判斷為基坑原北側(cè)支護樁與新增西側(cè)支護樁交接處側(cè)壁發(fā)生滲漏,滲漏位置位于第三道角支撐下。現(xiàn)場情況如圖1 所示。
圖1 北側(cè)、西北角滲漏位置詳圖
經(jīng)實地勘察與分析前期基坑施工情況,初步判斷此次基坑側(cè)壁滲漏的原因為:①西北角原支護樁后止水帷幕存在失效情況,新增支護樁與北側(cè)原支護樁間交匯處漏水,基坑內(nèi)開挖后出現(xiàn)水土流失,導(dǎo)致西北角平臺塌陷;②北側(cè)支護樁后止水帷幕被具有腐蝕性的孔隙潛水長期侵蝕導(dǎo)致產(chǎn)生裂隙,出現(xiàn)滲水、流沙情況。
結(jié)合項目西北角及北側(cè)基坑特點及現(xiàn)狀,采用外截內(nèi)堵的綜合治理方法來防治基坑側(cè)壁滲漏問題,“外截”即通過支護樁外側(cè)注漿止水,“內(nèi)堵”即采用支護樁間封堵止水。實踐證明該治理方法可有效封堵基坑滲漏,取得了較好的成效。下面介紹具體的施工流程及相關(guān)施工控制性參數(shù)。
1)清理漏水部位 尋找基坑內(nèi)側(cè)漏水部位,清理漏水部位內(nèi)側(cè)及周邊的淤泥與雜質(zhì),采用沙袋封堵漏水空隙,降低滲漏時產(chǎn)生的泥土流失。
2)施工做圍堰 為降低漏水對基坑的損壞,盡快對漏水部位處采取回填土基礎(chǔ)措施進行圍堰,漏水嚴(yán)重部位應(yīng)通過鋼筋混凝土進行圍堰。
3)鉆孔施工 在漏水位置處,用鉆孔機鉆孔,鉆孔深度大約在漏水部位下1m。如圖2所示。
圖2 鉆孔施工圖
4)安裝注漿管 待鉆孔機鉆到預(yù)定深度后方可拔出鉆桿,然后選擇?25 鍍鋅管作為注漿管,在安裝注漿管時如出現(xiàn)鉆孔塌方,立刻通過改裝的平板振搗設(shè)備把注漿管繼續(xù)放入預(yù)定深度,達到預(yù)定深度后,為了把水泥漿和水玻璃共同注入注漿管中,在注漿管頂上安裝兩個閥門的三通。
5)灌注水泥漿 配制恰當(dāng)?shù)乃酀{(水灰比0.7∶1),確認(rèn)注漿管在安裝過程中是否損壞,確認(rèn)注漿管不漏水后,再繼續(xù)灌注。
6)水玻璃-水泥漿雙液注漿 該注漿方法屬于靜壓注漿。施工步驟如下:先將水泥漿與水玻璃通過注漿料管拌和均勻制成水泥膠,再通過液壓注入地層中。由于水泥膠具有凝固速率高、硬度增加快的特性,可快速封堵漏水位置,阻止流沙、漏水現(xiàn)象。
水玻璃與硅酸鹽水泥水化生成Ca(OH)2并迅速反應(yīng)成水泥膠物質(zhì),其反應(yīng)機理:Na2O·nSiO2+Ca(OH)2+mH2O=CaO·nSiO2·mH2O+2NaOH
注漿材料如表1 所示。
表1 雙液注漿材料表
灌注方法:首先灌注水泥漿,直到水泥漿不斷從排出口排出之后,啟動水玻璃池的注漿泵灌注水玻璃,這時需要兩個注漿泵壓力一致,注漿料壓力保持在0.5~1MPa,最后使水泥漿與水玻璃通過Y 型管道混合,注漿流程如圖3 所示。其次,當(dāng)Y 型管出水口出現(xiàn)水泥漿與水玻璃混合漿液以及有氣泡時,應(yīng)立刻用編織袋堵塞注漿料排出口,待漿流速慢慢減少直至靜止后,立即停止注漿料,留觀1 小時后再繼續(xù)注入漿液。
圖3 注漿施工圖
7)靜壓注漿加固 在封閉樁漏部位24h 后,依止水帷幕方向,在距離堵漏部位前后各0.5m處布置一個加固處,加固方式采用靜壓注漿方式。注漿深度在漏水部位下1m,注漿流速控制在8~12L/min 以內(nèi),注漿泵要提供1~1.5MPa 以上的壓力。
1)漏水位置處理 首先找出漏水位置,再清理周邊支護樁間的淤泥和雜質(zhì)。
2)引水處理 把4 根直徑?30mmPVC 管嵌入引水管中進行導(dǎo)流,避免淤泥大量流失,同時擴大樁間空洞,并將引水管外側(cè)的空間用沙袋填塞。
3)掛網(wǎng)噴錨 先將支護樁表面泥土清理干凈,沙袋外側(cè)基坑地面整平,對沙袋封堵區(qū)域進行掛網(wǎng)噴錨,掛?6.5mm@250mm×250mm 鋼筋網(wǎng),噴射8cm 厚C20 混凝土。
4)養(yǎng)護處理 養(yǎng)護時間不低于4h,在天氣干燥炎熱期間,適時噴水養(yǎng)護。
5)封孔止水 待掛網(wǎng)噴錨支護強度滿足要求后,將PVC 引水管用聚氨酯棒封堵塞緊。當(dāng)PVC 引水管封堵后因水壓力過大,導(dǎo)致水從其他位置滲漏出來,按照以上施工步驟重新進行引流堵漏直至水滲漏消失。
在沿海地區(qū),地下水發(fā)育且具有一定腐蝕性,風(fēng)化巖地層遇水軟化、崩解,易誘發(fā)止水帷幕失效,而引起基坑滲漏問題。為解決這一問題,本文提出了一種外截內(nèi)堵的綜合治理方法,即通過對支護樁間封堵和支護樁外側(cè)雙液注漿止水。同時給出了具體的施工控制參數(shù),通過深圳中信金融中心基坑項目實踐,表明該方法可有效地阻止基坑進一步流沙、漏水現(xiàn)象,從而能夠防止基坑外地面進一步塌陷,為今后在沿海復(fù)雜環(huán)境、風(fēng)化巖地層及具有腐蝕性地下水的基坑滲漏治理,提供一種可行的方案和施工方法。