深基坑止水帷幕渗漏原因分析及处理

河南建材
2021年第1期
尹志祥
长江大学城市建设学院(434023)
摘要:文章结合工程实例,分析了场地水文地质条件、支护结构施工质量控制、现场复杂的施工环境条件等导致深基坑止水帷幕出现渗漏的因素,并提出相应的应急处理措施,能够有效解决渗漏问题,保证施工顺利进行。
关键词:深基坑;止水帷幕;渗漏;治理
0引言
深基坑是基坑工程中的一种,基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工,是一项综合性很强的系统工程。深基坑一般是指开挖深度超过5m(含
5m)或地下室3层以上(含3层),或深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的基坑工程[1]。止水帷幕指的是一个概念,是工程主体外围止水系统的总称。在实际施工中,会因支护方案设计差异、地质勘探不明、质量进度控制等多种原因导致止水帷幕失效,进而引发基坑渗漏的问题。因此,对止水帷幕渗漏原因及处理方式的研究具有重大意义。
1工程概况
1.1工程简介
荆州地区某基坑工程,开挖情况如下:15、16号楼设计开挖深度为5.9~6.7m,电梯井深8.4m;地下室普挖深度为6.3m,主楼开挖深度为7.1m,局部挖深达到了8.8m。该项目处于路口交汇处,基坑周边环境较差。东侧有1栋8层建筑,基坑边线距该建筑边距离约为6.8~9.5m,基坑开挖对其影响较大;西侧有临时建筑,距基坑开口线约1.0~2.0 m;西侧及西南角有地下管线;南侧一期地下室与三期地下室高差达2.15m;北侧部份支护段树木较多。基坑周边环境布置如图1所示。
图1工程概况简图1.2基坑支护方案介绍
本基坑形状较为规则,大致呈矩形,开挖面积不
大;基坑设计深度为5.6~6.7m,开挖深度一般。基坑
侧壁开挖深度范围内的土层:①层为杂填土,②-1层
为粉质黏土,②-2层为粉质黏土夹粉土,③-1层为
粉砂;地层力学性质一般,要防止侧壁流土。地下水
位较高,承压水水量丰富,对基坑施工影响较大。东
侧离现有建筑较近,需控制支护结构变形;其它侧环
境条件较好。基坑北侧(ABCF/GHI段)采用放坡结
合复合喷锚,水泥搅拌桩+锚杆+坡面喷混凝土保护;
基坑东西两侧(ABCF/GHI段)采用放坡结合排桩支
护,灌注桩+桩后水泥搅拌桩+桩间喷混凝土保护;
基坑南侧(MA段)采用型钢支护交错布置(局部型
钢施工不便处,采用木桩结合沙袋处理)。
图2支护结构剖面图
1.3止水帷幕施工中遇到的问题
场地为房屋拆迁及部分一期回填场地,地下6m
内存在水泥块及旧房地基等障碍物,场地限制清障
不及时,除障深度有限。桩机从场地西南角开始施
工,局部搅拌成桩困难、成桩深度远小于设计底标
高,现场发生多次桩机机械抱箍扭断事故,进度十分
缓慢;钻头磨损严重,达不到设计成桩直径。经深层
清障后发现是原一期喷锚护面的钢筋网缠绕钻头后
工业建筑设计手册导致钻杆折断。但更深处的一期回填的桩头未被清
除,这导致止水帷幕未能形成封闭,给后期基坑防护
埋下了极大的安全隐患。由于桩机频繁损坏导致进
51商务路路通
河南建材20182021年第1期
度延误,从而形成了与其他单位交叉施工的局面;而且因为场地有限,为保障各单位正常施工,只能采取“挖一段做一段”的方式,因桩机频繁移动而导致冷接头处理不当、搭接处过多的问题,为后期施工留下隐患[2]。
2渗漏情况概述及原因分析
2.1支护桩桩间渗水
从桩间渗水的表现形式来看,主要是支护桩桩间大量渗水并伴有少量泥砂,或是桩周围有面积及深度较大的湿迹。渗透的水略带淡黄并有明显的臭味,而且水量变化较大,具体表现为:早高峰和晚高峰用水期水量明显增大,其它时间段渗透量明显减少。初步判断为支护桩桩后止水帷幕存在漏点,而冠梁后侧(即基坑西侧)有污水涵管管道,管道年久失修,污水通过接缝处向基坑内渗漏。渗水量较大造成水土流失,形成恶性循环,导致基坑西侧坡面出现空洞及坡顶板房出现小幅度沉降。
2.2西南角渗漏点
13年卷布机事件在进行西南角开挖时,由于基坑上部存在一个市政污水管道连通的污水井,渗漏情况严重。土方第二层垂直开挖出来时,水泥搅拌桩桩缝便出现渗水并伴随大量泥砂流失。为防止基坑西侧外的市政道路因长期渗漏而出现道路塌陷,项目部决定进行回填处理,待处理好管道漏水后再进行开挖。对管道进行处理后第二次开挖时,西南角两侧渗水量明显减少,但对转角处开挖至地下室基底时出现一个高约1m、宽约0.70m的漏洞,涌出大量流砂并且一段时间后也出现渗水现象。现场情况如图3所示。
图3西南角渗漏点现场图
3渗漏处理措施
经过对此次基坑渗漏问题的处理,总结出“、疏、堵、降”的渗漏处理流程。对渗透区域的堵漏处理常用内堵法和外堵法[3],内堵法比较适用于止水帷幕有渗漏现象且渗量一般不大、带有少量泥沙的
情况;外堵法较为适用于止水帷幕的渗漏量较大,同
时渗漏的过程中还伴有大量泥沙的情况。内堵法与
外堵法相结合能达到更好的效果。
3.1支护桩桩间渗漏的处理
只有正确分析渗漏水的来源、渗漏点的位置及
渗漏通道的分布情况,才能到合理的堵漏方法。根
据渗漏水量变化的分布时间段及颜、气味,判断
渗漏水源为上部污水管道渗水。渗漏点位于支护桩
后的水泥搅拌桩间,桩与桩之间因咬合不够紧密而
存在缝隙,通过水力联系管道渗水处与支护桩渗透
点形成渗透通道[4]。在用水低峰期,采用气囊对经过场地的污水管道两端的污水井口通道进行封堵,然
后用水泵抽干管道内的积水,并用砖砌方式将污水
井通道口进行封闭,砖缝处用快硬水泥(“堵漏王”)
快速堵漏以防止渗水。高压旋喷紧贴着支护桩后水
泥搅拌桩施工,打两排梅花桩重新形成止水帷幕,
从而达到止水效果[5]。高压旋喷注浆应缓进缓提、上下多次,反复注浆直至水泥浆从上部桩孔及下部渗漏处流出,这样才能使水泥浆完全注满支护桩与水泥搅拌桩之间的空洞。在高压旋喷完成注浆后只有极少量渗水,经过24h观察后渗漏处停止漏水,说明渗漏处理基本完成且达到了预期效果。
3.2西南角渗漏点处理
图4渗漏点封堵示意图
因止水帷幕漏洞刚好处于粉砂层中,虽然渗漏
点上部污水管道漏水已经处理,但污水通过砖砌墙
仍会有少量渗透;粉砂层含水量高、水量丰富,当渗
漏点刚挖出来时,大量流砂涌出,随后砂量减少、露
出空洞,桩后附近砂流漏完后砂流量减小、渗水量
增大,桩后更远处的砂开始往外渗漏。针对以上情
况,先用瓜米石将空洞处全部填满;再在洞口处用
大量棉絮和密目网将缝隙处填实,并辅以一定量的
试验研究52
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(上接第50页)
表4第1种车型荷载效应计算结果
第2种车型荷载效应的计算结果见表5。荷载组合与第1种车型一致。
表5第2种车型荷载效应计算结果
通过对比表4和表5,第2种车型在运输槽型
梁时对旧桥产生的荷载效应较大,计算最大组合拉应力为1.95MPa ,因此,优先选用第1种车型的道路运输方案。
5结论
1)根据实测结果,简支空心板桥在城-A 荷载
作用下,作用效应组合值小于抗力效应值,说明桥梁设计承载力满足要求。
2)根据有限元模型,对比第1种和第2种运梁
车荷载效应计算结果,当采用第1种车型运输槽型梁时对旧桥产生的荷载效应较小,故优先选用第1种车型进行槽型梁陆路运输。
3)槽型梁运输过程中,需尽量限制运梁车在一
幅桥面的机动车道居中行驶,同时保持车辆行驶匀速缓慢,以减少冲击荷载对桥梁的不利影响。
参考文献:
[1]贺恩怀.槽形梁在城市轨道交通工程中的应用[J].铁道工程学报,2003(2):13-16.
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[4]聂建国,吴丽丽,樊健生,等.槽形钢-混凝土组合梁及其应用前景初探[J].土木工程学报,2008(11):78-85.
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架设施工技术[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2011,12(3):215-217.[6]胥为捷,薛伟辰.预应力混凝土槽形梁的研究与应用[J].建筑结构,2006,36(S1):594-599.
基金项目:宁波市科技服务业示范项目
(2020F030)跨径(m )最大位移(mm )最大弯矩(kN ·m )最大剪力(kN )最大组合拉应力(MPa )最大组合压应力(MPa )10
26.91
531.83
345.00
1.72
-19.9
跨径(m )最大位移(mm )最大弯矩(kN ·m )最大剪力(kN )最大组合拉应力(MPa )最大组合压应力(MPa )10
26.10阻尼电阻
598.59
390.60
快乐点击
1.95
-22.5
“堵漏王”将洞口面涂抹;最后在洞口外部用袋装瓜米石或者黄土进行加固,袋装瓜米石在里、袋装黄
土在外,堆筑成一个具有一定坡度的斜面[6]。在堆筑的坡面上设置数根导水管,并在坡脚挖一个集水坑,用水泵将收集的水排入坑内。这样一来可以只流水而不流砂,防止桩后因更多的砂涌出而形成空洞,从而避免上部土体塌陷。
4结语
1)施工过程中要加强对水泥土搅拌桩的质量
安徽省人事厅控制,建议将转角区域设计为多排搭接结构并注意加强接头位置的处理。在开挖阶段,对于渗漏点应早发现、早处理,以免因错过最佳处理时间而引发安全事故,造成人员伤亡和经济损失。
2)在基坑开挖前期,应提前做好帷幕透水预案
,提前预备好相应的堵塞材料,安排定期巡视人员并
组成紧急渗漏处理小组,以便定期监控止水帷幕效果、发生渗漏险情随时进行处理。透水时间越短,涌砂越少,处理方式就越简单,也就越容易堵住,保障了边坡的安全性;相反,时间拖的越久,涌砂越多,内部形成的空洞就越大,处理的方法也就越复杂,耗费的物资就越多,而且还容易因边坡产生沉降而引发安全事故。
3)对于轻微的基坑围护或止水帷幕侧壁渗漏问
题,堵漏措施多为用棉絮、密目网、干海带等将渗透
处填充密实,并辅以速硬水泥加固;对于严重的基坑围护或止水帷幕侧壁渗漏问题,堵漏措施往往为多种工艺的结合,包括重点渗漏区域压密注浆、钢板桩封堵、基坑内外的管井及轻型井点结合降水、基坑内侧的挂网喷混凝土防护等方式,具体方案根据现场实际情况而定。
参考文献:
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[6]徐凤昌.深基坑施工渗水、流砂等病害分析和处理[J].上海地质,2015(11):33-35.
验研究
53

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