某深基坑渗漏病害治理

某深基坑渗漏病害治理刘晖1张兴杰21.云南国土资源职业学院，云南昆明650000；2.云南建投地基基础有限公司，云南昆明650000[摘要]某工程深基坑由于受到地下水径流的影响，局部止水帷幕失效，导致基坑发生渗漏病害，严重威胁着基坑及周边建筑物的安全。经多轮现场踏勘和论证，采取了“外封内堵，疏堵结合，局部加强”的病害治理方案，并组建应急抢险队伍，及时消除了安全隐患。[关键词]深基坑；止水帷幕；渗漏；治理0引言止水帷幕是深基坑支护方案是否成功的关键工序。因具有施工方便、整体性好等特点，三轴搅拌桩是常见的止水帷幕方法。但由于地质条件、水文条件等情况复杂多变，往往造成止水帷幕的失效，造成基坑渗漏。渗漏是深基坑最大的施工风险源之一，严重影响基坑安全及施工质量。某深基坑止水帷幕采用三轴搅拌桩。在施工至1880标高时，基坑侧壁出现多处涌水、涌砂，造成原基坑三轴止水帷幕局部失效，导致基坑周边的建筑物、道路出现了较大的沉降、变形开裂。时刻危及人身、财产安全。经多次实践、论证，采取了“外封内堵，疏堵结合，局部加强”的病害治理方案，及时制止基坑的变形，确保基坑安全。工程概况该项目总用地面积约7644.08㎡（约11.5亩），拟建建筑为2幢35层高层建筑，建筑高度99.7m，剪力墙结构，总建筑面积约为73827㎡，地下面积约17827㎡，基础形式为旋挖桩基础。设3层地下室，基坑开挖深度为16.8～17.4m，基坑周长约340m，整体呈长方形，长度约99m，宽度约为72m。基坑东侧与永乐路相邻。永乐路为市政道路，过往行人和车辆较多，道路下方有市政给水、排水管道、通信电缆、电力电缆等；基坑南侧与一栋六层混凝土结构住宅相邻，基坑开挖边线距建筑外墙10.51米；基坑西侧与一栋16层混凝土结构商住楼相邻，该建筑带一层地下室，基坑开挖边线距离商住楼外墙8.97米；基坑北侧与云南白药厂相邻，有多栋砖混结构老旧建筑。基坑开挖边线距离最近的建筑外墙仅为5.23米。基坑周边现状较为复杂，因此，基坑的沉降、变形需要严格关注和控制。地质及水文概况2.1地质情况根据勘察报告，拟建场地地层主要由人工填土层及第四系冲洪积、冲湖积地层组成，基坑支护涉及地层自上而下分述如下：①杂填土：灰白、灰色，松散状，稍湿，主要由碎石、碎砖、混凝土块等组成，结构较疏松，强度低，土质不均匀，整个场地均有分布；②粘土：褐黄，局部夹褐灰、灰色，硬塑状态，稍湿，中等压缩性，土质均匀性一般，场地均有分布；②1粉质粘土：灰、褐灰，局部褐黄，灰夹褐黄色，可塑，稍湿，中压缩性，干强度、韧性中等，场区内部分地段分布；③粉土：灰、浅兰灰，局部渐变成为粉砂，湿，稍密状态，中压缩性，摇振反应轻微，场地内均有分布；③1砾砂：浅灰、浅兰灰、局部灰色、紫灰色，饱和，稍密～中密状。含少量圆砾，含量一般为20%～40%，粒径0.5～2.0cm,主要成份为中风化砂岩、玄武岩，多为圆形及亚圆形；层间偶夹钙质胶结层及薄层状粘性土及粉土；场地内均有分布；③2粉质粘土：局部为粘土，浅灰、紫灰、浅兰灰色，稍湿，可塑状态，韧性及干强度中等，中等压缩性，土质均匀性一般，场地内部分地段分布；④粉土；浅灰、紫灰、浅兰灰色，湿，中密状，干强度低，摇震反应轻微，中等压缩性，场地部分地段有分布；④1圆砾；灰、浅灰、褐灰，局部兰灰，饱和，中密，含少量卵石，砾、卵石含量不均，一般为50%～60%，局部可达70%，粒径0.2～2.0cm，局部2.0～5.0cm，母岩成份为中风化砂岩、玄武岩，粉土填充，局部粉质粘土填充，多为圆形及亚圆形，层间偶夹钙质胶结层，场地部分地段分布；④2粘土：局部为粉质粘土，灰、深灰色，局部紫灰，浅灰色，稍湿，可塑，局部硬塑，韧性及干强度中等，中等压缩性，场地内部分地段分布；2.2水文概况勘察期间钻孔测得场地内混合稳定地下水位埋深为0.6～1.8m，高程在1887.07～1888.32m之间，水位变化差1.25m。拟建场地地下水类型主要为孔隙型潜水及表层分布的杂填土中含有少量上层滞水。孔隙水主要赋存于③、④、⑤1、⑥1粉土，③1层砾砂及④1层圆砾中，受大气降水、地表水的入渗补给。场地内存在承压水，承压水头高度约为现地面下6米。根据本项⽬抽⽔试验结果，本基坑涌⽔量为1737.3m³/d，地下⽔对本基坑⼯程影响较⼤，基坑⽀护设计及施⼯中应做好基坑降⽌⽔⼯作。基坑支护设计根据本⼯程岩⼟⼯程条件、基坑开挖深度及基坑周边条件，确定本基坑⼯程⽀护结构的安全等级为⼀级，结构重要性系数为1.1。基坑⽀护⽅案采⽤：“三轴⽌⽔帷幕＋预应⼒组合型钢⽀撑+局部混凝⼟⽀撑”⽅案；降排⽔⽅案采⽤：“Φ850×850×850的三轴搅拌桩形成⽌⽔帷幕，局部三轴搅拌桩施⼯不了的地⽅采⽤套搅⽌⽔；坑底排⽔盲沟疏排+坑顶截⽔沟+集⽔井抽排+坑外回灌井监测及回灌”的⽅案，详见图1基坑支护平面图、图2支撑平面布置图平面图、图3基坑支护剖面图。基坑降⽔采⽤随挖随降，即⼟⽅开挖过程中挖临时集⽔井抽排⽔的⽅法进⾏降⽔。基坑底部沿基坑底开挖线设置300×300mm排⽔盲沟；每隔约25m设置800×800×800mm集⽔井，在基坑顶部设置300×300截⽔沟，将地表⾬⽔引⼊基坑外围，保证在施⼯期间基坑内部不积⽔，周边地表⽔能够及时排泄，尽量减少渗⼊地层中的⽔量。在基坑降排⽔过程中，坑外⽔位控制在地表下2.0⽶处，坑内⽔位控制在基坑底以下0.5⽶处，坑外侧设置17口回灌井深度26米，沿基坑周边布置20米一个。图1.基坑支护平面布置图图2.支撑平面布置图图3.支撑平面布置图图4.基坑支护剖面图基坑渗漏病害情况在进行1880.00米开挖时，基坑侧壁出现多处涌水、涌砂，造成原基坑三轴止水帷幕局部失效，导致基坑周边的建筑物、道路出现了较大的沉降、变形开裂。在基坑监测过程中，监测数据反映了基坑变形的过程，如图4-7所示。此阶段，基坑的沉降、变形累计值和速率均超过了警戒值。尤其在4月14-15日和6月22-23日，发生了两次较大险情。局部冠梁的水平位移突增，地下水位迅速下降，周边建筑出现明显沉降。 图4.冠梁水平位移图5.冠梁竖向位移图6.相邻周边地下水变化图7.相邻周边建筑沉降渗漏病害原因分析发生基坑侧壁多处涌水、涌砂现象后，多次邀请省内知名专家进行分析、查勘、论证。起初，对于基坑渗漏病害的原因各持己见，无法达成共识。通过半年时间的观察，再进过多轮专题会议进行分析、查勘、论证，大家逐渐统一共识，认为导致基坑渗漏病害的原因是受地下水径流影响，施工过程部分水泥浆液流失，造成原基坑三轴止水帷幕局部失效，从而导致渗漏。渗漏病害治理施工措施由于出现基坑侧壁渗漏水情况严重，已经导致基坑周边的道路、建筑物出现了较明显的沉降、开裂。物探显示基坑周边局部地质构造已发生改变，出现了较大空洞，时刻危及周边人身、财产安全。因此病害治理已刻不容缓。图8.道路及建筑物开裂进过专题会议论证，因项目支撑已施工完成不具备基坑回填条件，因此采取形成了“外封内堵，疏堵结合，局部加强”的病害治理方案。实施完成后，及时止住渗漏，减少基坑变形，确保了基坑安全。具体措施如下：6.1漏水点对应基坑外侧位置处理对相应支护桩间漏水点在基坑顶冠梁外侧进行高压旋喷注浆，并加入适量水玻璃，高压旋喷注浆深度比漏水位置深5~10m。若高压旋喷钻孔遇到地下障碍物不能下钻时，采用地质钻机引孔后再进行高压旋喷施工，引孔深度根据现场实际情况确定。6.2漏水点对应基坑内侧位置处理在漏水孔洞处先做引流管，同时预两根埋镀锌管再用水不漏对漏水孔洞进行封堵，待封堵的水不漏强度达到后，用齿轮泵注射聚氨酯，最后对引流管进行封堵，起到快速止水的作用聚氨酯发泡也能填充空洞土地，然后采用双液注浆机对准漏水区域喷射水泥浆和水玻璃，使水泥浆液快速凝固，再快速对此漏水区域进行挂网喷面施工。若涌水的同时伴随着沙涌出，为避免产生孔洞，引起地面沉降，需用棉被堵住漏水口，以起到过滤沙的作用，减少沙的流失，并用沙袋分层在漏水区域反压，反压高度高出于漏水点2米~5米至上一层围檩。若基坑漏水伴随沙，出现孔洞时，基坑外侧注浆的同时填充级配碎石，以减少由于漏水所带来的基坑周边的沉降。6.3地下形成空洞位置处理基坑东侧及南侧地表以下已经出现空洞，地面建筑物已出现倾斜。首先是即刻疏散地面建筑内的人员，将此区域用警戒线封闭，提示过往人员、车辆绕行。其次，采取密布高压旋喷桩的方式加固土体，高压旋喷桩径φ500@1000mm深度26米。施工工艺7.1水不漏及聚氨酯7.1.1主要施工参数水不漏采用速凝型；聚氨酯采用亲水性的单液型PU聚氨酯发泡剂。7.1.2施工工序清理漏水点→埋设导水管→填充水不漏堵水剂→注入聚氨酯发泡剂→封堵导水管→保湿养护→检查补漏→挂网喷面7.1.3操作要点1）清理漏水点①清理漏水点时，漏水点周围的软土、淤泥、松散砂土等必须全部清理干净，处理的基面应充分湿润至饱和，但无明水，并要求牢固、干净、平整、不平处可用水不漏找平；②整个清理漏水点的过程应该及时、迅速；③清理时，应时刻注意漏水点周围土质的变化，并做好应急措施。2）填充水不漏①水不漏材料容易受潮，未使用前应密封并存放在干燥处；②拌合水不漏材料时，应戴专用胶皮手套，以防烧伤皮肤；③水不漏拌合时所用水的水温一般控制在15-30℃，当周围气温低于5℃时，需加粉料重量1～3%的亚硝酸，10℃以下用温水（50℃左右）进行调配；④水不漏填充顺序应为从上到下依次填充挤密，不宜从四周向中心填充的方式，否则堵水效果不好，而且造成水不漏材料的浪费，水不漏填充厚度不小于10cm；⑤水不漏封堵使用过程中，不得二次加水；⑥施工环境在烈日下时，需要加湿养护。3）埋设导水管①导水管的长度不宜过长，以防影响土方开挖等下一道工序的施工，长度宜取0.6m；②埋设导水管数量、管径可根据漏水量的大小进行调整，一般1～5根为宜，管径0.15m～0.3m；③在漏水点周围挖一条水沟，导水管流出的水引入水沟内；④基坑内的积水应及时用水泵抽走，以减少积水对基坑稳定性产生影响。4）高压灌注聚氨酯发泡剂①用电钻打孔前，应确保水不漏已经完全凝固（敷设水不漏10分钟后），在终凝后的水不漏上钻孔，锁紧止水针头；②在混合液通过止水针头注入壁体内之前，需要启动电源将置料筒及管内残余稀释剂挤出，直到混合液喷出为止；③在聚氨酯与聚氨酯漆的配合及喷射过程中，操作人员必选戴专用手套，避免与人体接触；④聚氨酯堵漏剂是遇水膨胀的材料，工作时应穿戴好防护器具如手套、护日镜，如不慎溅入眼睛，应立即用清水洗，然后送医院。5）高压堵漏灌注机操作要点①高压堵漏灌注机操作严格按照使用说明进行操作；②连续注射聚氨酯不宜超过0.5小时，防止机身过热造成部件磨损；③停止注射聚氨酯超过30分钟或施工结束时，机器应及时清洗，清洗用稀释剂，清洗方法：先将置料筒和高压管内浆液全部泵回容器内，在料杯内倒入300ml稀释剂顶出高压管中的聚氨酯。聚氨酯全部顶出后，再倒入300ml稀释剂，将灌注抢放入置料筒内循环清洗，清洗2~3分钟后将清洗剂泵入容器内，再倒入适量机油循环，进行保养润滑，清洗即为完成；④灌注机使用前应经常检查（齿轮箱应定期加注黄油），发现异常，立即予以检修，以防施工时发生故障。7.2挂网喷壁7.2.1施工工序土方开挖→人工清理→支护桩上钻孔植筋→成品钢板网挂网→喷射细石混凝土→砼养护→钢筋网片制安→焊接加强筋→喷射细石混凝土→砼养护7.2.2操作要点1）挂网前准备工作清除支护桩间松动岩体危石、浮土，对较大裂缝、凹坑应先嵌补，使坡面平顺整齐。2）钢筋网的固定首先，根据施工图，在支护桩上横向1500mm/1600mm（与该剖面支护桩间距相对应），纵向1500mm处钻孔（深度250mm）植筋，锚入C14总长度为800mm的L型挂网钢筋；在支护桩桩间土的中心位置（同L型挂网钢筋水平位置）处打入600mm长C14钢筋钉，用于固定桩间的钢筋网；再将C14的横向拉筋（即加强筋，@1500mm/1600mmx1500mm）焊接（单面焊10d）在植入桩体的L型挂网钢筋上，压住整个钢筋网，从而将钢筋网（双向φ6@150mmx150mm）固定。3）原材料和配合比原材料：①水泥采用PO42.5普通硅酸盐水泥；②砂用石粉砂，砂的含水率以2%～3%为宜；③石子采用瓜子石；④水用洁净水；⑤速凝剂掺量为水泥用量的5%；⑥水不漏。C20细石混凝土配合比（质量比）的选定（干料）：水泥：砂子：碎石：水：速凝剂：水不漏=1：1.6：2.8：0.55：0.05：0.1。7.3双液注浆7.3.1注浆管埋设在漏水点封堵埋设引流管同时，埋设镀锌管，镀锌管应埋设深度根据漏水点渗漏情况，尽量埋深。一端采用胶带封堵，防止泥沙阻塞注浆管。7.3.2浆液配置浆液配置前应进行现场试验，根据水泥浆液浓度，水玻璃参数、水温度进行配置试验。漏水量大小确定双液浆初凝时间通常为20秒~40秒初凝时间确定，每次注浆前浆液的配比（1：1~1:2）。7.3.3双液注浆注浆前应先双管注水保证预埋注浆管畅通，确定浆管畅通后同时注入水玻璃和水泥浆，开始注浆时引流管会流出水泥浆与水玻璃混合液，持续注浆直至引流管被封堵，同时持续注浆，注浆量跟据漏水时间及大小判断。结语8.1地质构造具有局域性，地质情况分布不均匀，有时地勘报告不能全面反映地质情况。施工前，应充分了地块周边地质、水文情况，充分研判。8.2止水帷幕的设计应充分考虑地质构造的复杂性，有针对性提出设计方案，并重点环节明确可能出现的问题及补救方案，实施前做