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深基坑止水進行時,滲漏預防處理先人一步

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最后更新: 2019-07-03 16:54:29
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產品詳細說明

止水帷幕的安全、穩定對周邊安全有重大影響,在實際施工中,會因方案設計、地質勘查、質量控制等多種因素出現漏洞導致止水帷幕發生失效,使工期延誤或引發安全事故,因此對止水帷幕失效原因及處理方式的研究意義重大。

深基坑、止水帷幕的要求

1.深基坑

深基坑指開挖深度在5m及5m以上的,或地下室3層及3層以上的挖掘工程,同時,當地質條件及周邊環境較為復雜的情況下,也可將挖掘工程稱作深基坑。我國有關文件定義,開挖深度超過5m,(含5m)的基坑的土方開挖、支護、降水工程;開挖深度未超過5m但地質條件、周圍環境及地下管線復雜或影響周邊建筑物安全的基坑的土方開挖、支護、降水工程。

有關規定要求,深基坑工作的危險系數較高,其專項方案需由施工單位組織專家組成員、項目負責人、項目監管單位人員、施工方安全負責人、技術負責人等及勘察、設計單位的技術人員、安全人員共同進行安全論證。

2.止水帷幕

止水帷幕是挖掘工程中止水工程的總稱,其工程的意義在于防止或降低基坑內地下水的滲透,以保證施工安全,預防投入使用后房屋沉降。

止水帷幕一般由3部分組成,第1部分是擋土樁,主要作用和擋土墻類似,有鋼筋混凝土灌注樁或其他形式,各樁體之間存在一定的空擋。第2部分是真正的止水帷幕部分,主要用于對土體的加固,隔斷基坑內外水體的相互流動,一般應用水泥攪拌樁或壓密注漿技術。第3部分是支撐部分。與普遍的擋土樁不同的是,地下連續墻應用其他形式進行基坑加固、維護,一般用作特大特深基坑。

止水帷幕失效原因是什么?

止水帷幕失效的原因需要通過對基坑、攪樁等因素的觀察之后分析得出。基坑圍護止水帷幕滲漏情況較復雜,必須對滲漏類型進行劃分,分別治理。通過多個基坑施工實踐,筆者認為根據滲漏深度位置的不同,可分為基坑開挖面以上滲漏,和基坑開挖面以下滲漏兩種情況;根據所用的材料不同,又可分為鋼筋混凝土縫隙滲漏和水泥土縫隙滲漏兩種。

同時,止水帷幕失效的原因可能在與施工中止水帷幕的冷接口在處理上出現漏洞,出現局部不密封的情況。也有可能是3層粉土間的攪拌樁質量不合格導致滲漏,因為工期緊,任務重,在施工完成后,基坑的降水速度過快,降水量過大,導致土層中的水流動,將尚未凝固的水泥漿稀釋、搬運,使攪樁質量不能達到預期效果。最后一種可能是止水帷幕攪樁在設計時處理不當,并且在止水帷幕施工完成后立即進行大面積挖掘工作,導致支護結構發生位移,對攪樁造成損壞,影響攪樁質量。

1.基坑底部有較大水壓力的滯水層

止水帷幕深度位于滯水層但又沒有完全將此層封閉,基坑開挖后等于地基卸載,土體中的壓力減少,坑底的大口井、工具柱樁、支護鋼筋混凝土灌注樁等薄弱部位均有可能產生管涌和流砂,處理不當還會造成坑底隆起,甚至危及周圍地下管線和建筑物的安全。

2.非地下潛水水源對止水帷幕的破壞

地下管道滲漏、距離河道較近、降雨過多造成土體含水量過大,土體顆粒懸浮流動,使圍護結構受主動土壓力增大,由此引發因圍護結構變形量過大造成止水帷幕斷裂,從而產生滲漏,如果外圍水量過大,還有可能引發基坑工程事故。

3.外圍基坑滲水

根基地勘報告本工程地下不存在有較大水壓力的滯水層,但隨著基坑的開挖地下管道的滲漏及周邊土體含水量大且地下水位較高,造成從外圍基坑頂部向基坑內滲水的情況,形成明漏,同時由于水泥攪拌樁成樁質量的不理想,從基坑中間部位發生滲漏,且局部滲漏的情況比較嚴重,已經形成暗漏;但通過觀察,初期滲漏夾帶泥沙較多,后期滲漏為清水,沒有在地下形成較大空洞,沒有對造成較大影響。

4.其他破壞原因

隨著基坑開挖深度的不同,圍護結構所受的土水壓力也發生了一定的變化,一些未被發現的深層攪拌水泥加固土成墻質量問題逐漸的體現出來,如成墻時相鄰組之間相互沒咬合上或咬合量較小、斷漿后接縫不嚴或銜接量不夠、攪拌不均勻帶有雜物造成夾層或夾塊、水泥加固土受地質中土的活性以及特殊地質的影響固結不好或沒有固結等因素,均可造成止水帷幕滲漏。一般此種滲漏流量較小但夾帶泥沙較多,由于時空效應,基坑外圍局部土體形成流沙,處理不及時基坑外土體會形成較大的空洞,危及基坑及周圍地下管線和建筑物的安全。

失效滲漏處理對策

(1)首先采用坑外帷幕注漿封堵的施工工藝,先對整體帷幕進行定位,在之前設置好的止水帷幕外側,距離雙軸深攪拌樁約20cm深的位置裝設第1排注漿孔,第2排注漿孔位置設定在與第1排注漿孔相距0.5m位置處,使兩排注漿孔以梅花形排列。在布點這一環節,要在第1排注漿孔上進行注漿,保證注漿管在壓入時保持垂直,且要將注漿壓密,將壓入深度控制在6~8m,進入第4層粘土約0.5m。將水泥漿、水泥、水玻璃按照1∶1的比例進行攪拌,注漿壓力控制在1MPa。

(2)進行坑外管井降壓處理。因開挖時周邊自然環境的影響,可能使水體深入土層,導致土中含有大量水分。當土方挖掘至7m時,坑里及坑外的水頭有較大差距,所以要在坑外加設降壓井,以減少壓力差,降低坑內滲水量,為坑外的注漿封堵工作打好基礎。同時,要對帷幕周邊環境進行隨時觀察,注意濕度變化,進行間歇性抽水,做到少抽多抽,抽水時間要盡量短且高效。一般將降壓井安置在基坑一側的房屋內及房屋西側,井深要大于注漿管深度,一般在10~12m,兩個井之間的距離約為20m左右,以綠豆砂作為井管與井孔之間的濾料。

(3)進行坑外掛網的噴漿封堵。確保坑內掛網噴漿封堵的工作與坑外注漿、降壓工作在同一時間進行。在坑內樁間土掛鋼筋網的建設上,應以直徑8mm的鋼筋為主要建設材料,鋼筋之間的距離控制在15cm,正負差值為5mm,使鋼筋與樁體進行可靠的連接。噴射混凝土的主要材料選用C20,厚度控制在6cm,正負差值要小于5mm。在噴射過程中,先噴射3cm厚的C20混凝土,等第1層噴射層凝固并養護完成后,再進行第2層,即剩余3cm的噴射,同樣待其凝固后進行養護工作。

(4)進行坑內已經密實的混凝土的封堵。要求基底的標高在地下6.8~7m,此處基底層的主要性狀為粉土層,這一類土層的最明顯特征就是滲透率過大,所以要在土方開挖后,以不影響后續的工程開展為前提,在基底層和樁體的交接部位應用密實的混凝土澆筑起一道混凝土隔擋墻,阻擋濕氣、水氣進入,有效完成對坑內滲漏位置的滲透封堵,保證帷幕質量。

(5)防治住宅樓沉降。在發生沉降的住宅樓對應側的地面上進行注漿,對土體進行有效加固,這也是保證止水帷幕防滲漏的重點。同時在各家居民的庭院內加設注漿孔,要求注漿深度為6m,正負差值為0.5m,注漿壓強為0.5MPa。在注漿環節上,將注漿管依次進行拆除,在注漿管的一端注漿孔早在填土范圍中,適當降低注漿壓強,對地面情況進行同步監測。當出現冒漿情況時,觀察人員要立即下令停止注漿。在注漿完成后,要設置沉降檢測點或加裝檢測模塊、設備,在注漿環節及注漿結束后進行必要的檢測。

(6)總結總體施工流程。首先在坑外進行壓密注漿的加固處理,加固順序為先對第1排進行加固,在第1排加固完成并修復后,進行第2排注漿孔的注漿及加固、維護工作。之后在坑外注漿加固的同時,進行坑內掛網噴漿。如果在此期間發現滲漏現象,要及時找出滲漏位置,并應用水泥袋對滲漏點封堵,進行加固工作。最后要在樁體和基底間的連接處進行密實混凝土的澆筑,以形成混凝土擋墻,防止滲漏。

(7)在整個工作完成后要對工程效果進行評估。首先是對地下水位的檢測評估。檢測方法是通過基坑沉降側設置的水位觀測孔進行檢測,檢測基坑外的水位。檢測結果為自開始進行土方挖掘至土方挖掘工程結束,基坑內部滲水沒有間歇的情況。經過保護的基坑外水位始終保持穩定,中間會突然出現可控范圍內的波動,其原因在于自然降水。監測結果表明,對于止水帷幕的處理發揮了應有作用,保證了基坑內的滲透情況不會對基坑外的水位及沉降造成影響。之后進行對房屋沉降現象的監測。監測方法為在沉降側的基坑房屋內,每個房屋設置4個監測點或加設4個監測設備,設備總量為房屋總量的4倍。設置系統在房屋出現沉降現象,在2cm時發出警告,對沉降值進行記錄。從記錄分析,自工程施工至工程結束期間,房屋的總沉降量控制在2cm內,表明施工期間的房屋沉降量較小,變化平緩并逐漸穩定。

施工管理要點

根據工程實踐記錄及分析得出以下結論。

(1)止水帷幕的施工質量受多種因素影響,所以在施工中必須加強質量監控,并對缺陷部位進行及時的維護,確保止水帷幕的有效性。

(2)基坑降水要在帷幕閉合并達到一定強度后進行,避免對攪拌樁質量造成影響。

(3)在止水帷幕失效的情況下,要結合現場情況分析原因后進行處理,確保止水帷幕的安全。

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