深基坑圍護(hù)樁滲漏原因分析及應(yīng)對(duì)措施

深基坑圍護(hù)樁滲漏原因分析及應(yīng)對(duì)措施城市高層建筑基坑圍護(hù)工程滲漏問題，是施工中經(jīng)常碰到的問題。本文根據(jù)自己長(zhǎng)期基坑圍護(hù)工程滲漏等質(zhì)量通病的治理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合某項(xiàng)目基坑圍護(hù)工程滲漏問題，對(duì)高層建筑深基坑圍護(hù)工程中止水失效情況、失效原因和堵漏措施進(jìn)行了分析和處理。標(biāo)簽：深基坑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；引水堵漏；注漿前言：長(zhǎng)江中下游地區(qū)土地肥沃、河道縱橫、人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城市地層以粉質(zhì)粘土、粉土層為主，地下水極為豐富，地下水埋深通常在0.5～1m之間。隨著城市高樓建筑越建越高，深基坑支護(hù)與施工也成為基礎(chǔ)工程的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本地區(qū)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)大多采用鉆孔灌注樁加混凝土支撐型式，止水工程通常采用高壓旋噴樁和水泥深層攪拌樁等。由于城市地下水位高，深基坑止水帷幕承受的水壓特別大，如果基坑圍護(hù)一旦出現(xiàn)止水帷幕不連續(xù)等止水方案設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量缺陷問題，導(dǎo)致基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水，不僅影響地下土建施工，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)地下各種管線變形損壞，道路、建筑物坍塌等災(zāi)難。因此，加強(qiáng)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏問題與堵漏技術(shù)研究，對(duì)高層建筑的安全質(zhì)量有著非常重要的意義。1深基坑圍護(hù)工程1.1工程概況該項(xiàng)目地處繁華地段，場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜，三面為城市主干道，有地下市政管道，一面為醫(yī)院，有兩棟四層門診樓和兩棟5層住院樓，基坑呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)×寬約157m×79m。工程分主樓和裙樓兩部分，地下室2層，最大開挖深度裙樓11m，主樓12m。1.2地質(zhì)水文情況基坑深度范圍內(nèi)0～-1.5m為填土、雜填土；-1.5～-4.2m為粉土；-4.2m～-5.6m為粉質(zhì)粘土；-5.6m～-11.1m為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；-11.1m～-12.0m為粘土；-12.0m～-12.7m粉細(xì)砂；-12.7m以下為粘土。地下水穩(wěn)定水位在地面下1.05～3.18m，年變化幅度為0.5～1.0m。1.3支護(hù)設(shè)計(jì)方案結(jié)合場(chǎng)地周邊環(huán)境及地質(zhì)條件，本基坑采用鉆孔灌注樁加支錨的支護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)樁外側(cè)采用深層攪拌樁對(duì)基坑進(jìn)行止水，采用管井加明溝的方式進(jìn)行地下水處理。設(shè)計(jì)參數(shù)如下：圍護(hù)樁：采用混凝土灌注樁，樁徑800mm，樁間距1100mm。頂部設(shè)冠梁，樁和梁混凝土強(qiáng)度均為C30，樁間土采用掛鋼筋網(wǎng)片噴漿處理。支撐體系：第一道支撐為鋼筋混凝土支撐，支撐間距10m，第二道為錨桿，錨桿主筋采用φ32的三級(jí)鋼筋，水平間距1100mm；止水帷幕：采用單排水泥深層攪樁，樁徑500mm，樁間距350mm，水泥摻入比18%，進(jìn)入第6層粘土層的深度不小于0.5m；基坑降水：基坑內(nèi)采用管井降水，基坑四周采用明溝加集水井排水。2基坑土方開挖及止水失效情況在開挖基坑西南側(cè)第二層土方時(shí)，出現(xiàn)樁間漏水現(xiàn)象。經(jīng)過緊急處理，漏水情況得到了有效控制，但是支護(hù)結(jié)構(gòu)存在的質(zhì)量問題也暴漏了出來。隨著土方開挖的逐步推進(jìn)，經(jīng)過對(duì)所暴漏灌注樁與止水樁的檢查，從樁位和數(shù)量來看，無漏樁和廢樁，變形觀測(cè)未發(fā)現(xiàn)有明顯位移，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是安全穩(wěn)定的。但是，有的圍護(hù)樁的垂直度和樁間偏差較大，依然有多處樁間漏水現(xiàn)象出現(xiàn)，基坑止水帷幕失效。3基坑止水失效原因分析經(jīng)建設(shè)各方以及專家根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，對(duì)水泥深層攪拌樁施工、坑內(nèi)降水的全過程進(jìn)行檢測(cè)和詳細(xì)分析，最終認(rèn)定造成基坑止水帷幕失效的主要原因有：3.1止水樁在施工過程中對(duì)樁的垂直度控制不嚴(yán)，導(dǎo)致樁的垂直度產(chǎn)生較大偏差，使樁的間距變得不均勻，影響樁之間的整體防滲質(zhì)量，導(dǎo)致出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。3.2水泥深層攪拌樁質(zhì)量影響對(duì)深攪樁采取了取芯檢測(cè)，取芯顯示部分深攪樁在五層承壓水土層處成樁質(zhì)量較差，未完全穿透承壓土層，其他土層成樁質(zhì)量較好。原因是為了趕工期，止水帷幕施工完成后立即開始了大面積的坑內(nèi)抽水，降水深度和速度均過快，造成五層的承壓水在水平向快速流動(dòng)，將尚未形成強(qiáng)度的水泥漿沖走稀釋，造成了在該深度攪拌樁成樁質(zhì)量差，影響了水泥攪拌樁的防滲效果，造成漏水。3.3止水樁與支護(hù)樁的設(shè)計(jì)過于理想化，沒有充分考慮施工偏差，使得止水樁未能有效封閉支護(hù)樁的間隙，形成了支護(hù)樁間漏水的通道。3.4止水樁與支護(hù)樁的施工未能嚴(yán)格按照施工工藝交替進(jìn)行，止水樁與支護(hù)樁之間的施工時(shí)間間隔過長(zhǎng)，造成止水樁與支護(hù)樁未能相切彌合而形成縫隙，成為漏水的通道。3.5基坑降水速度過快為了趕工期，降水深度和速度均過快?；油獾撵o水壓力很大，基坑挖土后，周圍水壓力和土壓力增大，支護(hù)樁側(cè)向荷載增大，導(dǎo)致止水樁和支護(hù)樁發(fā)生撓曲變形，從而使止水樁和支護(hù)樁之間產(chǎn)生縫隙，形成漏水通道。4止水失效堵漏處理措施4.1處理措施選擇根據(jù)基坑漏水原因分析，結(jié)合工程地質(zhì)條件和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定采用“雙液注漿引水堵漏法”進(jìn)行處理。雙液注漿具有凝固速度快，強(qiáng)度提高快，對(duì)地下水無污染，可連續(xù)作業(yè)的特點(diǎn)，被廣泛采用。（1）雙液注漿堵漏方法。使用水泥漿-水玻璃漿液作為注漿材料，將水泥、水玻璃分別配成兩種漿液，并按一定的比例，用兩臺(tái)注漿泵，通過同一注漿管，在滲漏的地基土中同一深度交替注入兩種漿液（即“單管雙液”注漿法），自下而上分層注漿堵漏。（2）注漿法堵漏的機(jī)理。通常認(rèn)為注漿法堵漏有兩種作用機(jī)理，第一種作用機(jī)理是劈裂作用機(jī)理。即高壓漿液，克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，使土層沿垂直于小主應(yīng)力的平面上發(fā)生劈裂。高壓水泥漿作為堵漏主材料，在高泵壓的作用下，水泥漿將突破最薄弱部位的地基土，或沿著已經(jīng)開路的滲漏縫隙滲流。由于通道打開了，隨后泵送的水玻璃也將沿著相同的滲流路徑滲流，追隨水泥漿，促使水泥漿迅速凝固，達(dá)到堵塞滲流通道的目的。第二種機(jī)理是漿泡作用機(jī)理。即水泥漿在高泵壓的作用下，使土體壓縮，形成類似氣球的漿泡，緊靠漿泡周圍的土體受到嚴(yán)重破壞和剪切，形成塑性變形區(qū)，土體密度因擾動(dòng)而減小，卻因注入水泥漿而加固；離漿泡較遠(yuǎn)的周圍土體，發(fā)生彈性變性，土體密度明顯增加，變得更加密實(shí)，滲透能力因而降低了，達(dá)到提高地基土的承載力和阻止?jié)B漏的目的。4.2注漿引水堵漏工藝堵漏工作分引水堵漏和雙液注漿兩階段施工：（1）引水堵漏用麻袋或棉絮將支護(hù)樁間漏水部位填塞密實(shí)，阻止泥沙流失，起到濾水的作用。將漏水位置兩側(cè)支護(hù)樁表面的泥土和雜質(zhì)清理干凈，露出混凝土面，封堵漏水點(diǎn)。漏水縫隙較小時(shí)，使用速凝水泥拌制混凝土，封堵縫隙；漏水縫隙較大時(shí)，則使用速凝水泥砂漿砌磚墻封堵縫隙，磚墻厚度視漏水縫隙大小而定。封堵時(shí)在縫隙中合適位置安放導(dǎo)水管，堵漏后讓清水通過導(dǎo)水管流出，以減小水壓。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，封堵效果較好，但導(dǎo)水管周邊仍有少量滲水。（2）注漿范圍及注漿孔布置為保證基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)漏水位置周邊范圍形成完整止水帷幕，基坑引水堵漏的同時(shí)，在基坑圍護(hù)止水帷幕外布置注漿孔，以滲漏點(diǎn)為中心，大約1m范圍，注漿孔平面中心距控制在0.5m以內(nèi)，排間距不大于25cm，呈梅花形布置。注漿孔深度不超過圍護(hù)止水帷幕深度，也不少于開挖面以下2m。（3）鉆孔在基坑頂部滲漏點(diǎn)對(duì)應(yīng)止水樁的外側(cè)鉆孔，成孔后插入直徑φ30×2.5的注漿管到孔底，用清水洗孔。成孔深度超過滲漏點(diǎn)1米。配置漿料。注漿材料采用P.O32.5普硅水泥和水玻璃雙液漿，水泥漿水灰比1：1，水玻璃濃度為25波美度，水泥漿與水玻璃體積比1：0.5。（4）注漿注漿管選用優(yōu)質(zhì)普通無縫鋼管，在孔口進(jìn)行Y型連接，兩種漿液分罐攪拌，注漿時(shí)用兩個(gè)泵分別壓漿，注漿壓力0.2～0.4MPa，注漿量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。注漿需要注意順序，注漿順序的原則是：①由外而內(nèi)，即先施工遠(yuǎn)離滲漏點(diǎn)的注漿孔，后施工靠近滲漏點(diǎn)的注漿孔。由內(nèi)而外的目的是先形成止水帷幕，后在帷幕內(nèi)注漿保證堵漏效果。②間隔跳躍，即完成一個(gè)注漿孔后，要遠(yuǎn)離剛施工完成的孔位施工注漿孔，避免穿孔跑漿。注漿過程中，需要經(jīng)常觀察注漿量、注漿壓力和周圍地表以及基坑內(nèi)冒漿的情況，當(dāng)發(fā)生竄漿時(shí)應(yīng)停止注漿，待漿液初凝后繼續(xù)注漿，達(dá)到設(shè)計(jì)壓力或注漿量后，終止注漿。在注漿量很少和注漿壓力很小的情況下出現(xiàn)冒漿，應(yīng)該在一個(gè)注漿回次完成后，停穩(wěn)15～30min后再次注漿，直到注漿量達(dá)到要求為止。（5）注漿完畢后，將雙液注漿管沖洗干凈全部收回，對(duì)注漿孔及時(shí)進(jìn)行密封。需經(jīng)過24h以上的養(yǎng)護(hù)后，經(jīng)檢測(cè)符合要求后，方可重新開挖基坑土方。經(jīng)過雙液注漿封堵滲漏通道，滲漏點(diǎn)全部被堵住，且保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，取得了良好的施工效果。5結(jié)束語(yǔ)高層建筑深基坑圍護(hù)施工復(fù)雜，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)難免會(huì)發(fā)生局部滲漏，深基坑圍護(hù)必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求、圍護(hù)深度、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等有針對(duì)性地制定施工方案，基坑開挖前需統(tǒng)籌安排施工流程，制定應(yīng)急預(yù)案，并備好搶險(xiǎn)材料，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取有效措施堵漏。堵漏前應(yīng)先分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)材質(zhì)，滲漏位置和嚴(yán)重程度，采取有針對(duì)性的堵漏措施，做到有效堵漏。本項(xiàng)目樁間漏水處采取“雙液注漿引水堵漏法”應(yīng)急處理措施，取得了良好的止水效果，此止水工法可在類似深