李樹平
(南京臨江老城改造建設(shè)投資有限公司,江蘇 南京 210029)
南京長江漫灘區(qū)土層分布具有典型的二元結(jié)構(gòu)分布特征,上部主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土 (常夾薄層粉土) ,其下為厚層的粉砂、粉細(xì)砂,底部為中粗砂混卵礫石和黏性土[1],下伏基巖為浦口組泥質(zhì)粉砂巖,基巖埋深60 m左右。場地地下水劃分為上部潛水和下部承壓水,上部潛水主要分布在填土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層中,水位埋深1.0 m左右,受季節(jié)影響大,潛水含水層滲透系數(shù)較小,具弱透水性,水量不大,對基坑開挖影響較小。下部承壓水水頭高度在地面下4.0 m左右,受長江水位影響,承壓含水層滲透系數(shù)較大,具中等強(qiáng)透水性,地下水很豐富,對深基坑開挖影響大。隨著城市規(guī)模變大,在長江漫灘區(qū)建設(shè)的深大基坑工程中常采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)和止水帷幕,同時兼作地下室外墻。在基坑施工過程中,地下連續(xù)墻常常出現(xiàn)滲漏情況[2],某車站采用明挖順做法施工,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻施工,2007年連續(xù)發(fā)生兩次漏水事故,導(dǎo)致地表單次沉降達(dá)到12.6 cm、11.9 cm,影響了施工進(jìn)度,對周邊環(huán)境造成了較大影響[3]。地下連續(xù)墻接頭部位局部的滲漏問題仍是世界性的技術(shù)難題[4]。文章從設(shè)計、施工等方面分析地下連續(xù)墻滲漏產(chǎn)生的原因,依據(jù)滲漏的原因提出設(shè)計和施工過程中的預(yù)防和補(bǔ)救措施。
地下連續(xù)墻的滲漏原因大致可以歸類為設(shè)計、施工方面及其他原因。
(1) 接頭選型不合理。因為各個單元槽段的連接成為地下連續(xù)墻,所以需要接頭來連接槽段之間。因此,地連墻連接接頭設(shè)計選型直接影響到地連墻的防滲性能。目前,國內(nèi)常見的地下連續(xù)墻接頭形式有鎖口管接頭、工字鋼接頭和十字鋼板接頭,其中鎖口管接頭造價低,但止水效果差;工字鋼接頭和十字鋼板接頭造價高,但止水效果較好。如果地連墻接頭選型不合理直接導(dǎo)致接頭處滲漏水。
圖1 鎖口管接頭示意圖
圖2 工字鋼接頭示意圖
圖3 十字鋼板接頭
(2) 對接頭止水加強(qiáng)處理施工要求不當(dāng)。通常在地連墻接頭處迎土側(cè)設(shè)計二根三重管高壓旋噴樁。之前,受施工機(jī)械設(shè)備性能限制,當(dāng)?shù)剡B墻較深時,切割土體直徑較小,旋噴樁無法達(dá)到設(shè)計要求的直徑,造成接頭止水加強(qiáng)處理效果不好,導(dǎo)致接頭處滲漏水。
(3) 地連墻槽幅設(shè)計不合理。槽幅長施工速度快,型鋼用量少,但由于地連墻槽幅呈長條形,槽壁自穩(wěn)性能差,對于砂性土容易造成槽壁坍塌,產(chǎn)生混凝土中夾泥等質(zhì)量問題,導(dǎo)致地連墻滲漏。
由于地下工程施工工藝仍不完善、從業(yè)人員經(jīng)驗缺乏等因素,仍然保證不了地連墻的抗?jié)B性能,主要原因有:
(1) 由于地下連續(xù)墻槽段呈長條形,槽壁易坍塌,如果護(hù)壁泥漿選擇不當(dāng)、濃度控制不好,在混凝土灌注施工過程中出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象,造成槽段滲漏。
(2) 地下連續(xù)墻鋼筋籠分節(jié)吊裝施工,混凝土灌注等待時間長,易產(chǎn)生槽壁坍塌,混凝土灌注時出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象。
(3) 混凝土澆筑速度與拔導(dǎo)管速度未控制好,導(dǎo)管拔出混凝土澆筑面,造成斷樁,從而產(chǎn)生嚴(yán)重的漏水事故。
(4) 當(dāng)首開幅混凝土澆筑完成拔出反力箱時,會將砂袋或砂包留在槽邊,后續(xù)槽段抓斗成槽時,很難清除槽邊的砂袋或砂包,造成地連墻接頭處滲漏。
(5) 地連墻止?jié){鐵皮在下鋼筋籠時損壞,造成混凝土澆筑時繞流,影響槽段間止水質(zhì)量。
(6) 旋噴樁對施工要求高,現(xiàn)場施工未達(dá)到要求,導(dǎo)致槽段接頭處漏水。
(7) 用于基坑支護(hù)的地下連續(xù)墻通常有很高的配筋率,鋼筋密集,并經(jīng)常配備大量連接主體結(jié)構(gòu)的接駁器,混凝土澆筑導(dǎo)管的布置和提升速度不合理、混凝土坍落度過小,導(dǎo)致地下連續(xù)墻混凝土出現(xiàn)澆注不密實的區(qū)域。
(8) 施工單位圖省事,地連墻成槽施工時只挖一個泥漿池,又不及時清渣,泥漿池中砂粒又回到地連墻施工槽中,造成沉渣過大。雖然地連墻中預(yù)埋注漿管,對地連墻墻趾進(jìn)行注漿加固,但一般效果不佳,造成地連墻不均勻沉降,接頭處漏水。
(1) 基坑開挖過程中,地下連續(xù)墻會產(chǎn)生一定的變形,尤其是挖土操作不規(guī)范會產(chǎn)生較大的變形,造成地連墻槽段間錯位滲漏。
(2) 由于勘察工作是以點代面,很難查明地下孤石、木樁等障礙物,使地下連續(xù)墻成槽困難,地連墻的質(zhì)量很難保證。
(1) 設(shè)計人員需根據(jù)具體工程基坑挖深、周邊環(huán)境、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,科學(xué)合理的選擇接頭形式。對于地下水豐富場地,必須選擇止水效果好的工字鋼接頭和十字鋼板接頭,并避免槽段過長。
(2) 地連墻接頭止水加強(qiáng)處理采用效果好的超高壓旋噴樁施工工藝 (RJP) 或全方位超高壓噴射工藝 (RJS) ,噴漿壓力能達(dá)到40 MPa以上,且能二次切割,形成的旋噴樁直徑>2.0 m。
(1) 地下連續(xù)墻底部的工作要徹底。在清理底部時,每斗的尺子量不應(yīng)超過15 cm,以清除底部泥塊,防止泥塊在砼中造成夾心現(xiàn)象,造成地下連續(xù)墻滲漏。
(2) 槽段的接頭部分應(yīng)該擁有良好的防滲性和完整性。接頭的地方不應(yīng)該有夾泥。施工時必須使用專用的接頭刷。上下刷多次,直到接頭沒有泥漿為止。
(3) 對泥漿的嚴(yán)格管理,要堅決廢棄比例、黏度、含砂率超標(biāo)的泥漿,預(yù)防因泥漿造成砼澆筑時出現(xiàn)夾層現(xiàn)象。
(4) 鋼筋籠露筋會成為滲漏水的通道。為了防止鋼筋籠露筋,鋼筋籠保護(hù)塊有足夠的強(qiáng)度、厚度、數(shù)量,當(dāng)鋼籠懸浮在槽內(nèi)時,首先面向中間溝壁的中心,以避免擠壓保護(hù)塊。同時,當(dāng)鋼筋籠下放不順時,不得強(qiáng)迫其釋放,以防止露筋。
(5) 砼澆筑時,防止槽壁倒塌。鋼筋籠下放到位后,大型機(jī)械不能在周邊行走,以免造成槽壁土體震動。
(6) 確?;炷恋馁|(zhì)量符合設(shè)計要求。砼澆筑時,嚴(yán)格控制埋入砼中的管道深度,并對混凝土澆筑進(jìn)行記錄。完全不容許發(fā)生導(dǎo)管拔空出現(xiàn)混凝土斷層夾泥的現(xiàn)象。如果萬一拔空導(dǎo)管,應(yīng)當(dāng)馬上測量砼面標(biāo)高,將砼面的淤泥吸走,接著從頭開管澆筑砼。開管后應(yīng)將導(dǎo)管向下插入原砼面下1 m左右。在混凝土澆筑過程中,應(yīng)經(jīng)常將導(dǎo)管提放,作為振動混凝土,使混凝土緊湊,防止蜂窩和孔洞的出現(xiàn)。
在基坑開挖經(jīng)過中,發(fā)覺地下連續(xù)墻有輕微滲水現(xiàn)象,當(dāng)墻是濕的和少量的水流動時,首先可以找到泄漏點,對漏水點采用注漿 (超細(xì)水泥、水玻璃雙液漿) 封閉的方法實行解決。堵漏的主要方法:
(1) 將漏點處用鐵釬和榔頭鑿開,鑿成“V”形槽,深度50~100 mm。
(2) 用鋼絲刷和抹布將鑿開處清洗干凈。
(3) 在鑿開的漏點處放上麻絲和引流管。引流管的多少根據(jù)漏點的長度而定,但無論漏點多小要放兩根引流管。
(4) 將雙快水泥用適量的水調(diào)均勻,揉到面條狀,抹到漏點處,外表要抹的平整,絕對不能有蜂窩眼。
(5) 待抹到漏點處的雙快水泥達(dá)到強(qiáng)度 (一般24 h) 后,再用SL-500高壓注膠機(jī)從引流管向里灌注SL-669型聚氨酯最好。
(1) 若地下連續(xù)墻大量漏水,形成施工困難,但無泥砂帶出,且對周邊影響不大,可采用“引流—修補(bǔ)”方法,即在滲漏較嚴(yán)重的部位,首先在地連墻上水平打入一根鋼管,內(nèi)徑20~32 mm,使其進(jìn)入支護(hù)墻體進(jìn)入墻背土體內(nèi),從而將水從管中抽出,然后用防水混凝土或高標(biāo)號砂漿對管邊圍護(hù)墻的薄弱部分進(jìn)行修復(fù)和密封,或使用超細(xì)水泥—水玻璃雙液漿注漿,將漏洞封堵住后,然后關(guān)閉鋼管出入口。
(2) 若地下連續(xù)墻漏水量較大,而且水中帶砂,可采用“引流—封堵”方法,即先在涌水點處塞填棉絮,插入引流管,再于引流管周圍壓填高標(biāo)號快干水泥 (加水玻璃)。如果水流大,無法塞填時,可以在塞填棉絮前先設(shè)置抵擋物,也可先在漏水點外側(cè)地面打井臨時抽水,待漏水量減小后再進(jìn)行封堵,封堵成功后水井停止抽水。
(3) 若地下連續(xù)墻漏水量很大,水中帶砂嚴(yán)重,地面出現(xiàn)塌陷,應(yīng)采用“坑內(nèi)反壓—坑外注漿”方法。即先在坑內(nèi)對漏水處用黏性土回填反壓,必要時用砼反壓,先控制險情。再于地面漏水附近采用壓密注漿或高壓噴射注漿或深攪樁方法修補(bǔ)止水帷幕。
(1) 地下連續(xù)墻滲漏的主要原因是設(shè)計、施工,其中接頭連接方式和接頭部位的加強(qiáng)處理對地下連續(xù)墻的滲漏起到非常重要的影響。
(2) 地下連續(xù)墻防滲以滲漏的來源進(jìn)行預(yù)防,設(shè)計預(yù)防措施主要是針對不同的地質(zhì)條件選擇合理的接頭處理方案,提出合理的施工要求;施工預(yù)防措施主要是保證接頭的質(zhì)量、側(cè)壁土體的穩(wěn)定以及混凝土澆筑質(zhì)量等。
(3) 當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻滲水量較小時可采用注超細(xì)水泥、水玻璃雙液漿堵漏方法;當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻滲水量較大,但不帶泥砂時,可采用“引流—修補(bǔ)”方法;當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻滲水量較大,且?guī)嗌皶r,可采用“引流—封堵”方法;當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻漏水量很大,水中帶砂嚴(yán)重時,應(yīng)采用“坑內(nèi)反壓—坑外注漿”堵漏方法。