轨道交通工程深基坑围护结构渗漏处理的技术分析

轨道交通工程深基坑围护结构渗漏处理的技术分析

1曾涨雨2郭欣

温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司

摘要:笔者结合温州轨道交通工程深基坑施工这一实例,针对深基开挖全程中围护结构不同的渗漏问题的处理技术及其预防手段进行阐述。

关键词:围护结构;渗漏处理;深基坑施工

一、引言

随着国内城市轨道交通建设的快速发展,明挖法施工在城市轨道交通建设中运用得愈来愈普遍。实际上,在进行深基坑开挖施工时,围护结构的施工质量会给整个基坑施工及其附近环境的安全性造成相当直接的影响。但是因施工会受制于多样因素,因此在施工结束后围护结构会出现普遍的渗漏情况,而此类渗漏问题能否得到很好地处理会直接影响到整个施工的安全。

二、工程概况

温州轨道交通某车站选取明挖法进行施工,地下连续墙与内支撑系统相结合一起进行支护,标准段基坑深度分别为16.4m和17.6m,车站基坑最大开挖深度多达18.2m深。此停靠车站位于中心城区旁,附近不仅有砖混结构的民房等民用、公用建筑、立交桥,还有新建的高层建筑,附近环境也会影响到地铁的施工。为了将地铁深基坑施工给附近环境造成的影响降到最低,设计选用了基坑封闭式降水开挖、主体围护落底的手段。设计地连墙为20.5m深、0.8m厚,同时保证嵌入地下强风化泥岩超过2m。

该车站的主要组成部分包括第四系地质和一些冲湖积物与河湖相冲洪积,其下部是砂与砂砾石层、夹化层,上部是粘性土、杂填土、淤泥质土,具备极具代表性的二元结构,地表层通常有杂填土分布,而深度大约为20m的是基岩。车站区域中的孔隙承压水主要储存在第四系全新统冲积分粉质粘土、粉砂互层土、粉土以及砂卵石层中承压水,底板是基岩,含水层顶板是上部粘性土,含水层的厚度通常是30m。整个从上往下透水性由弱变强,颗粒慢慢变粗。实际上地表水和承压水之间有着相当紧密的水力联系,其水位会跟着季节的变化而发生很大的变化。

三、围护结构渗漏处理措施

1渗漏水较小的处理

当出现渗漏的点(面)较小,渗水量不大,经现场判断压力不大时主要采取内侧封堵为主的处理原则。

首先是清除渗漏周边的松散物杂物,清除采取人工利用钻钎清除,清除时严禁向围护结构内侧凿除过深,以防止出现新的渗漏,清除完渗漏周边表面的松散砂土后利用钻钎将渗漏点周边的地连墙表面进行凿毛,凿出15cm—20cm宽度的新鲜混凝土面,然后用快干水泥从渗漏位置边缘向漏水点进行封堵,直至无明显水流渗出。封堵完毕后应加强渗水部位及周边的观察,以防止出现新的渗漏,在对该处完全封闭前严禁封堵位置进行开挖凿除。

2渗漏水较大的处理

当出现渗漏位置漏水量较大且水流压力大,并拌有泥砂渗出而无法完全封堵时,可采取内侧封堵压注水玻璃止砂与设置导流管降压的处理方法。

由于渗漏水量较大,内侧单纯采用快干水泥无法完全封堵时,可采取与前述一样的方法将渗漏水处周边用快硬水泥封堵,待周边水泥达到一定强度后在漏水位置埋设导流管迅速封住漏水位置利用导流管排水减压,同时为了防止外侧泥砂随水流渗出而引起坑外地面沉陷,可在渗漏处塞入棉花进行止砂,待所有位置的快干水泥达到强度后从内侧注入双液浆进行堵砂止水。

3渗水涌砂量大的处理

当围护结构出现大量渗水并拌有大量泥砂涌出时,为确保基坑安全首先应迅速采取反压回填处理,防止出现周边因流砂而沉陷破坏,然后再采取外侧压浆设置隔水围幕及打设降水井降低地下水位的方式进行处理。

在开挖时,一旦围护结构有很多夹杂泥沙涌出的渗水产生,那么就应当马上把抢险救援应急预案启动,组织基坑作业人员撤离,用早强混凝土或者土袋、水泥回填反压渗漏部位,从而保证基坑具有良好的稳定性能。与此同时,要每隔1h安排临测人员监测附近地面沉降、围护结构变形以及钢支撑的轴力,以确保能够全方位地知悉整个围护结构及其附近环境的状态。待基坑反压回填处于稳定状态之后,采用打设降水井和坑外注浆加固的手段处理渗漏水,详细来说,可以分为以下几个步骤。

(1)接缝渗漏位置用混凝土反压后,在地连墙外侧进行注浆处理,注浆孔沿地连墙外侧布置,孔中心距地连墙边0.3m左右,孔间距为0.5m,共布置了5个注浆孔,钻孔深度以低于渗漏位置5m左右为宜。

(2)压浆孔打设完毕后,先从正对渗漏处的压浆孔进行压浆,将压浆管放人渗漏位置以下2m左右,然后利用压浆机向孔内压注纯水泥浆,水泥浆水灰比为1:0.6,初始注浆压力为0.3MPa,在压浆过程中同时注意观察基坑内侧渗流情况,如果水泥浆液从基坑内侧渗出,说明水泥浆液已从渗漏通道渗出,此时浆液更换为1:1的双液浆,以封堵渗漏通道,待压注的浆液从孔顶冒出或是注浆压力上升时至0.8MPa左右时更换至别的压浆孔继续压注,直至完全封堵,在渗漏点外侧形成—道水泥土隔水围幕。

(3)为了降低坑内外水头差,减小水头压力对隔水围幕的压力,消除坑内渗流,在坑外设置降水井,降水井沿渗漏位置周边布置,井中心距渗漏位置不小于5m,以防止在打井过程中的冲击压力对堵漏位置进行破坏,降水井的深度根据需降水的深度经过计算确定。

四、渗漏原因分析及预防应急措施

1渗漏形成的原因

纵观几次产生渗漏水的问题,我们不难发现渗漏问题出现主要归咎于前期围护结构施工质量问题,其中以施工过程中刷壁不够彻底及地连墙接头位置最为突出,最终造成地连墙接缝部位混凝土有加砂存在且密实度不高的情况。在降水开挖时因为坑内外承压水头差比较大,在地连墙接缝处墙体夹砂处被水流击穿以导致渗漏出现。再者就是接缝处加固强度不足,在开挖之前尽管会高压旋喷加固地连墙接缝与转角等止水薄弱处,但是因施工质量不达标,造成接缝处依旧还是会有渗漏情况出现。

2预防措施

(1)加强围护结构的质量控制。主要包括:成槽的深度控制,测量成槽的深度不能只测一个点,要自带测量工具进行多点复测确保地下连续墙深度符合设计要求;加强地连墙连接缝的质量控制,1)加强刷壁控制;2)严格控制垂直度的规定范围内;3)严格控制导管下的深度,必须满足相关规定要求;4)底部砂袋不能回填应严格控制在开挖线5m以下。

(2)对地连墙接缝及转角位置进行加固处理。鉴于基坑为封闭式降水,坑内外水头差较大,为满足安全质量的要求,对于开挖深度大于20m的地段所有转角及地连墙接头位置都要进行旋喷加固,且在加固过程中要严把加固质量。

(3)加强对降水井的监控与管理。1)加强对降水井的保护措施;2)严禁随意封井、废井,对降水井的处理必须经过充分评估影响后方可实施;3)控制降水深度,降水过深坑内外水头压力差会越大,给地连墙的止水压力也越大,应控制降水深度为开挖线下lm一2m即可。

(4)在土方开挖过程中,切不可抱有侥幸心理,发现有涌水时严禁继续开挖,要立即进行反压回填,同时采取坑外注浆加固处理。

(5)需要采取坑外增设减压降水井时,降水井距地连墙的距离须保证在5m以上,以减小打井产生的压力对地连墙缝堵漏位置的破坏。

(6)加强抢险应急物资储备工作,包括水泥、沙袋、小五金、20cm长的小圆木楔、消防水管等,同时对基坑周边可以作为应急回灌水源的闸阀位置的标识工作,一旦需要采取回灌时能迅速找到水源。

5结语

轨道交通某车站处于闹市区时,其附近环境比较繁杂,因此在开挖深基坑的过程中若围护结构发生渗漏,则会导致附近环境与基坑安全受到威胁,特别是在本工程围护结构的渗水均夹杂着很多泥砂渗出。假如没有及时处理,就会发生附近地面沉降的情况,最终会给附近环境安全造成威胁。为了防止问题出现笔者在前文中给出详细的解决方案,从而有效保证在深基坑施工时的安全,以供类似工程施工。

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