深基坑止水帷幕失效原因分析及滲漏處理

王瑞軍

（徐州基樁工程公司，江蘇徐州221004）

深基坑止水帷幕失效原因分析及滲漏處理

王瑞軍*

（徐州基樁工程公司，江蘇徐州221004）

深基坑止水帷幕是控制地下水涌入的重要措施之一，止水帷幕是否有效，直接關(guān)系到整個基坑工程的安全，一旦止水帷幕出現(xiàn)大規(guī)模的滲漏，勢必影響到基坑體系的安全，同時危及基坑周邊建筑物、地下管線、道路等市政設(shè)施。結(jié)合某地下車庫基坑工程實(shí)例，從施工工藝、水文地質(zhì)條件等方面對深基坑止水帷幕失效的原因進(jìn)行了詳細(xì)的診斷分析，提出了有針對性的止水帷幕綜合處理措施。基坑監(jiān)測表明，基坑再未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，處理效果良好。

深基坑；止水帷幕；滲漏處理

1　概述

止水帷幕是深基坑工程地下水控制的主要技術(shù)措施。止水帷幕是否可靠、有效，直接關(guān)系到整個基坑工程的安全。但在實(shí)際工程中，因止水方案選擇不當(dāng)、對地質(zhì)情況調(diào)查不充分、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因，止水帷幕失效的情況常有發(fā)生，導(dǎo)致了很多基坑工程事故。因此探討和研究深基坑止水帷幕失效原因和處理方法具有十分重要的意義。

2　工程概況

2.1基坑周邊概況

該工程基坑地下一層，基坑呈“凹”字形，長邊×短邊約為80m×60m，最大開挖深度6m。本基坑西側(cè)為二層磚混民房，最近處距離基坑約2.0m，均為20世紀(jì)70年代末期所建，施工質(zhì)量較差；南、北側(cè)均為在建住宅，基坑施工場地狹窄；東側(cè)基坑邊2m處為綠化帶?；又苓吘?0世紀(jì)70年代末期市政管網(wǎng)，年久失修，遇季節(jié)性大雨均不能發(fā)揮有效作用。

2.2工程地質(zhì)及水文條件

2.2.1工程地質(zhì)概況（見表1）

2.2.2水文狀況

表1　基坑土質(zhì)分部及構(gòu)成概況

場地范圍內(nèi)地下水主要有第四系孔隙承壓水及基巖裂隙巖溶水2種類型?？紫冻袎核x存于層3粉土及層5粉土中，承壓水頭高度約為地表下3～4m，基巖裂隙巖溶水賦存于層9中風(fēng)化石灰?guī)r中，各含水層以其間的粘性土層為相對隔水層。

根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，場地水位隨季節(jié)變化明顯，雨季地下水位迅速上升，雨季結(jié)束則逐漸回落，地下水年變化幅度2m左右，近年最高水位埋深接近自然地面。

場地基巖裂隙巖溶水埋藏深，對本次基坑施工基本無影響。

2.3支護(hù)設(shè)計方案

結(jié)合場地周邊環(huán)境及地質(zhì)條件，確定本工程西側(cè)基坑側(cè)壁安全等級為一級，重要性系數(shù)取1.1，其它側(cè)基坑側(cè)壁安全等級為三級，重要性系數(shù)取0.9。故針對西側(cè)采用灌注樁加止水帷幕的組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計參數(shù)如下：

（1）圍護(hù)樁：采用?800mm＠1400灌注樁；

（2）止水帷幕：采用單排?700mm＠500雙軸深攪樁，水泥摻量15%，進(jìn)入第4層隔水粘土層的深度不小于1.5m；

（3）基坑降水：基坑內(nèi)采用輕型井點(diǎn)+管井降水。支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面見圖1。

圖1　支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖

3　止水帷幕失效分析

3.1失效情況

基坑土方開挖前，基坑內(nèi)部降水井開始抽水，坑外（西側(cè)）觀測水位有明顯的下降；在坑內(nèi)停止抽水后，坑外（西側(cè)）觀測水位有同步的回升，這說明基坑內(nèi)外地下水相通。同時基底標(biāo)高正好處于3層粉土，土方分段開挖到-6.8m時，出現(xiàn)滲漏點(diǎn)，止水帷幕失效。

3.2原因分析

經(jīng)參建各方與專家組多方研究，對深攪樁進(jìn)行取芯觀測，對深攪樁施工、坑內(nèi)降水情況進(jìn)行全面的分析，得出原因如下：

（1）施工當(dāng)中對止水帷幕冷接頭處理不當(dāng)，局部出現(xiàn)未封閉情況。

（2）取芯顯示深攪樁在3層粉土部位成樁質(zhì)量較差。原因是趕工期，深攪樁施工剛完成，基坑即進(jìn)行大面積的降水，降水速度過快，造成3層粉土中所含水的水平流動，將未來得及形成強(qiáng)度的水泥漿沖走稀釋，造成在該部位深攪樁成樁質(zhì)量差或不成樁。

（3）該區(qū)段采用排樁+單排雙軸深攪樁止水帷幕，帷幕剛完成即進(jìn)行大面積土方開挖，懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)短期內(nèi)發(fā)生較大的側(cè)向位移對深攪樁樁身造成一定的損傷，局部樁身完整性較差。

4　處理措施

4.1坑外帷幕注漿封堵

（1）定位。在原止水帷幕的外側(cè)，距離雙軸深攪樁0.2m的部位布置第一排注漿孔，第二排注漿孔距離第一排0.5m，兩排孔成梅花型布置。

（2）布點(diǎn)。在第一排注漿孔部位進(jìn)行壓密注漿，壓入注漿管必須垂直，壓入深度7m，進(jìn)入第四層粘土約0.5m。

（3）注漿。攪拌水泥漿：水泥∶水玻璃為1∶1，注漿壓力1.0MPa。

4.2坑外管井降壓

因開挖正處雨季，土體含水量很大，土方開挖到-6.8m，坑內(nèi)外水頭差較大，因此在坑外布置降壓井，降低滲水量，給坑外的注漿封堵創(chuàng)造條件。同時時刻觀測周邊環(huán)境的變化，間歇性抽水，抽水時間不宜過長。降壓井布置在基坑西側(cè)房屋之間以及房子的西側(cè)。井深12m，井點(diǎn)間距20m，井管與井孔之間采用綠豆砂作為濾料。

4.3坑內(nèi)掛網(wǎng)噴漿封堵

坑外注漿、降壓的同時，坑內(nèi)的掛網(wǎng)噴漿封堵同步進(jìn)行。

（1）坑內(nèi)樁間土掛鋼筋網(wǎng)，采用?8mm鋼筋，間距150mm，并與樁體可靠連接。

（2）噴射混凝土采用C20，厚度60mm。先噴30mm厚，待第一層混凝土經(jīng)過養(yǎng)護(hù)終凝后再噴射第二層。

4.4坑內(nèi)密實(shí)混凝土封堵

基底標(biāo)高為-6.8m，且處于粉土層，滲透系數(shù)大，因此在土方開挖完成且不影響后續(xù)施工的前提下，在基底與排樁交接處采用密實(shí)混凝土澆筑一道混凝土擋墻，形成在坑內(nèi)對滲漏點(diǎn)的有效封堵。

4.5阻止西側(cè)住宅樓繼續(xù)沉降

（1）在住宅東側(cè)庭院地面進(jìn)行注漿，加固土體（以止水帷幕不漏水的前提）。

（2）每戶居民小院內(nèi)布設(shè)壓密注漿點(diǎn)，注漿深度：5～7m，注漿壓力：0.5MPa，水灰比：1.0。

（3）注漿過程中，依次拆除注漿管；當(dāng)注漿管端部出漿眼位于雜填土范圍內(nèi)時，減小注漿壓力，并嚴(yán)密觀測地面有無冒漿，如有及時停止注漿。

（4）院內(nèi)布房屋沉降監(jiān)測點(diǎn)，在注漿的過程中加強(qiáng)監(jiān)測。

5　施工流程

（1）坑外壓密注漿加固，先加固第一排，第一排完成后進(jìn)行第二排注漿加固。

（2）坑外注漿加固的同時，坑內(nèi)掛網(wǎng)噴漿及時跟進(jìn)。在加固過程中如遇到滲漏點(diǎn)，對滲漏點(diǎn)采用水泥袋等塞堵，強(qiáng)行加固。

（3）及時在排樁與基底交接處澆筑密實(shí)混凝土擋墻。

6　處理效果評價

6.1地下水位監(jiān)測

針對基坑西側(cè)布置3個水位觀測孔，對基坑外水位進(jìn)行觀測，水位觀測圖見圖2。

從圖2看出，從6月初土方開挖到7月底地下室施工結(jié)束，盡管基坑內(nèi)部降水未中斷，但是基坑外水位基本保持穩(wěn)定。個別時間點(diǎn)因降水影響水位發(fā)生一定的起伏。

說明經(jīng)修補(bǔ)后的止水帷幕發(fā)揮了作用，基坑內(nèi)降水未造成坑外水位的大幅變化。

6.2房屋沉降觀測

基坑西側(cè)有4棟房屋（由北向南分別為：1#樓、2#樓、3#樓、4#樓），每棟布置4個監(jiān)測點(diǎn)，共布置16個。沉降報警值為20mm?；游鱾?cè)淺基礎(chǔ)房屋沉降觀測平均值見圖3。

從圖3可以看出，從6月初土方開挖到7月底地下室施工結(jié)束，房屋累計沉降量小于18mm。表明在基坑降水、土方開挖整個過程中，房屋沉降變化平緩而且逐漸趨于穩(wěn)定。

7　結(jié)束語

圖2　水位觀測圖

圖3　房屋沉降觀測圖

本文在分析了地下車庫基坑場地地下水的分布及降水對環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，成功解決了基坑止水帷幕失效的問題，通過這一實(shí)例得到以下幾點(diǎn)啟示：

（1）深攪樁止水帷幕作為一項(xiàng)隱蔽工程，其施工質(zhì)量受機(jī)具、施工工藝、施工人員責(zé)任心等多種因素影響，因此必須加強(qiáng)施工全過程的質(zhì)量控制與檢測，如不符合設(shè)計要求應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施，確保止水帷幕的有效性。

（2）基坑大面積降水必須在止水帷幕封閉且具有初期強(qiáng)度后進(jìn)行，避免因降水而引起的地下水尤其是承壓水流速過大，使得攪拌樁水泥漿被稀釋而造成樁質(zhì)量差或不成樁。

（3）針對基坑止水帷幕失效的情況，應(yīng)在詳細(xì)分析失效原因的基礎(chǔ)上，結(jié)合場地土層及地下水的特性有針對性地制定處理措施，使止水帷幕的處理做到安全、經(jīng)濟(jì)、有效。

［1］JGJ120-2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］YB9258-97建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］余志成，施文華.深基坑支護(hù)設(shè)計與施工［M］.中國建筑工業(yè)出版社.

TU46

B

1004-5716（2016）06-0198-03

2015-06-02

2015-06-03

王瑞軍（1984-），男（漢族），山西晉中人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程技術(shù)工作。