李樹平
(南京臨江老城改造建設投資有限公司,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構分布特征,上部主要為淤泥質粉質黏土 (常夾薄層粉土) ,其下為厚層的粉砂、粉細砂,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、淤泥質粉質黏土層中,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較大,具中等強透水性,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)建設的深大基坑工程中常采用地下連續(xù)墻作為支護結構和止水帷幕,同時兼作地下室外墻。在基坑施工過程中,地下連續(xù)墻常常出現滲漏情況[2],某車站采用明挖順做法施工,圍護結構采用地下連續(xù)墻施工,2007年連續(xù)發(fā)生兩次漏水事故,導致地表單次沉降達到12.6 cm、11.9 cm,影響了施工進度,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難題[4]。文章從設計、施工等方面分析地下連續(xù)墻滲漏產生的原因,依據滲漏的原因提出設計和施工過程中的預防和補救措施。
地下連續(xù)墻的滲漏原因大致可以歸類為設計、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,地連墻連接接頭設計選型直接影響到地連墻的防滲性能。目前,國內常見的地下連續(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) 對接頭止水加強處理施工要求不當。通常在地連墻接頭處迎土側設計二根三重管高壓旋噴樁。之前,受施工機械設備性能限制,當地連墻較深時,切割土體直徑較小,旋噴樁無法達到設計要求的直徑,造成接頭止水加強處理效果不好,導致接頭處滲漏水。
(3) 地連墻槽幅設計不合理。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,產生混凝土中夾泥等質量問題,導致地連墻滲漏。
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,如果護壁泥漿選擇不當、濃度控制不好,在混凝土灌注施工過程中出現夾泥現象,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,易產生槽壁坍塌,混凝土灌注時出現夾泥現象。
(3) 混凝土澆筑速度與拔導管速度未控制好,導管拔出混凝土澆筑面,造成斷樁,從而產生嚴重的漏水事故。
(4) 當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,影響槽段間止水質量。
(6) 旋噴樁對施工要求高,現場施工未達到要求,導致槽段接頭處漏水。
(7) 用于基坑支護的地下連續(xù)墻通常有很高的配筋率,鋼筋密集,并經常配備大量連接主體結構的接駁器,混凝土澆筑導管的布置和提升速度不合理、混凝土坍落度過小,導致地下連續(xù)墻混凝土出現澆注不密實的區(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。雖然地連墻中預埋注漿管,對地連墻墻趾進行注漿加固,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)墻會產生一定的變形,尤其是挖土操作不規(guī)范會產生較大的變形,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,地連墻的質量很難保證。
(1) 設計人員需根據具體工程基坑挖深、周邊環(huán)境、工程地質和水文地質條件,科學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,每斗的尺子量不應超過15 cm,以清除底部泥塊,防止泥塊在砼中造成夾心現象,造成地下連續(xù)墻滲漏。
(2) 槽段的接頭部分應該擁有良好的防滲性和完整性。接頭的地方不應該有夾泥。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) 對泥漿的嚴格管理,要堅決廢棄比例、黏度、含砂率超標的泥漿,預防因泥漿造成砼澆筑時出現夾層現象。
(4) 鋼筋籠露筋會成為滲漏水的通道。為了防止鋼筋籠露筋,鋼筋籠保護塊有足夠的強度、厚度、數量,當鋼籠懸浮在槽內時,首先面向中間溝壁的中心,以避免擠壓保護塊。同時,當鋼筋籠下放不順時,不得強迫其釋放,以防止露筋。
(5) 砼澆筑時,防止槽壁倒塌。鋼筋籠下放到位后,大型機械不能在周邊行走,以免造成槽壁土體震動。
(6) 確?;炷恋馁|量符合設計要求。砼澆筑時,嚴格控制埋入砼中的管道深度,并對混凝土澆筑進行記錄。完全不容許發(fā)生導管拔空出現混凝土斷層夾泥的現象。如果萬一拔空導管,應當馬上測量砼面標高,將砼面的淤泥吸走,接著從頭開管澆筑砼。開管后應將導管向下插入原砼面下1 m左右。在混凝土澆筑過程中,應經常將導管提放,作為振動混凝土,使混凝土緊湊,防止蜂窩和孔洞的出現。
在基坑開挖經過中,發(fā)覺地下連續(xù)墻有輕微滲水現象,當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到強度 (一般24 h) 后,再用SL-500高壓注膠機從引流管向里灌注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”方法,即在滲漏較嚴重的部位,首先在地連墻上水平打入一根鋼管,內徑20~32 mm,使其進入支護墻體進入墻背土體內,從而將水從管中抽出,然后用防水混凝土或高標號砂漿對管邊圍護墻的薄弱部分進行修復和密封,或使用超細水泥—水玻璃雙液漿注漿,將漏洞封堵住后,然后關閉鋼管出入口。
(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置抵擋物,也可先在漏水點外側地面打井臨時抽水,待漏水量減小后再進行封堵,封堵成功后水井停止抽水。
(3) 若地下連續(xù)墻漏水量很大,水中帶砂嚴重,地面出現塌陷,應采用“坑內反壓—坑外注漿”方法。即先在坑內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止水帷幕。
(1) 地下連續(xù)墻滲漏的主要原因是設計、施工,其中接頭連接方式和接頭部位的加強處理對地下連續(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行預防,設計預防措施主要是針對不同的地質條件選擇合理的接頭處理方案,提出合理的施工要求;施工預防措施主要是保證接頭的質量、側壁土體的穩(wěn)定以及混凝土澆筑質量等。
(3) 當地下連續(xù)墻滲水量較小時可采用注超細水泥、水玻璃雙液漿堵漏方法;當地下連續(xù)墻滲水量較大,但不帶泥砂時,可采用“引流—修補”方法;當地下連續(xù)墻滲水量較大,且?guī)嗌皶r,可采用“引流—封堵”方法;當地下連續(xù)墻漏水量很大,水中帶砂嚴重時,應采用“坑內反壓—坑外注漿”堵漏方法。