圓形基坑內(nèi)襯墻堵漏方法

李 偉

(上海市基礎工程集團有限公司,上海 200002)

0 引言

圓形基坑建設在城市土木工程領域中扮演著重要的角色,它廣泛應用于高層建筑、基礎能源建設等項目的施工過程中。在地下工程施工過程中,由于地下水位較高或周圍土層水分含量較大,基坑內(nèi)襯墻出現(xiàn)滲漏問題很難避免,影響地下工程的外觀和使用功能。

目前,針對圓形基坑內(nèi)襯墻堵漏問題,已經(jīng)存在一些傳統(tǒng)的方法,如使用防水涂料、注漿等。然而,這些方法在實際應用中普遍存在一些問題,例如耐久性不足、施工復雜、成本較高等。因此,有必要開展深入的研究,探索新的圓形基坑內(nèi)襯墻堵漏方法,以提高施工效率、降低成本并確保施工安全[1-2]。

1 工程概況

圓形基坑直徑為100 m,圍護結構為1.5 m厚地下連續(xù)墻,墻深29 m～54 m,采用套銑接頭?；娱_挖深度約 25.6 m,坑底地層為微風化花崗巖和強風化花崗巖。基坑平面圖見圖1。

基坑底板厚度3.8 m～4.3 m,底板混凝土等級為C45P12R60。內(nèi)襯墻緊貼地墻形成疊合墻,混凝土等級為C45P12。內(nèi)襯墻高度22 m,襯墻底部6 m高區(qū)域厚度為2 m,其上區(qū)域厚度變化至1.5 m,變截面坡段高度為3 m?；悠拭鎴D見圖2。

基坑底板厚度3.8 m～4.3 m,底板混凝土等級為C45P12R60。內(nèi)襯墻緊貼地墻形成疊合墻,混凝土等級為C45P12。內(nèi)襯墻高度22 m,襯墻底部6 m高區(qū)域厚度為2 m,其上區(qū)域厚度變化至1.5 m,變截面坡段高度為3 m。

基坑底板2022年3月8日澆筑完成,底板澆筑上翻50 cm。底板混凝土澆筑上翻示意圖見圖3。

2 襯墻滲裂情況及原因

2.1 內(nèi)襯墻裂滲情況

基坑泄壓井封井后,襯墻面出現(xiàn)了局部滲漏情況。裂縫主要呈現(xiàn)為有規(guī)律性的豎向裂縫。豎向裂縫為均勻分布,間距1 m～1.5 m,裂縫寬度0.1 mm～0.2 mm。襯墻裂滲情況見圖4。

對于襯墻的裂縫情況,大致可以分為以下兩類:

1)有滲水裂縫:這類型的裂縫在出現(xiàn)后引起了局部滲漏現(xiàn)象,可理解為裂縫的存在導致一定程度的水滲透。

2)無滲水裂縫:這類裂縫出現(xiàn)在襯墻上,沒有明顯的水滲透現(xiàn)象。

2.2 裂縫成因分析

1)由于混凝土自身特性,易產(chǎn)生收縮從而形成裂縫。

2)由于地連墻與底板先于內(nèi)襯墻澆筑完成,既有結構對內(nèi)襯墻約束較強,在新澆混凝土降溫與收縮應力共同作用下易產(chǎn)生裂縫。

2.3 滲漏水的來源及滲漏通道

1)滲漏水的來源主要為坑底地下水。泄壓井封堵后水量及水壓增大,進而出現(xiàn)了內(nèi)襯墻滲漏的情況。

2)滲漏水滲漏通道為底板、襯墻和地墻的接縫。圓形基坑圍護是圓拱形,基坑施工過程中變形較小。結構大體積混凝土收縮后,底板、襯墻和地墻的接縫產(chǎn)生了縫隙,形成了地下水的滲漏通道。滲漏通道示意圖見圖5。

3 堵漏方式選擇

本次堵漏方法主要選擇對滲漏通道進行封堵。通過在地墻與襯墻的接縫處注漿形成環(huán)向止水帶,達到內(nèi)襯墻堵漏目的[3]。

4 堵漏材料選擇

針對本次堵漏方法的堵漏材料,選擇以下3種堵漏材料進行對比:

1)聚氨酯:其具有較好的延展性和附著力,能夠有效地填充細小的裂縫和孔隙。但聚氨酯材料遇水迅速發(fā)泡,難以適應本次方法滲漏通道的封堵,且聚氨酯耐久性差,不能長時間保持堵漏效果。

2)水泥漿:其是一種傳統(tǒng)的堵漏材料,具有較高的強度和耐久性。然而水泥漿的流動性較差,難以在細小裂縫和接觸面形成均勻的堵漏層,且注漿過程中已形成堵管。

3)環(huán)氧樹脂:其具有優(yōu)異的黏結力和耐水性,能有效填充裂縫并形成堅固的堵漏層,且對結構有補強作用。但環(huán)氧樹脂的固化速度較慢,需要對環(huán)氧樹脂的固化劑進行重新配比。

本次方法選擇親水型環(huán)氧樹脂作為堵漏材料,對環(huán)氧樹脂固化劑的配比調(diào)整,使其能夠快速固化,有效地對滲漏通道進行封堵。經(jīng)過實驗和現(xiàn)場方法測得的結果,選擇主劑與副劑按重量比例2.33∶1(體積比2∶1)混合后即可使用。根據(jù)實驗結果,環(huán)氧樹脂的固化時間約為9 min,在現(xiàn)場方法中,可以觀察到快硬型環(huán)氧樹脂大約12 min開始初凝反應,最終固化時間約為20 min,能夠迅速形成有效的封堵。

5 堵漏方法

本次堵漏形式是通過在內(nèi)襯墻根部開孔注漿,在迎水面注入環(huán)氧樹脂,封堵滲漏通道的堵漏措施。

本次堵漏位置選擇40 m的一個施工段。

堵漏方法流程如下:

開孔→泄水→安裝止逆閥→連接管路并注漿→清洗注漿管→封孔→觀察堵漏效果→取芯驗證。

5.1 開孔

襯墻鉆孔位置選擇和開孔是襯墻堵漏的重要一環(huán)。首先,利用水鉆鉆機在襯墻面開φ38 mm孔,為了避開內(nèi)襯墻與底板之間的止水鋼板,開孔位置選擇底板面上300 mm～350 mm,開孔間距為1.5 m～2 m。基坑襯墻開孔示意圖見圖6,基坑內(nèi)襯墻堵漏開孔示意圖見圖7。

5.2 泄水

在完成鉆孔后,為了將基坑中的水分導出,以降低滲漏的水量和水壓,需要進行泄水處理。

在2022年5月28日開始鉆孔后對每個孔位出水量進行記錄?，F(xiàn)場泄水方法實際記錄5月28日至6月20日的涌水流量的數(shù)據(jù)見表1。

表1 現(xiàn)場泄水方法實際記錄5月28日至6月20日的涌水流量的數(shù)據(jù)

從表1可以明顯看出,泄水孔全部施工完成后,經(jīng)過5 d泄水處理后,每日出水量在遞減,第6天出水量已經(jīng)趨于穩(wěn)定,經(jīng)過泄水處理可以明顯減少襯墻面滲漏現(xiàn)象,也驗證了滲漏水源來自坑底地下水[4-6]。

5.3 安裝止逆閥

在鉆好的孔口安裝止逆閥,通過擰緊螺栓使密封橡膠膨脹,與孔壁壓實,起到密封作用,并提供足夠的摩擦力,防止止逆閥后退。

注漿前先進行試壓,確定止逆閥牢靠后進行注漿。

5.4 連接管路并注漿

嚴格按照比例調(diào)配注漿液,采用高壓小流量注漿泵注環(huán)氧樹脂封堵材料。注漿的目的是填補地下連續(xù)墻與內(nèi)襯墻之間的縫隙,使其形成一個環(huán)形止水帶。

在注漿的過程中,單孔注漿量以注漿孔周邊是否冒漿為停止條件。若無冒漿,那么在注完一組環(huán)氧材料后,需要間隔10 min～15 min后繼續(xù)注入下一組材料。在注漿量達到80 L～100 L后停止注漿。

注漿結束后,需要靜置1 h后更換注漿孔,即進行下一個孔位的注漿。這樣可以確保注入的環(huán)氧材料充分流動和固化,提高封堵效果。注漿示意圖見圖8。

為了確保注漿與泄壓效果,整體堵漏注漿順序由施工段一側向另一側,注漿推進過程中采用跳打的方式將水體逼至集水坑區(qū)域,同時形成墻后止水加固體。注漿跳打順序示意圖見圖9。

5.5 注漿管清洗

在注漿完成后,需要對注漿管進行清洗,以防止管道堵塞。清洗劑通過灌漿泵打入注漿管,將其中的殘留物清除干凈。這樣可以確保注漿管暢通無阻,為下一次注漿做好準備。

5.6 封孔

當全部注漿孔完成注漿后,使用C60高強度灌漿料對注漿孔進行封堵。灌漿料的選擇應符合相關規(guī)范和設計要求,確保灌漿孔被完全封堵,防止?jié)B漏再次發(fā)生。

5.7 觀察堵漏效果

在環(huán)氧樹脂注入后,經(jīng)過3 d～4 d的觀察,發(fā)現(xiàn)內(nèi)襯墻表面仍存在幾處濕跡和滲漏點。由此可以看出,經(jīng)過注漿后,環(huán)氧材料覆蓋區(qū)域有限,并不能一次性就在滲漏通道處形成封閉的環(huán)形止水帶。

5.8 取芯驗證

為查看注漿材料的封堵范圍,選取注漿孔左邊60 cm、孔上方50 cm、孔右邊80 cm三個點進行鉆孔取芯,通過觀察取芯芯樣注漿材料填充情況,驗證注漿材料封堵范圍。

從取芯芯樣中可以看出,環(huán)氧材料在襯墻與地連墻之間形成了1 mm～3 mm的填充層,證明滲漏通道確實存在,并且縫隙寬度分布不均,部分區(qū)域的夾縫寬達到了3 mm,而其他區(qū)域的區(qū)域夾縫寬度為1 mm。取芯孔示意圖見圖10,取芯芯樣圖見圖11。

5.9 加密注漿

為了確保環(huán)氧材料更充分地注入滲漏通道并覆蓋更廣泛的區(qū)域,進一步提高封堵效果,現(xiàn)場施工人員應根據(jù)水量觀測數(shù)據(jù)和襯墻面滲漏點的分布情況進行加密注漿孔設置。通過綜合考慮滲漏點密集區(qū)域和觀測到的水量,選擇合適的位置開設額外的注漿孔來增加注漿點數(shù)量和覆蓋面積,確保每個滲漏通道都得到足夠的注漿。

5.10 封孔

當全部注漿孔完成注漿后,使用C60高強度灌漿料對注漿孔進行封堵。灌漿料的選擇應符合相關規(guī)范和設計要求,確保灌漿孔被完全封堵,防止?jié)B漏再次發(fā)生。施工人員可以使用灌漿泵或其他合適的工具將灌漿料注入孔內(nèi),填滿孔洞,確保封堵效果可靠。

5.11 觀察堵漏效果

在環(huán)氧樹脂注入后,需要繼續(xù)觀察堵漏效果。經(jīng)過7 d的觀察期,如果沒有發(fā)生新的滲漏情況,可以確認堵漏方法已經(jīng)完成。施工人員應細心觀察襯墻面,查看是否有明顯的濕跡或滲漏現(xiàn)象。如果襯墻面已經(jīng)不再濕潤,并且經(jīng)過觀察期后仍沒有新的滲漏發(fā)生,那么可以確認堵漏方法取得了成功。

通過以上注漿施工流程,襯墻面已經(jīng)消除了明顯的濕跡,滲漏通道被注漿材料封堵,從而解決了襯墻滲漏問題。內(nèi)襯墻堵漏前后對比圖見圖12。

6 結語

經(jīng)過本次圓形基坑內(nèi)襯墻鉆孔注漿堵漏,得出了以下結論:

1)通過實施鉆孔注漿堵漏方法,基坑襯墻墻面滲漏點已經(jīng)被完全封堵,墻面已無濕跡,成功解決了內(nèi)襯墻的滲漏問題,證明了所采用的鉆孔注漿堵漏方法可行。

2)通過本次堵漏施工,根據(jù)泄水處理和注漿后取芯的結果驗證了圓形基坑內(nèi)襯墻與地下連續(xù)墻之間存在1 mm～3 mm的滲漏通道。在滲漏密集區(qū)域注漿孔間距宜為2 m一個,在不密集區(qū)域則可根據(jù)滲漏點的分布來確定注漿孔位置,注漿壓力宜為1 MPa,在注漿完成后進行封孔。

3)地下結構堵漏很難一次性完成,有些區(qū)域可能會出現(xiàn)重復滲漏,所以在基坑內(nèi)襯墻鉆孔注漿堵漏完成后,需觀察7 d時間,如有滲漏需要在滲漏處進行加密注漿。