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基坑开挖渗水及漏水应急封堵措施

作者:  发布:2015/9/11  浏览:
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摘 要: 由于基坑工程地下土层分布不均匀,因此在基坑施工中一旦发生漏水则应采取断然措施,避免大量夹泥漏水对围护本身和周围环境造成损害以及可能带来的其它不可预料的损失。

由于基坑工程地下土层分布不均匀,因此在基坑施工中一旦发生漏水则应采取断然措施,避免大量夹泥漏水对围护本身和周围环境造成损害以及可能带来的其它不可预料的损失。

一、基坑渗漏分类

1.正常渗漏。

1)基坑止水帷幕达到设计要求的防渗条件下,仍然存在的自然渗透。

2)不影响基坑安全和施工的局部渗透。

正常渗水不需要特别治理,只需在渗漏点注浆或者水泥干粉封堵,且在基坑开挖过程中,采用常规明排方法解决。

2.非正常渗漏。除正常渗水之外的基坑渗漏属于非正常渗漏,非正常渗漏必须进行治理。

二、常用封堵材料

一般情况下常用采用化学灌浆法进行封堵。常用化学灌浆材料如下:

2.1水泥浆—水玻璃。目前是使用最广的化学灌浆材料之一。水泥水玻璃浆液(双液注浆)最重要的性能是胶凝时间和结石强度。水泥~水玻璃浆液的胶凝时间可以按需调节。

2.2水泥—水玻璃浆液灌浆是将水玻璃和水泥分别配成两种浆液,并按照一定的比例,用两台泵同时注入,这种浆液具有水泥浆液的特点,强度高、材料来源多、价格便宜,又兼具化学灌浆的可灌性能,凝胶时间快,可以从几秒钟到几十分钟准确地控制凝固时间,可灌性明显提高,早期强度增长很快。

2.3聚氨酷类灌浆材料。聚氨酷类灌浆材料是采用多异氰酸酷和聚醚树脂等作为主要原材料,再掺入各种外加剂配置而成。

三、渗漏治理

造成帷幕渗漏的原因是多方面的,治理帷幕戴基坑渗漏一般应本着“外填内疏、见水不见土、封闭减压”的原则采取相应措施。可采用以下几种治理手段。

a.基坑底部有较大上层滞水层水压力的治理。首先要分析造成管涌的原因和根据涌出水的压力以及含泥砂情况,考虑在管涌口填一定量的级配碎石以减少土体流失;为避免长时间大范围泡槽,应及时挖集水坑和排水沟疏导涌出水至坑外;停止与其相邻的基坑开挖段的开挖工作,利用坑内大口井降水来降低动水压力,同时采用高压注浆在管涌坑段范围围护结构内侧四周进行双液注浆(水:水泥:水玻璃=3:5:8)封闭此段滞水层,减小与外围滞水层的沟通;管涌压力减少后立即进行垫层施工,并考虑在垫层上加一定重量的荷载以防基底隆起;然后采用高压注浆将管涌口由外向里逐渐封死,整个处理过程应随时监测基坑隆起。

b.非地下潜水水源(管道污水、雨水等)对帷幕破坏的情况下,其明显特征为漏水量大,基坑外水位监测数据急速下降。一般初始破坏时,只产生较小的渗漏,随着破坏的继续,土体颗粒悬浮增多并流出,逐渐形成较大渗漏。治理的第一步应先将坑底排水系统完善,保证基坑不被浸泡,并采取措施降低漏水量和动水压力。探测水源和其通道并进行封堵。由于此种渗漏造成的围护结构间的土体损失较大,从而形成桩间空隙,因此在封堵水源的同时,还应对桩间空隙进行封堵,封堵方法可以用砌筑草袋子坝的方法,一方面减少土体流失,另一方面分散集中的水流,为下一步堵漏创造条件。高压注浆在帷幕外侧封堵帷幕缝隙和固结周围土体,一般采用双液注浆加快水泥浆的凝固速度,注浆的流失量要远远小于注入量,否则效果不明显,还浪费了材料。当围护结构内侧壁不渗漏只有轻微渗漏时,撤掉草袋子坝,桩间缝隙处用快硬水泥欧支设模板灌注混凝土封堵。封堵时还应埋设裹有棕麻的引流管戴在桩间缝处埋入X100 mm的稻草把,使之伸入盲沟,以防桩间土再次受水的破坏。

c.其它破坏的治理方法。有止水帷幕渗漏的基坑治理通常采用高压注双液浆的方法,利用高压注浆形成的叶脉状结构封堵水泥加固土和土体中的缝隙。实施此法关键是体现一个“快”字,否则流土量增大,空洞形成不但注浆量增加,而且叶脉状缝隙会加大,从而形成管道效应,利用高压注浆产生的叶脉结构无法将其封堵,此时这种渗漏的性质已经发生了变化。

d.深基坑开挖前水位的监测和帷幕补强。检验并不能完全反映止水效果。实际的止水效果是通过降水过程中的水位监测和基坑开挖过程中以及下步施工过程中对基坑的观察反映出来的。帷幕是否严密,是否符合开挖条件,除分析钻探检测数据外,还要分析降水过程中的帷幕外水位下降速率以及监测数据累计值。当帷幕外侧水位下降速率以及累计值较大时(一般速率≤50 cm/d,累计值≤100 cm或由设计指定),可以判定该观察井周围有渗漏,需对帷幕进行补强。补强的方法是采用高压旋喷或高压注浆在分析的渗漏部位外侧进行封堵补强,分析成墙质量渗漏点时一定要察看施工记录。若经分析渗漏点较多,应考虑采用高压旋喷桩封堵止水帷幕前的钢筋混凝土灌注桩间缝,使其成为第二道止水屏障,确保基坑的安全施工。

四、渗漏位置的分析

基坑围护止水帷幕渗漏情况较复杂,为了堵漏,必须对渗漏类型进行划分,分别治理。多年基坑设计实践,根据渗漏深度位置的不同,分为基坑开挖面以上渗漏(俗称:明漏),和基坑开挖面以下渗漏(俗称:暗漏)两种情况。

4.1开挖面以上“明漏”的堵漏措施基坑开挖面以上围护结构堵漏时,应根据围护结构所用的材料不同分为钢筋混凝土缝隙渗漏和水泥土缝隙渗漏两种,堵漏施工时应分别治理。

钢筋混凝土缝隙渗漏基坑开挖面以上,以钢筋混凝土材料为主体的围护结构(钻孔灌注桩),基坑开挖后,如出现局部缝隙渗漏,可以充分利用钢筋混凝土强度高、胶结性能良好的特性,进行堵漏。针对这类渗漏,建议采用的堵漏方案是:先疏后堵。即在渗漏处预埋导流水管,将渗漏出来的水疏导出去;然后在缝隙间使用瞬凝(钢筋)混凝土封堵,待混凝土达到一定强度后,最后封堵导流管。

(1)堵漏材料包括:

①导流水管:可以根据渗漏水量大小选择管径,一般可以选择直径1.33~2.54cm(4分~1英寸)的橡塑管、胶管或钢管,导流管长度根据渗漏空间情况选择,配套16号细铁丝或木塞若干。②瞬凝水泥:S型瞬凝水泥(初凝时间1~2min,终凝时间2~3 min。早强发挥迅速,水灰比W/V为0.4时,抗压强度:4h≥20MPa,1d≥40MPa。具有微膨胀等特性)。配套黄砂、碎石(粒级5~15mm,俗称“瓜子片”)。③填充物:旧棉絮或废旧布料若干。

(2)堵漏施工工艺

堵漏工艺流程并清除混凝土表面→充填空洞→安装钢筋网片→固定导流管→立模板→拌制瞬凝混凝土→封堵缝隙→混凝土养护→封堵导流管。即:①凿除渗漏部位钢筋混凝土缝隙表面的泥土和杂质,露出新鲜混凝土面。②由于渗漏,缝隙中的泥沙流失,出现空洞,可以使用旧棉絮或废旧布料塞填空洞。旧棉絮及废旧布料既可以阻止泥沙流失,又可以透水,也不像泥土那样容易被水分散流失。③如果缝隙空间较大,可将混凝土中的钢筋凿出,焊上钢筋网片,或绑扎铁丝网片,以固定混凝土。④在缝隙中合适的位置安放固定导流水管,导流水管要深入缝隙一定长度,也要露出封堵混凝土一定长度。⑤如果缝隙较大,应在缝隙外立模板,以防止混凝土流失。⑥使用瞬凝水泥拌制混凝土,封堵缝隙。封堵时要保持导流水管畅通,并将导流水管固定在封堵混凝土的中间。⑦混凝土养护数小时(一般为4h以上),达到一定强度后(20MPa左右以上,用S型瞬凝水泥),即可封堵导流管。使用钢管做导流管,可用木塞或者堵头封堵;使用橡塑或橡胶软管做导流管的,只要将露出一定长度的导流管弯折绑扎即可。

(3)可能存在的缺陷及其解决方案当渗漏水压力较大时,虽然渗漏点被堵住了,压力水又可能从其他薄弱部位突破出来。出现这种情况,应对其他被压力水突破的部位继续堵漏,为了避免这种情况没完没了地重复发生,再次堵漏时可以不封堵导流管,这时应当在导流管入口处增加过滤材料,如安装过滤网、过滤布等,以阻止地基土中流失过多的泥沙,形成新的空洞。

4.2水泥土缝隙渗漏基坑开挖面以上,以水泥土材料为主体的围护结构(水泥土搅拌桩),基坑开挖后,出现局部渗漏。由于水泥土的强度低、胶结性能差,使用上述瞬凝混凝土加导流管堵漏法,堵漏难度较大。为此,根据设计实践,可采用疏堵结合的物理“膨胀材料堵漏法”,方法简单易行,效果较好。

(1)堵漏材料堵漏材料也十分简单,包括①吸水膨胀材料:常用的有价格低廉的干海带,根据其干湿程度,体积膨胀率可以达到100%~500%。②材料袋:常用塑料编织袋或布袋等。配套铁丝若干。

(2)堵漏施工工艺堵漏工艺流程为修挖渗漏

缝隙→材料准备→充填缝隙空洞→顶撑膨胀材料→膨胀材料吸水膨胀。即:①修挖渗漏缝隙,修挖时有意识地把渗漏点挖成“里大外小”的洞隙,便于安装膨胀材料。②根据经修挖的渗漏缝隙空间情况,把膨胀材料装入材料袋,在材料袋定向膨胀方向用美工刀划出几道口子,以便膨胀材料吸水膨胀。③安装膨胀材料,膨胀材料要塞紧渗漏缝隙,不留空隙。④有时因为渗漏缝隙空间过大,必要时还要对膨胀材料进行顶撑固定。⑤膨胀材料需要数十分钟,甚至数小时吸水后物理膨胀,充盈缝隙,达到堵塞缝隙,阻止流沙流泥。

(3)可能存在的缺陷及其解决方案使用膨胀材料对缝隙进行堵塞,堵住缝隙后还会有少量的清水渗漏。堵住这类渗漏缝隙后,虽然可以防止流沙、流泥,以及管涌的发生,缓解渗漏,减轻基坑围护渗漏对周边环境的影响,但这一措施的缺陷是不能完全止水。使用这种堵漏措施之后,如果水压力明显降低,可以使用上述先疏后堵的堵漏方案,彻底封闭渗漏点,达到彻底止水的目的。

4.3开挖面以下“暗漏”以及严重“明漏”的堵漏措施。开挖面以下“暗漏”,以及开挖面以上“明漏”很严重时,上述两种堵漏措施不一定能够达到预期的效果。

基坑开挖后,出现多处开挖面以上严重的“明漏”及其以下严重“暗漏”。经会同设计单位、承包单位技术人员论证和评估,可采用注浆法堵漏。即使用水泥浆-水玻璃浆液作为注浆材料将水泥、水玻璃分别配成两种浆液,并按一定的比例,用两台注浆泵,通过同一注浆管,在渗漏的地基土中同一深度交替注入两种浆液(即“单管双液”注浆法),自下而上分层注浆堵漏。注浆范围及注浆孔布置在基坑围护止水帷幕外,以渗漏点为中心,大约1m范围,注浆孔平面中心距控制在0.5m以内,排间距不大于25cm,呈梅花形布置。注浆孔深度不超过围护止水帷幕深度,也不少于开挖面以下2m。

摘自:中国岩土网

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