浅谈城市深基坑工程地下连续墙渗漏水处理方法

2011-10-30武雷峰

中国房地产业 2011年3期

关键词：抗渗水灰比骨料

武雷峰

（青岛市地下铁道公司，山东，青岛，266071）

浅谈城市深基坑工程地下连续墙渗漏水处理方法

武雷峰

（青岛市地下铁道公司，山东，青岛，266071）

结合天津地铁2号线津赤路站的施工,分析城市深基坑工程中地下连续墙渗漏易发生的部位及其产生的原因,提出有效地防止连续墙渗漏水的处理方法。

地下连续墙；渗漏；处理

一、前言

我国许多城市的地层以粉质粘土、粉土层为主，地下水位高，地上和地下各种构筑物繁杂，施工场地狭小，因此，城市深基坑的围护结构大多采用地下连续墙型式，基坑采用坑内降水措施。

地下连续墙以其墙体刚度大，防渗性能好，占地少，可以紧贴原有建筑物施工等优点，在城市深基坑工程中得到了广泛引用。

但是，采用地下连续墙作为深基坑围护结构的城市，其地下水位一般都高，水的压力很大，地下连续墙渗漏水往往导致工程事故发生。例如，上海地铁M8线某站地下连续墙渗漏水事故导致周边一车行道出现裂缝，路下约2.5m处Ф1000的上水管发生渗水；天津东站后广场地铁站地下连续墙渗漏水事故导致周边一栋高层居民楼出现裂缝、发生倾斜，经济损失惨重。因此，必须高度重视地下连续墙渗漏水问题。笔者以参与施工过的天津地铁2号线津赤路站为例，谈谈防止地下连续墙渗漏水的处理方法。

二、工程概况

天津地铁2号线津赤路站采用明挖法顺作法施工，主体围护结构标准段采用厚600mm地下连续墙，深度26.5m，端头井采用厚800mm地下连续墙，深度29.5m。

地下连续墙施工时，采用连续槽段施工，每间距6米一幅地下连续墙，墙施工接缝部位是地连墙最容易渗漏水部位。地下连续墙的防渗漏直接关系着整个工程质量以及施工时期基坑周边构筑物的稳定和安全。

三、地下连续墙渗漏水的主要部位及原因分析

1、从结构角度考虑的渗漏部位及原因分析

连续墙渗漏主要是墙缝渗漏。施工缝的渗漏水一直是土木工程界的难题,在连续墙施工中则更为突出。在采用传统接头管的地连墙施工中,液压抓斗在开挖紧靠墙体接头一侧的槽孔时,不可避免地会碰撞或啃坏墙体接头,使墙体接头凹凸不平；尽管在成槽后进行刷壁,但是在刷除墙体接头凸面上土碴泥皮的同时,也将泥浆搪进了接头的凹坑之中。因此,成墙之后,墙体接缝处的渗漏水现象仍然很常见。

2、从混凝土自身角度考虑的渗漏原因分析

地下连续墙所用的是抗渗混凝土，抗渗性是混凝土物理力学性能中的重要一项。一般地,影响混凝土抗渗性的因素有以下几项：

(1)水灰比：水灰比越大,空隙率越大,抗渗系数也随之增大。

(2)养护龄期：随着混凝土养护龄期的增加,水泥浆水化作用逐渐完全,水化产物(凝胶体)填充毛细孔,降低了混凝土的透水性。

(3)粗骨料最大粒径：在水灰比固定的情况下,石子最大粒径越大,混凝土的抗渗性越差。

(4)外加剂：混凝土的抗渗能力随含气量的增加而提高。

(5)混凝土的密实性：混凝土自身越密实,则其抗渗漏性能越好。由于地下连续墙混凝土属于水下浇筑混凝土,不能对混凝土进行机械振捣,而是依靠混凝土的自重使其密实,这种混凝土即自密实混凝土。而影响其自密实性能的主要为:粗骨料与固体混凝土的体积比,细骨料与砂浆的体积比以及水灰比。一般地,粗骨料与固体混凝土的体积比越小,细骨料与砂浆的体积比越小;而水灰比越大,则自密实性越好。

四、本工程中所采取的有效防渗漏措施

1、针对连续墙结构采用的防渗漏措施

(1)在车站端头井连续墙施工中,采用了复合锁口管连接的墙体接头新工艺。其基本原理为:用接头箱和反力管复合而成的复合接头管代替单根接头管,把普通接头管当作止水接头(如下图1所示)。

(2)在车站标准段连续墙施工中,采用了刚性半圆形钢板接头。利用圆形接头管保护成墙后的墙体接头面,待吊放钢筋笼之前拔出接头管。采用这种刚性接头可在一定程度上减少连续墙接缝的漏水情况(如下图2所示)。

2、针对混凝土采取的防渗漏措施

根据影响混凝土抗渗性的因素,浇筑连续墙所用的混凝土采用的水灰比为0.447,粗骨料粒径为5～25mm,外加剂为0.2%的木质素磺酸钙,粗骨料与固体混凝土的体积比为0.38,细骨料与砂浆的体积比为0.40。由于高水位地下水的存在,地下连续墙养护龄期可视作足够长,从而肯定其对提高抗渗性的影响。

图1

图2

3、防渗漏辅助措施

在津赤路站施工过程中，为防止地下连续墙墙幅接缝部位出现渗漏水影响基坑开挖及主体结构施工的正常进行，特采取了预防渗漏的辅助措施。该辅助措施是在地下连续墙施工缝迎土面采用高压旋喷注浆方法。

高压旋喷注浆施工采用的参数表（二重管）：

项目参数压力（MPa） 0.7空气流量（m3/min） 1-2喷嘴间隙（mm）及个数 1-2（2）压力（MPa） 20流量（L/min） 80-120浆液喷嘴直径（mm）及个数 Ф2-3（2）注浆管外径（mm） Ф50提升速度（cm/min）约10旋转速度（r/min）约10水灰比 1.0填加剂（三乙醇胺） 0.3 ‰水泥用量 525 kg/m3

在地下连续墙每条施工缝处设计高压旋喷桩2根，桩径Ф800mm，桩中心距400mm，桩中心距地下连续墙200mm，桩长为地下水位以上1米至车站底板底面以下0.5米。布置如下图：

4、出现渗漏的应急措施

根据不同的渗漏水情况，分别采取两种方案：当围护结构一般渗漏水时，采用化学注浆堵漏；当围护结构渗漏水较大时，采用基坑外高压旋喷注浆堵漏。以下只介绍化学注浆方法（高压旋喷注浆方法前面已经介绍）。

化学注浆方法施工原则：“化学灌浆、刚柔结合、共同作用”。

地下连续墙产生渗漏的部位重点集中在施工缝位置，如果出现渗漏水较小，按以下工艺施工：

（1）对渗漏水部位进行基面清理，清理出渗漏水部位的混凝土。

（2）先剔除泥土和松散的混凝土脆化层，然后清理并用水冲洗剔除部位侧壁。

（3）在施工缝两侧交叉钻孔，孔深视连续墙混凝土厚度而定，一般为混凝土厚度的1/2，在孔内布设灌浆针头，然后进行压力试验以确定灌浆的压力。

（4）灌浆前的准备：氰凝TPT型、催化剂、增强剂、稳定剂、防水剂等进行化学浆液的配比，根据漏水量大小确定辅助材料的配制比例、凝胶和灌浆时间。

（5）开始灌浆，电动压力灌浆泵工作压力＜2.0MPa。

（6）观察灌浆压力直至浆液从施工缝中流出并膨胀时结束，然后换下一个注浆止水针头处开始注浆，直至完成所有注浆止水针头的化学压力灌浆。

（7）检查经过化学压力灌浆的漏水部位，如果发现从施工缝存在渗水现象，通过补灌完全解决渗漏水问题，保证化学灌浆堵漏实施部位不出现渗漏水。

（8）待化学压力灌浆工作完成6-12小时后，清除固化冒流废料。

工程选用材料一览表

序号材料名称牌号材料用途1 氰凝防水堵漏增强材料 TPT 用于高压灌注浆，封堵漏水量较大部位。2 刚性防水封堵材料粉体用于止水针头及引流管的敷设，剔凿后基础裸露部位封堵找平。3 止水针头铝合金化学灌浆4 固化剂化学灌浆浆液配置5 稳定剂化学灌浆浆液配置6 防水剂有机硅抗渗砂浆添加剂7 丙酮工业清洗设备8 其它辅助施工用材

经过以上处理方法，天津地铁2号线津赤路站地下连续墙没出现过漏水现象，只在局部出现渗水，经化学注浆方法处理，效果很好，完全达到了预期目标。