长江漫滩区地下连续墙渗漏防治措施研究
2019-07-03李树平
李树平
(南京临江老城改造建设投资有限公司,江苏 南京 210029)
南京长江漫滩区土层分布具有典型的二元结构分布特征,上部主要为淤泥质粉质黏土 (常夹薄层粉土) ,其下为厚层的粉砂、粉细砂,底部为中粗砂混卵砾石和黏性土[1],下伏基岩为浦口组泥质粉砂岩,基岩埋深60 m左右。场地地下水划分为上部潜水和下部承压水,上部潜水主要分布在填土层、淤泥质粉质黏土层中,水位埋深1.0 m左右,受季节影响大,潜水含水层渗透系数较小,具弱透水性,水量不大,对基坑开挖影响较小。下部承压水水头高度在地面下4.0 m左右,受长江水位影响,承压含水层渗透系数较大,具中等强透水性,地下水很丰富,对深基坑开挖影响大。随着城市规模变大,在长江漫滩区建设的深大基坑工程中常采用地下连续墙作为支护结构和止水帷幕,同时兼作地下室外墙。在基坑施工过程中,地下连续墙常常出现渗漏情况[2],某车站采用明挖顺做法施工,围护结构采用地下连续墙施工,2007年连续发生两次漏水事故,导致地表单次沉降达到12.6 cm、11.9 cm,影响了施工进度,对周边环境造成了较大影响[3]。地下连续墙接头部位局部的渗漏问题仍是世界性的技术难题[4]。文章从设计、施工等方面分析地下连续墙渗漏产生的原因,依据渗漏的原因提出设计和施工过程中的预防和补救措施。
1 地下连续墙渗漏原因分析
地下连续墙的渗漏原因大致可以归类为设计、施工方面及其他原因。
1.1 设计原因
(1) 接头选型不合理。因为各个单元槽段的连接成为地下连续墙,所以需要接头来连接槽段之间。因此,地连墙连接接头设计选型直接影响到地连墙的防渗性能。目前,国内常见的地下连续墙接头形式有锁口管接头、工字钢接头和十字钢板接头,其中锁口管接头造价低,但止水效果差;工字钢接头和十字钢板接头造价高,但止水效果较好。如果地连墙接头选型不合理直接导致接头处渗漏水。
图1 锁口管接头示意图
图2 工字钢接头示意图
图3 十字钢板接头
(2) 对接头止水加强处理施工要求不当。通常在地连墙接头处迎土侧设计二根三重管高压旋喷桩。之前,受施工机械设备性能限制,当地连墙较深时,切割土体直径较小,旋喷桩无法达到设计要求的直径,造成接头止水加强处理效果不好,导致接头处渗漏水。
(3) 地连墙槽幅设计不合理。槽幅长施工速度快,型钢用量少,但由于地连墙槽幅呈长条形,槽壁自稳性能差,对于砂性土容易造成槽壁坍塌,产生混凝土中夹泥等质量问题,导致地连墙渗漏。
1.2 施工原因
由于地下工程施工工艺仍不完善、从业人员经验缺乏等因素,仍然保证不了地连墙的抗渗性能,主要原因有:
(1) 由于地下连续墙槽段呈长条形,槽壁易坍塌,如果护壁泥浆选择不当、浓度控制不好,在混凝土灌注施工过程中出现夹泥现象,造成槽段渗漏。
(2) 地下连续墙钢筋笼分节吊装施工,混凝土灌注等待时间长,易产生槽壁坍塌,混凝土灌注时出现夹泥现象。
(3) 混凝土浇筑速度与拔导管速度未控制好,导管拔出混凝土浇筑面,造成断桩,从而产生严重的漏水事故。
(4) 当首开幅混凝土浇筑完成拔出反力箱时,会将砂袋或砂包留在槽边,后续槽段抓斗成槽时,很难清除槽边的砂袋或砂包,造成地连墙接头处渗漏。
(5) 地连墙止浆铁皮在下钢筋笼时损坏,造成混凝土浇筑时绕流,影响槽段间止水质量。
(6) 旋喷桩对施工要求高,现场施工未达到要求,导致槽段接头处漏水。
(7) 用于基坑支护的地下连续墙通常有很高的配筋率,钢筋密集,并经常配备大量连接主体结构的接驳器,混凝土浇筑导管的布置和提升速度不合理、混凝土坍落度过小,导致地下连续墙混凝土出现浇注不密实的区域。
(8) 施工单位图省事,地连墙成槽施工时只挖一个泥浆池,又不及时清渣,泥浆池中砂粒又回到地连墙施工槽中,造成沉渣过大。虽然地连墙中预埋注浆管,对地连墙墙趾进行注浆加固,但一般效果不佳,造成地连墙不均匀沉降,接头处漏水。
1.3 其他原因
(1) 基坑开挖过程中,地下连续墙会产生一定的变形,尤其是挖土操作不规范会产生较大的变形,造成地连墙槽段间错位渗漏。
(2) 由于勘察工作是以点代面,很难查明地下孤石、木桩等障碍物,使地下连续墙成槽困难,地连墙的质量很难保证。
2 地下连续墙渗漏预防措施
2.1 设计预防
(1) 设计人员需根据具体工程基坑挖深、周边环境、工程地质和水文地质条件,科学合理的选择接头形式。对于地下水丰富场地,必须选择止水效果好的工字钢接头和十字钢板接头,并避免槽段过长。
(2) 地连墙接头止水加强处理采用效果好的超高压旋喷桩施工工艺 (RJP) 或全方位超高压喷射工艺 (RJS) ,喷浆压力能达到40 MPa以上,且能二次切割,形成的旋喷桩直径>2.0 m。
2.2 施工过程预防
(1) 地下连续墙底部的工作要彻底。在清理底部时,每斗的尺子量不应超过15 cm,以清除底部泥块,防止泥块在砼中造成夹心现象,造成地下连续墙渗漏。
(2) 槽段的接头部分应该拥有良好的防渗性和完整性。接头的地方不应该有夹泥。施工时必须使用专用的接头刷。上下刷多次,直到接头没有泥浆为止。
(3) 对泥浆的严格管理,要坚决废弃比例、黏度、含砂率超标的泥浆,预防因泥浆造成砼浇筑时出现夹层现象。
(4) 钢筋笼露筋会成为渗漏水的通道。为了防止钢筋笼露筋,钢筋笼保护块有足够的强度、厚度、数量,当钢笼悬浮在槽内时,首先面向中间沟壁的中心,以避免挤压保护块。同时,当钢筋笼下放不顺时,不得强迫其释放,以防止露筋。
(5) 砼浇筑时,防止槽壁倒塌。钢筋笼下放到位后,大型机械不能在周边行走,以免造成槽壁土体震动。
(6) 确保混凝土的质量符合设计要求。砼浇筑时,严格控制埋入砼中的管道深度,并对混凝土浇筑进行记录。完全不容许发生导管拔空出现混凝土断层夹泥的现象。如果万一拔空导管,应当马上测量砼面标高,将砼面的淤泥吸走,接着从头开管浇筑砼。开管后应将导管向下插入原砼面下1 m左右。在混凝土浇筑过程中,应经常将导管提放,作为振动混凝土,使混凝土紧凑,防止蜂窝和孔洞的出现。
3 地下连续墙渗漏补救措施
3.1 地下连续墙渗水量较小时堵漏措施
在基坑开挖经过中,发觉地下连续墙有轻微渗水现象,当墙是湿的和少量的水流动时,首先可以找到泄漏点,对漏水点采用注浆 (超细水泥、水玻璃双液浆) 封闭的方法实行解决。堵漏的主要方法:
(1) 将漏点处用铁钎和榔头凿开,凿成“V”形槽,深度50~100 mm。
(2) 用钢丝刷和抹布将凿开处清洗干净。
(3) 在凿开的漏点处放上麻丝和引流管。引流管的多少根据漏点的长度而定,但无论漏点多小要放两根引流管。
(4) 将双快水泥用适量的水调均匀,揉到面条状,抹到漏点处,外表要抹的平整,绝对不能有蜂窝眼。
(5) 待抹到漏点处的双快水泥达到强度 (一般24 h) 后,再用SL-500高压注胶机从引流管向里灌注SL-669型聚氨酯最好。
3.2 地下连续墙渗水量较大时堵漏措施
(1) 若地下连续墙大量漏水,形成施工困难,但无泥砂带出,且对周边影响不大,可采用“引流—修补”方法,即在渗漏较严重的部位,首先在地连墙上水平打入一根钢管,内径20~32 mm,使其进入支护墙体进入墙背土体内,从而将水从管中抽出,然后用防水混凝土或高标号砂浆对管边围护墙的薄弱部分进行修复和密封,或使用超细水泥—水玻璃双液浆注浆,将漏洞封堵住后,然后关闭钢管出入口。
(2) 若地下连续墙漏水量较大,而且水中带砂,可采用“引流—封堵”方法,即先在涌水点处塞填棉絮,插入引流管,再于引流管周围压填高标号快干水泥 (加水玻璃)。如果水流大,无法塞填时,可以在塞填棉絮前先设置抵挡物,也可先在漏水点外侧地面打井临时抽水,待漏水量减小后再进行封堵,封堵成功后水井停止抽水。
(3) 若地下连续墙漏水量很大,水中带砂严重,地面出现塌陷,应采用“坑内反压—坑外注浆”方法。即先在坑内对漏水处用黏性土回填反压,必要时用砼反压,先控制险情。再于地面漏水附近采用压密注浆或高压喷射注浆或深搅桩方法修补止水帷幕。
4 结语
(1) 地下连续墙渗漏的主要原因是设计、施工,其中接头连接方式和接头部位的加强处理对地下连续墙的渗漏起到非常重要的影响。
(2) 地下连续墙防渗以渗漏的来源进行预防,设计预防措施主要是针对不同的地质条件选择合理的接头处理方案,提出合理的施工要求;施工预防措施主要是保证接头的质量、侧壁土体的稳定以及混凝土浇筑质量等。
(3) 当地下连续墙渗水量较小时可采用注超细水泥、水玻璃双液浆堵漏方法;当地下连续墙渗水量较大,但不带泥砂时,可采用“引流—修补”方法;当地下连续墙渗水量较大,且带泥砂时,可采用“引流—封堵”方法;当地下连续墙漏水量很大,水中带砂严重时,应采用“坑内反压—坑外注浆”堵漏方法。