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1、基坑围护结构渗漏的堵漏技术(2009-04-13 15:13:23) 转载标签： 杂谈上海市的地下水极为丰富，地下水埋深通常在 0.51 米之间，基坑开挖越深，止水帷幕承受的水压越大，对基坑围护止水方案设计、施工质量要求都很高。基坑围护一旦出现渗漏，不仅影响地下室土建施工，而且还会给周边环境造成破坏，引发煤气、上水、电力、通信等管线变形破坏，道路、建（构）筑物坍塌等灾难，危害性很大。基坑开挖有其高风险的特殊性，往往要求在短时间解决堵漏问题，因而急需探寻一些有效的堵漏措施。1、基坑围护结构类型目前用于基坑围护的措施很多，常见的“挡土+止水”方案主要有：（1）钢筋混凝土挡土+水泥土止水型的围护结构
2、；如钻孔灌注桩+深层搅拌桩+内支撑，钻孔灌注桩+SMW 工法+内支撑，地下连续墙+深层搅拌桩+内支撑，地下连续墙+ SMW 工法+内支撑等。（2）型钢挡土+水泥土止水型的围护结构；如 SMW 工法+型钢+内支撑等。（3）复合土钉墙；由深层搅拌桩止水，土钉和喷涂钢筋混凝土面层锚固挡土。（4）深层搅拌桩重力坝；全部由深层搅拌桩组成一定厚度的重力坝挡土止水等等。尽管这些施工工艺都已经较为成熟，但是难免因为施工质量，或地面荷载等因素造成的不均匀变形等原因，出现止水帷幕渗水、漏水的情况。一旦出现渗漏，必须及时采取有效措施封堵，否则，长时间的渗漏将引发流沙、流泥，甚至管涌等，严重危及基坑和环境安全。2、基
3、坑围护渗漏类型划分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。笔者通过多个基坑施工实践，认为根据渗漏深度位置的不同，可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；根据所用的材料不同，又可分为钢筋混凝土缝隙渗漏和水泥土缝隙渗漏两种。3、堵漏措施及其施工工艺基坑开挖过程渗漏的出现，经常困扰着施工人员。目前能查到专题介绍基坑堵漏的资料和成功的堵漏实例并不是很多，因而遇到这种情况，往往让人觉得束手无策。有时，施工单位在堵漏无效的情况下，只好冒险顶漏施工，以期尽快完成地下结构，脱离危险期。笔者在基坑堵漏实践中，针对不同的渗漏位置和围护
4、结构材料主体，采取相应的堵漏措施，成功地完成了多个基坑工程堵漏。3、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。3、1、1 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，如钻孔灌注桩、地下连续墙等，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，我们采用的堵漏方案是：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。（
5、1）堵漏材料堵漏材料简单，包括导流水管，瞬凝水泥，填充物。A、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 4 分到 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。B、瞬凝水泥：S 型瞬凝水泥（初凝时间 1-2 分钟，终凝时间 2-3 分钟。早强发挥迅速，水灰比 W/V=0.4 时，抗压强度：4h20MPa，1d40MPa。具有微膨胀等特性） 1。配套黄砂、碎石（粒级 5-15mm，俗称“瓜子片”）。C、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：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
6、隙混凝土养护封堵导流管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。有时由于渗漏时间过长，缝隙中的泥沙已经流失，出现较大的空洞，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。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。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。如果缝隙较大，应在缝隙外立模板，以防止混凝土流失。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。混凝土养护数小时（
7、一般为 4 个小时以上），达到一定强度后（20MPa 左右以上） 1，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）应用实例及效果上海市中心某医院门诊大楼，比邻市政高架道路。基坑开挖深度 10 米左右，局部 12.5 米左右。基坑围护结构采用 850 钻孔灌注桩挡土，700 双排深层搅拌桩止水，两道钢筋混凝土内支撑。由于围护施工前没有完全清除地下遗留的旧混凝土基础和木桩，局部深层搅拌桩施工质量受到影响，导致基坑开挖后渗漏。使用上述措施进行堵漏后，全部堵住渗漏，保证了地下室的顺利施工，以及周边建筑物、管线、市政
8、高架道路的安全。（4）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。3、1、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，如深层搅拌桩、SMW 工法等，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，我们在实践中探索出另一种疏堵结合的物理“膨胀
9、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是十分简单，包括吸水膨胀材料，材料袋等。A、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%。B、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：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。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。安装膨胀材料，膨胀材料要塞紧渗漏缝隙，不留空隙。有时因为渗漏缝
10、隙空间过大，必要时还要对膨胀材料进行顶撑固定。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）应用实例及效果上海市中心某高层商办楼，基坑开挖深度 6.5 米，围护主体使用 700 灌注桩挡土，700 双排深层搅拌桩止水，一道拱型混凝土内支撑，局部围护利用原有的深层搅拌桩重力坝，由于新旧搅拌桩位置误差和施工时间差异，接头出现施工缝。基坑开挖时渗漏严重，泥沙与水俱下。采取上述措施，阻止了泥沙的流失，明显缓解了渗漏。（4）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
11、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。3、2 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。我们曾经施工的上海某大学理化大楼基坑围护工程，基坑开挖深度接近 7 米，基坑围护采用复合土钉墙。由于合同议定围护方案费用包干使用，总承包单位为了节省施工成本，对围护止水方案进行了简化，只使用 700 单排深层搅拌桩止水，围护墙自上而下设计 7 排长度 12-
12、14 米的土钉。地质资料显示，深度3-13 米的范围为高含水量的砂质粉土，俗称“流沙”层。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”，危及距离基坑边缘 6 米左右受保护的教学楼。经会同设计单位、总承包单位技术人员论证和评估，我们提出注浆法堵漏。即使用水泥浆水玻璃浆液作为注浆材料 4，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。得到了设计和总承包技术人员的认可。3、2、1 注浆法堵漏的机理通常认为注浆法堵漏有两种作用机理，第一种作用机理是劈裂作用机理。即
13、高压浆液，克服地层的初始应力和抗拉强度，使土层沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂 2。高压水泥浆作为堵漏主材料，在高泵压的作用下，水泥浆将突破最薄弱部位的地基土，或沿着已经开路的渗漏缝隙渗流。由于通道打开了，随后泵送的水玻璃也将沿着相同的渗流路径渗流，追随水泥浆，促使水泥浆迅速凝固，达到堵塞渗流通道的目的。第二种机理是浆泡作用机理。即水泥浆在高泵压的作用下，使土体压缩，形成类似气球的浆泡，紧靠浆泡周围的土体受到严重破坏和剪切，形成塑性变形区，土体密度因扰动而减小，却因注入水泥浆而加固；离浆泡较远的周围土体，发生弹性变性，土体密度明显增加，变得更加密实 2，渗透能力因而降低了，达到提高地基土的承载
14、力和阻止渗漏的目的。3、2、2 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 1 米范围，注浆孔平面中心距控制在 0.5 米以内，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 2 米。（见堵漏注浆孔平面布置示意图）3、2、3 注浆方式注浆管全孔振动插入，单管双液交替注浆，自下而上分层注浆，分层厚度不大于 0.5 米。3、2、4 注浆材料水泥使用 32.5MPa 普通硅酸盐水泥。水玻璃浓度 40 波美度，模数 2.8-3.43。3、2、5 注浆设备孔内使用单节长度约 1.2m 的 25 镀锌钢管（最好是耐压比较好的无缝管）作为注浆管
15、，注浆前端连接带锥形头的单向阀，孔外注浆管使用钢丝编织胶管。改装后的 ZD50 混凝土平板振动器，作为插管设备。注浆泵选用 SYB50-45型液压泵（压力 0-20Mpa，流量 0-16L/min）。灰浆搅拌机选用容量 0.18m3的强制式搅拌机。3、2、6 注浆参数设定水泥浆的水灰比控制在 0.61；水泥浆与水玻璃的体积比控制在 0.5：11：1 3；回次上拔注浆管间距 0.5 米，时间不少于两种浆液注完后停滞稳定5min 以上。回次注浆终止条件之一：注浆压力达到 0.5 Mpa；或回次注入水泥浆量 0.5 m3，水玻璃量 0.25 m3；或肉眼能够看到浆液从基坑里、地表，以及其他孔口冒出来
16、。3、2、7 注浆顺序注浆顺序的原则是：（1）由外而内，即先施工远离渗漏点的注浆孔，后施工靠近渗漏点的注浆孔。由内而外的目的是先形成止水帷幕，后在帷幕内注浆保证堵漏效果。（2）间隔跳跃，即完成一个注浆孔后，要远离刚施工完成的孔位施工注浆孔，避免穿孔跑浆。3、2、8 注浆堵漏工艺注浆堵漏施工工艺流程见图。（1）在开挖面上严重“明漏”，或开挖面以下“暗漏”的围护部位做好定位标志。在渗漏部位的基坑中局部回填土方，回填时应分层压实处理。（2）使用改装的振动器将注浆管分别插到预定深度。同时按照水灰比 0.61范围内拌制水泥浆，建议使用水灰比 0.8 的水泥浆。拌制水泥浆时按照计算的浆液配比下料，下料时必须先加水，再边搅拌边加水泥，水泥浆的搅拌时间应控制在 60S 左右，水泥浆搅拌均匀后必须过滤后方可倒入储浆桶，严防块状物进入注浆管施工的发生。水泥浆在储浆桶内的静置时间超过 2min，必须搅拌数次，以减少固相的沉淀。（3）采购到的水玻璃波美
