邻江地区超深基坑论文渗漏防治论文.docx
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邻江地区超深基坑论文渗漏防治论文
邻江地区超深基坑论文渗漏防治论文
摘要:
基坑渗漏主要受围护结构的施工质量、连续墙槽形、止水桩布置、基坑变形及水文条件等因素的影响。
前言
随着我国城镇化规模的扩展,城市交通问题日趋严重,建设轨道交通系统是解决此类问题的有效方法。
国内地铁规模建设自上世纪90年代开始,建设规模不断扩大,随着地铁线网的完善,出现了多线交叉的复杂形式,相应的地铁车站的基坑工程也往深基坑模式发展。
临江河地区地下水含量极其丰富,甚至还发育有深厚砂砾石承压含水层,对深基坑工程具有极大的影响,基坑渗漏水就是很典型的一面。
由于超深围护结构施工中存在不可避免的缺陷,基坑开挖过程中通常会产生不同程度的渗漏现象,给基坑土方工程和主体工程施工带来困难,严重时可引起重大安全事故。
因此,预防基坑渗漏和应急处理基坑渗漏有着重要的意义。
1工程背景
1.1工程概况
杭州地铁某车站为两条地铁线路的换乘车站,该车站为地下三层岛式车站,两柱三跨框架结构,车站长145m,车站宽21.1~24.9m,端头井基坑深25.3m,标准段深23.8m。
车站采用地下连续墙作为围护结构,地下连续墙厚度为1m,深51m,墙趾插入卵石层。
如图1,槽幅形式有一字型,L型以及T型。
1.2场地工程地质水文地质条件
根据地质勘察,站址所在场地为萧绍冲积平原,地势较为平坦,地面标高6.2m左右。
地貌形态单一,属钱塘江河口冲海积平原地貌。
基坑开挖深度范围内土层(图2)主要为①2层素填土,土质厚度不均、软硬不一;③3砂质粉土夹粉砂、③5粉砂夹砂质粉土,性质较好;③2砂质粉土、③4砂质粉土性质一般;③7砂质粉土性质一般,③层土在动水压力下易产生流砂、涌水;④3、⑥2层淤泥质粉质粘土呈流塑状,具高压缩、高灵敏度、有明显的触变、流变特性,在动力作用下,极易造成土体结构破坏,使土体强度降低。
场地地下水有松散岩类孔隙潜水和承压水,埋深分别为2.1-3.9m和4m,其中承压水层位于(12)1中砂层和(14)3圆砾层,厚度约29m,顶板标高-24.0m左右,富水性好。
2施工问题及原因分析
2.1连续墙渗漏概述
本工程自2010年10月开始开挖换乘节点基坑,至2011年6月已发生多次不同程度的围护结构渗漏水,不但影响围护结构安全,使工期滞后,还造成了一定的经济损失。
为分析围护结构渗漏水的原因,并在此基础上提出今后类似工程施工的指导、预防措施,渗漏水事故的详细过程罗列于下。
2.1.1第一次漏水(2011.5.1)
漏水位置:
换乘节点东南角,连续墙6S-19与6FE-1接缝处,见图3
漏水点深度:
距地面15.0~16.0m,距开挖面1m
开挖深度:
距地面17.0m
漏水时间:
14:
00~17:
00
漏水情况:
在突发情况之前、开挖四道撑以下1m左右时,该处已有漏水情况,但被土覆盖,并不严重。
随着基坑继续开挖,渗漏点处覆土的移除,突发涌水,初始漏水量达到30m3/h以上,伴随同时大量泥砂涌出。
此时东南角开挖深度约17.0m,漏水处距地面15.0~16.0m,漏线高1m,最宽处约15cm。
漏水持续时间约3小时,导致附近东侧地面小范围内出现沉降,最大沉降达80cm左右。
2.1.2第二次漏水(2015.5.20)
漏水位置:
换乘节点西南角,1号线与6号线地墙接缝,见图4
漏水点深度:
第四道撑下约0.5m(距地面15.0m,距开挖面3m)
开挖深度:
距地面18.0m
漏水时间:
0:
03~1:
30
漏水情况:
突发情况之前该处已有轻微漏水,5-16日用快速水泥在渗漏处抹面一次,效果不明显。
5-20日凌晨,漏水情况急剧严重。
漏点距地面约15.0m,漏洞直径达20cm,初始出水量达40m3/h,喷射距离1.5m,涌出大量泥砂,此次渗漏引起基坑南侧的江南大道边缘局部沉降达8cm。
2.1.3其他渗漏点
自换乘节点段基坑开挖以来,围护结构发生多处渗漏,除了上述几处严重的喷涌点外,还有多出轻微的渗漏点,均为地下连续墙接缝处,如下所述:
墙段1W-1与1W-2,6N-14与1W-1,6N-13与6N-14,6N-11与6FW-3,6FW-1与6FW-2,1E-1与1E-2,6S-16与1E-2,6S-16与6S-17,6S-18与6S-19,6N-18与6N-19,1E-3与1号线地连墙接缝处。
平面位置分布如图5所示。
2.2基坑渗漏原因及影响因素分析
渗漏需要三个条件:
水头差、渗流通道(即围护结构薄弱点)、水力补给,与众多因素有关,以下主要从本工程围护结构施工、止水桩效果、基坑开挖、水文地质条件等进行分析。
2.2.1围护结构施工质量
上述两处严重渗漏点均为围护结构有特殊问题。
换乘段东南角6FE-1地连墙施工时,与6S-19接缝处锁口管顶拔时断裂,留下了安全隐患,基坑开挖时渗漏点漏线高1m,最宽处约15cm;换乘段西南角1号线连续墙为既有的,新施工的6s-11与既有连续墙接缝(斜交)存在缝隙,开挖过程中漏洞直径达20cm。
由上述可知,基坑施工中发生渗漏的根本原因是围护结构存在缺陷,即渗流通道。
连续墙接缝处存在夹泥、夹砂原因主要有以下几方面:
(1)接头桩倾斜造成刷壁不到位。
除了锁扣管吊放不垂直及槽口固定不牢靠外,砼浇筑过程中锁口管受到砼侧压力产生变形也是槽壁倾斜的重要原因。
(2)槽底沉渣。
地下连续墙槽孔底部的淤积物是墙体夹泥的主要来源,混凝土开浇时向下冲击力大,混凝土将导管下的淤积物冲起,一部分悬浮于泥浆中,一部分与混凝土掺混。
处于导管附近的淤积物,随混凝土浇筑时间的延长,又沉淀下来落在混凝土表面上,当槽孔混凝土面发生变化或呈覆盖状流动时,这些淤积物最容易被夹在混凝土中,形成夹泥。
2.2.2连续墙形状
连续墙槽段形式大部分为“一”形,但也存在一些异型幅,如“L”形、“T”形等。
异型幅槽段存在阳角,双侧卸荷使得其稳定性差,容易坍塌,同样在浇筑砼过程中坍塌的可能性也大增,坍塌的土体混进砼中就形成了上述的夹泥、夹砂,因此,异型幅槽段接缝漏水的概率要大于“一”形。
2.2.3连续墙外侧止水桩
对地下连续墙接缝处均采用3根Φ800mm咬合200mm高压旋喷桩止水,主体止水桩长为地下3m至④3淤泥质粉质粘土层下2m、附属止水桩长为地下3m至坑下3m,如图6所示。
从现场施工情况来看(图5漏水点分布),旋喷桩整体加固止水效果一般,基坑开挖后存在大量渗漏点,尤其是③5粉砂夹砂质粉土范围;换乘段西南角1、6号线连续墙接缝外侧施工了28m2旋喷桩,依然在开挖过程中发生喷涌;旋喷桩的施工质量大大增加了渗漏的风险。
2.2.4基坑开挖与围护结构变形
基坑开挖并非围护结构渗漏的根本原因,但也有一定的影响,体现在两个方面:
(1)土方开挖使渗流路径变短,促成了流土的发生;
(2)基坑开挖使围护结构向坑内变形,若相邻两墙变形不一致,有可能造成接缝处错开,增加了渗漏的可能。
2.2.5水文地质
本工程承压水顶板埋深约28m,隔水层厚度约10m,几次喷涌点距承压水顶板12~14m,可判定喷涌与承压水无关联,均为地层潜水。
喷涌点所处土层为③5粉砂夹砂质粉土,该层水平渗漏系数0.441m/d,粘聚力低,容易发生涌水涌砂。
另外,粉砂层自立性差,空隙大,成槽过程中泥皮难以形成,浇筑砼时易坍塌形成夹泥、夹砂,也解释了喷涌点为什么位于12m~17m范围。
3渗漏对基坑安全及周边环境的影响
基坑开挖过程发生的渗漏或渗透破坏,可以分为开挖面之上、开挖面之下。
开挖面之上多为围护结构的轻微渗漏或喷涌,开挖面之下的则是流土或管涌破坏。
围护结构出现渗漏,必须及时进行封堵,否则容易出现流沙、流泥,甚至管涌,影响后续工程施工和基坑安全、而且还会给周边环境造成破坏,引发煤气、水力、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。
以下从本工程实测数据分析渗漏对基坑安全及周边环境的影响。
换乘段基坑监测点布置图如图7所示。
(1)5.1日渗漏事故
图8为5.1漏水点附近地表沉降、水位、支撑轴力、变化曲线。
由于漏水点位于6号线东区基坑内部,水力封闭,因此影响范围有限,风险相对小。
东侧CJ-D-1~CJ-D-1沉降明显,而南侧由于连续墙的阻隔作用,基本不受影响;水位观测孔距漏水点较远,水位降低多为后期增设疏干井降水所致。
因支撑轴力测点并非漏水点附近支撑,难以分析漏水对支撑轴力影响,第四道支撑波动明显主要是因位于开挖面附近,受土体开挖影响。
(2)5.20日渗漏事故
图9为换乘段西南角漏水点附近监测数据。
受漏水影响,江南大道沉降明显,4个小时最大沉降达到120mm,封堵后即趋于稳定;测斜WY5与漏水点处连续墙处于对撑位置,漏水后,该连续墙先发生向坑外的位移,随后又向坑内位移,典型深度处(17m、27.5m)连续墙水平变形如图3.7(c)所示,原因分析如下:
涌水涌砂在墙后形成空洞或土体疏松,由此产生的土拱效应使得漏点周围连续墙土压力增大,位移也相应增大,对撑位置连续墙因而产生向坑外的位移,渗水造成坑内被动区土体强度降低及基坑后续开挖使得连续墙继续坑内位移。
(c)WY5连续墙17m、27.5m深度处水平位移曲线
4渗漏水处理方法
通过对渗漏原因的分析,基坑渗漏首先应该从根源做起,即对地墙施工、止水桩施工等严格把关。
一旦发生渗漏情况,证明围护结构防水、外包防水层肯定存在缺陷,但无法进行处理,只有通过对结构混凝土缺陷进行修复才能解决渗漏问题。
地铁车站堵漏主要以注浆封堵结构缺陷为主要手段,渗漏情况主要为点渗、面渗、施工缝渗漏、裂缝渗漏及变形缝渗漏。
不同的渗漏情况分为不同的处理方法。
4.1渗漏部位确定
一般采用干抹布拭干面,稍等片刻即可直观地观察到渗水点。
如湿面不易看出,可采用热风吹干后观察。
面渗及施工缝、裂缝、变形缝渗漏的渗水虽然需全面处理,但是仍需通过上述办法了解渗漏情况,如渗漏速度、渗水量、渗水点分布、渗水压力等。
4.2处理方法
4.2.1点渗漏
点渗漏的现象可分为点或小于5cm的裂缝。
在该点或裂缝中心钻孔,孔径为10mm,深6cm,高压清水冲洗后注浆。
注浆管嘴离孔底要有一定间隙,孔口与注浆管采用堵漏粉固定,两侧裂缝也同样采用堵漏粉封堵,若效果不佳再进行凿槽处理。
4.2.2面渗漏
面渗由点渗密集而成,如直径小于5cm的面积,首道工序可按点渗处理,然后在渗水面内凿深3cm,清洗后涂刷堵漏粉,使基面干燥并涂刷双组分聚氨酯涂料,最后用防水砂浆封闭。
面渗面积大于5cm,深凿基面6cm,清刷暴露钢筋,环向稍加深2cm,以利止水。
基面涂刷堵漏粉三道,堵漏粉的调配稠度因基面湿度而定,以操作感官效果为准。
若个别点效果不佳,可采用堵漏粉后补,厚度5mm~15mm即可。
涂刷双组分聚氨酯1mm,涂刷前,基面需风干,双组分聚氨酯的涂刷宜预留出2cm做砂浆结合部位;防水砂浆封闭。
4.2.3裂缝及施工缝渗漏
工艺流程
钻注浆孔→凿U型槽→清理基面→冲洗注浆孔→嵌入注浆管→堵漏粉封面→注浆→封闭注浆管→基面恢复。
注浆参数表如表2所示。
5结语
基坑渗漏是普遍而又不容忽视的重要问题,鉴于对某深基坑漏水处理的工程实践,得出如下结论:
(1)基坑渗漏主要受围护结构的施工质量、连续墙槽形、止水桩布置、基坑变形及水文条件等因素的影响。
(2)基坑渗漏对周边环境的影响严重,一方面渗漏的泥沙会造成周边地表的沉降,另一方面基坑产生的变形会造成周边建构筑物的破坏。
(3)结构渗漏按照出现在开挖面以上和以下,以及轻微渗漏、严重渗漏和管涌等渗漏类型选用相应的堵漏技术和工艺。
参考文献:
[1]赵小翠,姜振泉,王汝宝.苏州2#、4#线火车站地下水对基坑稳定性影响[J].能
源技术与管理,2009(02)
[2]胡中雄.土力学与环境土工学[M].上海:
同济大学出版社,1997
[3]刘海卿,于海峰,于波.深层地下连续墙槽壁稳定机理研究[J].科学技术与工程,
2006(08)
[4]张云海,赵伟成,陆泾群.复杂环境下以地下连续墙作围护的基坑堵漏抢险施工技术
[J].建筑施工,2008(07)
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