深基坑富水強(qiáng)風(fēng)化巖治理方法分析

張振發(fā)

（中鐵一局集團(tuán)市政環(huán)保工程有限公司 甘肅蘭州 730050）

基坑開挖經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)涌砂涌水現(xiàn)象，隨著地下空間的發(fā)展，深基坑工程隨處可見越來越深?；佣侣┰诨娱_挖中尤為重要，好的堵漏措施能起到節(jié)約成本和確?；影踩?/p>

1 工程概述及水文地質(zhì)

盤旋路站采用明挖順做法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注咬合樁，設(shè)三道鋼管內(nèi)支撐?；娱L314m，寬16m，深18m；端頭井寬31m，深20m。該場地屬黃河一級(jí)階地，地層依次為：0.5～4.5m為素填土或黃土狀土層，6.5～12.3m為卵石層，12.3以下為強(qiáng)風(fēng)化巖層。強(qiáng)風(fēng)化巖為泥質(zhì)膠結(jié)細(xì)粒結(jié)構(gòu)，其中2～20mm顆粒約占15%，礦物成包括石英、長石及少量云母。地下水水位4.6～6.0m，變化幅度1m左右，砂巖滲透系數(shù)為10m/d。

2 基坑開挖易出現(xiàn)現(xiàn)象

基坑開挖時(shí)易出現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁間滲漏水流沙，樁體背側(cè)出現(xiàn)空洞；基坑四周涌水涌沙；基坑外側(cè)局部下沉及周邊建構(gòu)筑物變形沉降；支護(hù)構(gòu)件軸力急劇變化引起基坑坍塌。

3 基坑滲漏采取的措施

基坑滲漏水常采取截、堵、導(dǎo)及排相結(jié)合的措施處理，具體如下：

3.1 截

圍護(hù)樁施工完成后，沿樁外側(cè)設(shè)置止水帷幕深入底板標(biāo)高以下，上部超過地下水位標(biāo)高，同時(shí)基坑外側(cè)設(shè)降水管井?；铀闹茉O(shè)排水溝，防止地表水流入基坑。

3.2 堵

圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲水未形成整股流出，可采用堵漏靈或堵漏王直接封堵，并掛網(wǎng)噴射混凝土加固。圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)壁滲水為無壓力小股流出時(shí)，可采用臨時(shí)塞堵并進(jìn)行注漿加固。

3.3 導(dǎo)流

圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)壁滲漏水為承壓流水時(shí)，可采取導(dǎo)流與注漿加固相結(jié)合的方法。導(dǎo)流管將承壓水從管內(nèi)引流導(dǎo)出，以減輕基坑壁側(cè)壓力，同時(shí)需控制流沙含量，防止流沙量過大引起基坑外側(cè)塌方。

3.4 排

基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)測(cè)適當(dāng)位置設(shè)排水溝和集水井。溝內(nèi)填碎石濾料用水泵抽水排至基坑外，確保墊層施工前基底無積水。

4 治理方法

強(qiáng)風(fēng)化巖遇水后1h左右會(huì)逐層軟化，尤其遇到流動(dòng)水時(shí)在短時(shí)間內(nèi)形成流沙現(xiàn)象，基坑外側(cè)局部出現(xiàn)空洞，進(jìn)而引起基坑坍塌。砂巖具有明顯的外觀特點(diǎn)主要是：遇水膨脹短時(shí)間內(nèi)成流體狀，承載力急劇下降，曬干后表面略顯白色。將流體狀的砂巖裝進(jìn)編織袋進(jìn)行圍堰，經(jīng)編織袋透水過濾約需30min后沙袋便會(huì)成板結(jié)狀態(tài)。

4.1 砂巖遇水形成流沙狀態(tài)及治理措施

4.1.1 流沙狀態(tài)

因基坑第一段底板埋深比第二段底板深1.2m，開挖過程中強(qiáng)風(fēng)化巖遇水溶解后流向第一段基底，引起第一段基坑不斷出現(xiàn)流沙涌入現(xiàn)象，造成基坑開挖難度大效率低。

4.1.2 治理措施

（1）在坡面上部設(shè)置截水溝，溝內(nèi)鋪設(shè)過濾網(wǎng)，沿明溝長度方向每間隔50cm，設(shè)置一道引流管，同時(shí)將引流管與過濾網(wǎng)有效連。此法可延長強(qiáng)風(fēng)化巖遇水形成流沙流動(dòng)的時(shí)間，為后續(xù)實(shí)施提供時(shí)間。

（2）基坑錯(cuò)臺(tái)部位的砂巖采用人工開挖，邊開挖邊在錯(cuò)臺(tái)交界處堆碼砂袋形成砂袋圍堰，同時(shí)梅花形布置引流管，引流管與砂巖接觸一側(cè)端頭采用兩層濾網(wǎng)包裹用于過濾砂巖。圍堰形成后掛網(wǎng)噴射混凝土進(jìn)行二次加固。

4.2 圍護(hù)樁樁間漏水處理措

4.2.1 樁間漏水現(xiàn)象

樁間漏水原因?yàn)閲o(hù)結(jié)構(gòu)咬合率不好或止水帷幕施工質(zhì)量差，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)強(qiáng)風(fēng)化巖遇水沙化后，隨地下水不斷流入基坑內(nèi)。造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)出現(xiàn)孔洞，進(jìn)而引起基坑坍塌。

4.2.2 治理措施

（1）滲水未形成整股流出時(shí)，采用堵漏王及時(shí)封堵并掛網(wǎng)噴錨加固。當(dāng)形成無壓力小股流出時(shí)，采用臨時(shí)塞堵并進(jìn)行注漿加固。通常采用水泥漿和水玻璃混合注漿，體積比為1.5：1?，F(xiàn)場通過試驗(yàn)確定配比及凝固時(shí)間，調(diào)試時(shí)間為30-40s，超出調(diào)試時(shí)間混合漿達(dá)到初凝狀態(tài)。

（2）滲水整股流出或滲漏時(shí)間過長，導(dǎo)致圍護(hù)樁外側(cè)的泥沙流失嚴(yán)重出現(xiàn)較大的空洞時(shí)，應(yīng)使用舊棉被或廢舊布料對(duì)空洞進(jìn)行填塞。同時(shí)鑿出圍護(hù)樁鋼筋與鋼筋網(wǎng)片綁扎或焊接，當(dāng)鑿出圍護(hù)樁鋼筋較困難時(shí)，應(yīng)采用膨脹螺栓固定鋼筋網(wǎng)片。適當(dāng)位置安裝導(dǎo)流管將滲水引出，噴射混凝土加固，達(dá)到強(qiáng)度后封閉引流管。

（3）當(dāng)滲漏水壓較大時(shí)，掛網(wǎng)加固后不應(yīng)封閉引流管，否則該滲漏點(diǎn)被堵住的同時(shí)相鄰薄弱部位再次出現(xiàn)滲漏。為有效控制類似情況發(fā)生，在導(dǎo)流管進(jìn)水端增加過濾材料，減少泥沙過多流失，防止出現(xiàn)新的空洞。

（4）滲漏部位封堵后為防止后續(xù)開挖出現(xiàn)新的漏水點(diǎn)，在圍護(hù)樁側(cè)面采用注漿法對(duì)該薄弱部位進(jìn)行加固。注漿點(diǎn)遠(yuǎn)離漏水點(diǎn)布設(shè)，為防止孔與孔之間聯(lián)通引起已注漿體擾動(dòng)，采用間隔跳躍法逐漸向漏點(diǎn)靠近注漿。

（5）當(dāng)圍護(hù)樁外側(cè)出現(xiàn)較大空洞封堵引流后除側(cè)面注漿外，應(yīng)在圍護(hù)樁外側(cè)1.5m范圍內(nèi)，以滲漏點(diǎn)為中點(diǎn)布設(shè)地面注漿孔，中心距控制在0.5m，引孔深度比漏點(diǎn)深1.5m。注漿材料水泥采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.6，水玻璃濃度模數(shù)為2.8～3.4。水泥漿與水玻璃的體積比控制在1～1.5之間，注漿過程中應(yīng)嚴(yán)格控制壓力，確保加固體有足夠強(qiáng)度。

4.3 強(qiáng)風(fēng)化巖地質(zhì)基坑內(nèi)降水

基坑咬合樁施工完成后，理論上整個(gè)基坑已形成完整分割，坑內(nèi)封閉地下水在基坑開挖過程中流向最低點(diǎn)，遇到強(qiáng)風(fēng)化砂巖引起沙化給基坑開挖帶來難度。

（1）坑內(nèi)降水：基坑內(nèi)降水采用井點(diǎn)降水，主要用于疏干基坑內(nèi)卵石層和砂巖層裂隙中的滯留水?？觾?nèi)降水井抽水運(yùn)行的同時(shí)，應(yīng)對(duì)基坑外地下水位觀測(cè)井做好觀測(cè)記錄及時(shí)掌握水位變化情況，用以確定基坑內(nèi)滯留水是否疏干和提前判斷基坑封閉效果。

（2）坑內(nèi)排水：開挖面設(shè)置排水溝深度低于開挖面0.5m以下。依據(jù)現(xiàn)場情況每隔25m設(shè)集水井比排水溝低0.8m。隨基坑的不斷開挖隨之加深，保持地下水位始終低于基坑底。

（3）輕型井點(diǎn)施工方法。

①基坑土方開挖前30d進(jìn)行輕型井點(diǎn)施做。井點(diǎn)孔采用鉆孔法進(jìn)行施工，鉆孔直徑一般為30cm，鉆孔深度為基坑底部以下1m。管與孔壁之間用濾料填實(shí)，地下水位以上改用粘土填實(shí)。

②過濾管采用D50鋼管，長度為1.5m，濾孔間距30～40mm，孔徑為5～8mm，外纏兩層濾網(wǎng)用鐵絲綁扎。過濾管通過橡膠軟管連接引出地面與集水總管連接。

③井點(diǎn)管安裝完成后應(yīng)接通總管及抽水系統(tǒng)進(jìn)行試抽，檢查抽水效果。通常真空泵的工作壓力在0.6～0.8MPa，實(shí)際應(yīng)根據(jù)降水效果調(diào)整工作壓力。抽水應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行，直至施工完成或水量不足。

5 結(jié)束語

富水強(qiáng)風(fēng)化巖地質(zhì)深基坑施工時(shí)難免會(huì)發(fā)生基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水，應(yīng)及時(shí)采取有效措施，否則會(huì)由于封堵不及時(shí)或措施不當(dāng)造成不良后果，上述滲漏治理方法，經(jīng)過實(shí)踐證明效果較好，除注漿成本較高施工復(fù)雜外，其他方法便于操作成本較低。出現(xiàn)滲漏時(shí)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，采取針對(duì)性的堵漏措施降低施工風(fēng)險(xiǎn)。