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摘要:地铁基坑近临江边,高水位、高水压砂层对围护结构止水效果提出了较高要求,一旦围护结构止水效果不佳,开挖过程中墙缝或桩缝突发涌水涌沙,控制不利易造成坑外砂层流入基坑出现空洞,给周边建筑物安全带来极大风险。广州地铁六号线某标出入口基坑,由于工期紧,连续墙接头清理不彻底,开挖过程中多次涌水涌砂,出现几次险情,给基坑及周边建筑物安全带来较大隐患。涌水涌砂处理选用聚氨脂、WSS、旋喷桩工法,通过现场实践,重新认识了其技术可行性与经济合理性。本文通过对围护结构接缝漏水处理方式进行探讨。
关键词:墙缝;涌水涌沙;处理
1、工程概况
广州地铁六号线某标出入口长度约为53米,标准宽度4.5米,最宽处7.9米,基坑最深开挖深度为13.9m。围护结构设计采用地下连续墙,共设置2道支撑,第一道为钢筋混凝土撑,第二道为Φ600壁厚12mm的钢支撑。该工程紧邻珠江,地层软弱富含水,水位高,地层情况及各层厚从上至下依次为:人工填土层平均厚度2.76m,淤泥质土层平均厚度3.51m,粉细砂层,平均厚度3.88m,中粗砂层平均厚度3.7m,下部为泥质粉砂岩强、中、微风化带。初见地下水位埋深4.20~4.60m(标高3.24~3.63m),稳定水位埋深4.40~4.70m(标高3.08~3.43m)。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄、珠江涨落潮有密切的关系。
该出入口是整个六号线通车瓶颈,因此工期十分紧张,必须于10月底前完成主体工程。而出入口东侧8m处为老旧骑楼(危房),必须确保建筑物安全,这给基坑开挖安全提出了较高要求。
2、墙间接缝涌水涌沙情况
基坑涌水涌沙处填砂包反压处理
由于工期紧、场地狭小,地连墙施工时幅与幅接头处清理不彻底,致使在基坑开挖期间,连续墙接缝共四处频繁发生涌水涌沙,最严重的一次涌沙量达15m3(如下图所示),给基坑及邻近建筑物安全带来极大威胁。由于近邻珠江,地下水补给充分,水位及水压均较高,打入木楔、棉絮、钢管等方法均不能堵住涌水涌沙,最终采用在涌水点处堆积沙袋控制涌沙,如右图所示。临时控制涌沙后再进行开挖前需要进行注浆或其它措施处理。
基坑涌水涌沙平面位置图
3、接缝涌水涌沙治理工法应用
(1)WSS注浆处理效果探讨
涌水涌沙有加剧趋势时,立即回填砂包反压,控制涌沙,由于水压大,涌水无法完全控制住,因此允许有少量水流出,再采用WSS双液浆堵水。WSS注浆为钻注一体注浆工艺,钻杆、钻头形式与旋喷桩二重管类似,中心眼孔充当水泥喷浆孔,四周为水玻璃喷射孔,在钻杆底部汇合,水泥浆与水玻璃发生化学反应快速凝固。采用该工法后止水效果较佳,可在短时间内实现止水。但由于该区域近邻珠江水系,水玻璃、水泥浆在钻杆底汇合前遇动水后被稀释,扩散范围迅速扩大,浆体中水泥含量极低,其自身强度达不到要求。反压砂包取走后,基坑外的高压水又迅速冲开漏水点,再次发生涌水涌沙。后又经过反复处理,均以失败告终。
(2)旋喷桩处理效果探讨
WSS注浆工法水玻璃使用量巨大,而浆体强度低,处理涌沙效果差,同时成本也较高。综合比选,采用传统的双管旋喷桩进行处理,在水泥浆中掺入极少量水玻璃,使浆体能够短时间内实现凝固。旋喷桩在该基坑四处涌水涌沙点处理,有三处效果较好,开挖后未再发生涌沙。另一处效果一般,主要原因是WSS注浆反复扰动四周土体,而基坑内有漏浆通道,使旋喷浆液扩散不均勻。
(3)聚氨脂注浆处理效果探讨
该方法是利用聚氨脂的遇水膨胀原理,使其在漏点四周形成一个发泡体,起到止水作用。具体施工方法是首先采用地质钻机引孔下直径50mm的胶质管,再采用低压泵灌注聚氨脂,聚氨脂从管底渗入土层,其遇水后膨胀。
由于聚氨脂受周边沙层限制,浆液扩散不均匀,聚氨脂无法达到理想状态下的均匀遇水膨胀;另外,由于沙层成孔下管困难,单孔钻孔下管需1~2天,对工期不利。该方法在该基坑一处漏水点实施,效果差,未能起到止水堵沙作用。同时由于聚氨脂造价昂贵(40000元/吨),远高于旋喷桩成本,后期施工中未采用。
(4)各工法经济对比
假设在各工法技术可行的情况下,以一个墙体接缝为例,采用WSS注浆、双管旋喷桩及聚氨脂三种工法堵水堵沙分别进行成本统计,详细如表1所示。
各工法注浆堵水堵沙成本对比表
四、结束语
通过技术经济比较,基坑围护结构墙缝涌水涌沙治理采用旋喷桩工法较为有效,WSS工法治理涌水较果较好,但由于水玻璃含量大,涌漏点加固强度低,再次开挖时仍易发生涌水涌沙,需慎重采用。聚氨脂加固效果差、成本高,不推荐采用。
参考文献:
[1] 简明深基坑工程设计施工手册 赵志缙
[2] 浅谈深基坑如何防止围护结构涌水涌砂 盛习德 李柽 现代城市轨道交通 2012年04期
关键词:墙缝;涌水涌沙;处理
1、工程概况
广州地铁六号线某标出入口长度约为53米,标准宽度4.5米,最宽处7.9米,基坑最深开挖深度为13.9m。围护结构设计采用地下连续墙,共设置2道支撑,第一道为钢筋混凝土撑,第二道为Φ600壁厚12mm的钢支撑。该工程紧邻珠江,地层软弱富含水,水位高,地层情况及各层厚从上至下依次为:人工填土层平均厚度2.76m,淤泥质土层平均厚度3.51m,粉细砂层,平均厚度3.88m,中粗砂层平均厚度3.7m,下部为泥质粉砂岩强、中、微风化带。初见地下水位埋深4.20~4.60m(标高3.24~3.63m),稳定水位埋深4.40~4.70m(标高3.08~3.43m)。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄、珠江涨落潮有密切的关系。
该出入口是整个六号线通车瓶颈,因此工期十分紧张,必须于10月底前完成主体工程。而出入口东侧8m处为老旧骑楼(危房),必须确保建筑物安全,这给基坑开挖安全提出了较高要求。
2、墙间接缝涌水涌沙情况
基坑涌水涌沙处填砂包反压处理
由于工期紧、场地狭小,地连墙施工时幅与幅接头处清理不彻底,致使在基坑开挖期间,连续墙接缝共四处频繁发生涌水涌沙,最严重的一次涌沙量达15m3(如下图所示),给基坑及邻近建筑物安全带来极大威胁。由于近邻珠江,地下水补给充分,水位及水压均较高,打入木楔、棉絮、钢管等方法均不能堵住涌水涌沙,最终采用在涌水点处堆积沙袋控制涌沙,如右图所示。临时控制涌沙后再进行开挖前需要进行注浆或其它措施处理。
基坑涌水涌沙平面位置图
3、接缝涌水涌沙治理工法应用
(1)WSS注浆处理效果探讨
涌水涌沙有加剧趋势时,立即回填砂包反压,控制涌沙,由于水压大,涌水无法完全控制住,因此允许有少量水流出,再采用WSS双液浆堵水。WSS注浆为钻注一体注浆工艺,钻杆、钻头形式与旋喷桩二重管类似,中心眼孔充当水泥喷浆孔,四周为水玻璃喷射孔,在钻杆底部汇合,水泥浆与水玻璃发生化学反应快速凝固。采用该工法后止水效果较佳,可在短时间内实现止水。但由于该区域近邻珠江水系,水玻璃、水泥浆在钻杆底汇合前遇动水后被稀释,扩散范围迅速扩大,浆体中水泥含量极低,其自身强度达不到要求。反压砂包取走后,基坑外的高压水又迅速冲开漏水点,再次发生涌水涌沙。后又经过反复处理,均以失败告终。
(2)旋喷桩处理效果探讨
WSS注浆工法水玻璃使用量巨大,而浆体强度低,处理涌沙效果差,同时成本也较高。综合比选,采用传统的双管旋喷桩进行处理,在水泥浆中掺入极少量水玻璃,使浆体能够短时间内实现凝固。旋喷桩在该基坑四处涌水涌沙点处理,有三处效果较好,开挖后未再发生涌沙。另一处效果一般,主要原因是WSS注浆反复扰动四周土体,而基坑内有漏浆通道,使旋喷浆液扩散不均勻。
(3)聚氨脂注浆处理效果探讨
该方法是利用聚氨脂的遇水膨胀原理,使其在漏点四周形成一个发泡体,起到止水作用。具体施工方法是首先采用地质钻机引孔下直径50mm的胶质管,再采用低压泵灌注聚氨脂,聚氨脂从管底渗入土层,其遇水后膨胀。
由于聚氨脂受周边沙层限制,浆液扩散不均匀,聚氨脂无法达到理想状态下的均匀遇水膨胀;另外,由于沙层成孔下管困难,单孔钻孔下管需1~2天,对工期不利。该方法在该基坑一处漏水点实施,效果差,未能起到止水堵沙作用。同时由于聚氨脂造价昂贵(40000元/吨),远高于旋喷桩成本,后期施工中未采用。
(4)各工法经济对比
假设在各工法技术可行的情况下,以一个墙体接缝为例,采用WSS注浆、双管旋喷桩及聚氨脂三种工法堵水堵沙分别进行成本统计,详细如表1所示。
各工法注浆堵水堵沙成本对比表
四、结束语
通过技术经济比较,基坑围护结构墙缝涌水涌沙治理采用旋喷桩工法较为有效,WSS工法治理涌水较果较好,但由于水玻璃含量大,涌漏点加固强度低,再次开挖时仍易发生涌水涌沙,需慎重采用。聚氨脂加固效果差、成本高,不推荐采用。
参考文献:
[1] 简明深基坑工程设计施工手册 赵志缙
[2] 浅谈深基坑如何防止围护结构涌水涌砂 盛习德 李柽 现代城市轨道交通 2012年04期