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摘要:结合厦门某大型商业综合体项目地下室建设深基坑侧壁渗水处理工程实践,重点围绕基坑止水帷幕施工、支护动态设计、基坑监测、地质探测及应急预案等内容展开研究和分析,保证止水帷幕的施工质量及基坑内外安全,为今后类似工程提供案例参考。
关键词:深基坑;渗水;止水帷幕
大型复杂项目深基坑开挖建设为地下室主体施工提供安全可靠空间,其中基坑支护及止水帷幕施工质量至关重要。基坑支护中的支护桩虽是土体内施工,但桩基施工工艺成熟,质量有保障。然而,止水帷幕施工受地质土层变化、不可预见的岩石、工艺不成熟或者施工缝处理不到位等因素影响,极其容易出现质量缺陷,并在土方开挖过程中,在缺陷处出现渗漏水。在紧邻密集住宅的深基坑侧壁出现渗水未及时妥善处理,则将会导致周边建筑、道路沉降、塌陷,影响基坑及周边建筑安全。因此控制好止水帷幕施工质量,减少基坑侧壁渗水数量,妥善处理基坑侧壁渗漏水,对保障基坑及周边建筑安全至关重要。
1工程概况
该项目为商业综合体项目,地处厦门市中心,周边紧邻市政道路、地铁及密集住宅。项目建设总用地面积为26970平方米,总建筑面积为127163平方米(其中地上建筑面积为63970平方米,地下室建筑面积63193平方米),主要建设内容有为新建地上6栋建筑单体及场地3层全地下室等。地下室开挖深度达17米,基坑支护采用混凝土支护桩及两道内支撑梁相结合的方式,止水帷幕采用水泥土搅拌桩的形式。
2工艺选型
止水帷幕施工工艺常见的有连续三轴水泥土搅拌桩及高压旋喷桩。两者都是水泥与土混合形成的水泥土桩,三轴搅拌桩设备较大,对施工工作面要求较高;从工程实践看,在同等地质条件上三轴搅拌桩止水效果优于高压旋喷桩;从施工可行性看,三轴搅拌桩适合在较软土层施工,而高压旋喷桩的基本适用所有土层。鉴于项目紧邻市政道路、地铁及密集住宅,对止水效果要求高,同时局部区域工作面狭小,项目以三轴水泥搅拌桩为主,以高压旋喷桩为辅,以实现最佳的止水效果。
3质量控制
在合理选型的基础上,控制过程施工质量是保证止水效果的关键。项目止水帷幕工程较大,其中三轴搅拌桩数量有1988根,高压旋喷桩数量有212根。为做好质量控制,主要从以下方面把控:
(1)基本试验。做好基本试验是保证止水帷幕质量的第一步,是对现有设计参数是否满足止水要求的验证。根据设计要求及参数在施工前做三根基本试验,并对基本试验的水泥土进行无侧限抗压强度检测,如不能满足则需要调整施工参数及工艺。
(2)水泥用量及水灰比控制。在施工过程中,随时对水泥浆的水灰比进行检测;同时,根据搅拌桩直径及深度测算水泥用量,对每根搅拌桩的实际水泥用量进行记录,确保搅拌桩实体的水泥用量及水灰比达到设计要求。
(3)钻机钻进及提升速率控制。
为达到最佳的搅拌质量,钻杆在下沉及提升时注入水泥浆的速度应控制在设计要求内,通常钻进速度宜为0.5m/min,提升速度宜为1.0m/min。
(4)连续施工
水泥土搅拌桩搭接处是薄弱环节,易出现缺陷渗水。因此,应尽可能连续施工,搭接施工时间不宜大于24h,避免冷缝出现。如不可避免出现冷缝,则需进行补强的设计处理。
(5)应急处理
在三轴搅拌桩施工时,有可能遇见地质岩石无法完成钻进施工,此时需尽快组织设计单位采取相关处理措施,如调整止水帷幕位置或者采用高压旋喷桩施工等,避免搭接处出现冷缝或者搅拌桩身缺陷。
4渗水处理
在项目地下室土方开挖过程中,分别在-8米及-14米处各出现一处渗水点。
-8米处渗水点渗水流量不大,但水浑浊带有沙土,采取“以堵为主,结合疏排”的堵漏方案,在漏水点上方桩间植筋、封模、浇筑混凝土;在漏水点处塞紧棉被、稻草等、再置入疏水管疏排、周边用堵漏王、水泥封堵加固措施;待漏水量减小时,将疏水管关闭,完成了渗水点的彻底封堵。
在-14米处出现渗水点同样按照上述的方法进行应急处理后,水质变得清澈,但流水量仍较大,短期未能成功关闭疏水管。鉴于此,项目组成立专门巡视小组,每天两次观察此渗水点的水量变化情况。两个月后,此渗水点的水量仍无减小,虽没有沙土流失,但长时间的地下水流失也会造成周边紧邻道路及建筑的沉降开裂。项目组紧急组织相关参建单位及地质岩土专家进行现场调研,讨论并采取以下处理措施:
(1)在基坑侧壁渗(漏)水的处理期间,加强对周边建筑沉降、水位的监测,如监测数据异常,立即启动应急预案;
(2)在基坑漏水点安装摄像监控,采取全天侯的值班观察,随时了解并掌握漏水点的出水量及含砂量等变化情况,发现异常马上预警;
(3)在渗水点周边的地面处增设回灌井,在地下水位出现异常时,能及时回补水位;
(4)为进一步排查基坑侧壁漏水点周边是否存在空洞、富水层等病害体,及时了解基坑侧壁渗漏水对周边道路、管线及建筑物结构安全产生的影响,每月对渗漏水点周边50米范围内进行一次雷达探测的监测工作。通过监测图像分析,整体波形稳定,分层明显,同相轴连续且规律性较强,波形无明显异变,探测位置周边无明显空洞、富水体等病害体,发生风险可能性等级为A级,近期不可能发生,远期发生可能性很小。
采取更多的措施后,漏水点出水量比较稳定,没有出现沙土流失及其他影响安全的异常现象。同时,结合基坑及周边建筑变形监测、水位监测和雷达探测结果,该渗水点风险源属可控状态,不影响基坑内外安全。
结束语
通过对止水帷幕合理选型配置及施工质量控制,整个地下室基坑侧壁(止水帷幕面积达13600平方米)仅出现两处渗水点,整体的止水效果较好;同时,在对出现异常渗水点采取多方面的措施,丰富了基坑侧壁渗水处理方法,将安全不确定性转变为可控,保证了基坑及周边建筑的安全。如今项目已顺利完成整个地下室主体结构,因此本项目水帷幕质量控制及渗水处理措施,为今后类似工程提供案例支撑。
参考文献:
《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013;
《建筑基坑工程监测技术规程》GB50497-2009。