定点化学注浆施工技术在基坑渗漏水处理中成功应用

定点化学注浆施工技术在基坑渗漏水处理中成功应用

深圳市瑞沃工程有限公司广东深圳518000

摘要:基坑渗漏水是基坑开挖与支护施工中常见的问题,其防治与处理措施是施工技术人员一直研究的课题。本文作者通过定点化学注浆施工技术在深圳市东部过境高速公路工程明挖隧道基坑施工中的成功应用效果,针对基坑渗漏水定点化学注浆法进行了阐述与分析探讨,将建筑结构渗漏水修补的注浆施工技术延伸应用于基坑渗漏水问题的处理中。

关键词:定点钻孔;高压旋喷桩;渗漏水;化学注浆

1工程概况

深圳市东部过境高速公路连接线工程第1标段西起爱国路立交,穿越东湖公园,东接东部过境高速公路主线隧道,采用地下全互通立交。施工内容包括全长4078.74米的隧道、地面道路改造段(690米)、两车道主线段(合计单线长1561米)及托换桥梁。项目建成后,对完善深圳市总体规划路网,畅通片区交通,缓解市中心区内的交通压力,促进深圳东部地区社会经济的可持续发展,具有极其重要的意义。

明挖隧道施工包括SE和ES隧道基坑开挖与支护、主体和附属结构施工,其中ES匝道工程沿沿河北路高架桥西侧展开,总长365m,其中敞开段140m,暗埋段225m。ES隧道明挖基坑开挖深度约1.13~18.05m,匝道设计主要为钻孔灌注桩和止水高压旋喷桩围护结构,桩间采用Φ800mm双管高压旋喷桩止水。施工过程中发现ES匝道ES01-ES06区旋喷桩间砂层部位存在漏水现象,对主体防水产生一定影响,分析为地下水K值较大以及高压旋喷桩引孔垂直度欠缺所致。

针对ES匝道ES01-ES06区旋喷桩间渗漏问题,积极地组织了研究处理措施并实施,根据堵漏效果,得出有效的基坑渗漏处理方法,即定点化学注浆施工方案。为保障基坑整体稳定性及基坑外路面行车安全,在基坑外靠路一侧冠梁边选取渗漏大的桩间进行布点注浆。

2工程施工条件

2.1周边环境

场地现状为沿河北路高架桥两侧的地面道路,下穿黄贝路,明挖隧道一端连接地面道路,一端连接匝道暗挖隧道段,地势较为平坦。

同时存在新建地下管线,施工时地下管线紧邻明挖隧道基坑。

明挖隧道位于爱国路高架桥两侧,现状道路和高架附近居民楼较多,地下管线密集,隧道范围内有大量管线需要迁移。明挖基坑紧邻粤港供水公司办公楼、东深公安分局办公楼,粤港供水公司新建挡墙、爱国路高架桥桥体及桥墩等主要建(构)筑物和雨水箱涵、雨水(污水)管、中/次高压燃气管、10KV高压电缆等地下管线。在基坑施工时,除加强监控量测外,对重要的管线,需进行保护。

2.2地层岩性

根据ES匝道结构纵断面布置图钻孔资料显示,场地地质结构自上而下为:

杂填土:主要由砂质土组成,混部分建筑垃圾,分布不均匀,厚度2~4m;

含砾砂层:含少量粘粒,砂层底板附近多见次棱角、次圆卵石,卵石含量5%、约8cmc以下。该层是本场地主要含水层,层厚3~5m。

强风化混合花岗岩:该层板不稳定,多处缺失,局部较薄,其中含大量中风化岩块。

中风化混合花岗岩:岩芯多见破碎,呈碎块状。层顶标高1.0m左右,即孔深10m左右。石块呈浅灰白色,坚硬,掘进困难。

2.3水文地质条件

主体结构抗浮水位按现状地面标高以下0.5m考虑。根据工程勘探报告,场地地下水主要受大气降水渗入补给及深圳水库水体侧向补给影响,稳定水位埋深在3~3.5m之间。地下水在弱透水地层中对混凝土结构具弱腐蚀性,在强透水地层中对混凝土结构具中等腐蚀性,对隧道钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

3施工方法的选择

针对该工程基坑支护旋喷桩间砂层渗漏水问题,制定并实施多种处理方法进行了对比论证,最终选择桩间定点化学高压注浆法。

(1)高压旋喷。由于基坑已经开挖,因位置局限无法实施高压旋喷。

(2)地面钻引孔,压力注浆。通过试验施工表明,因无法屏蔽四窜的压力而冒浆,终未奏效。

(3)地面化学注浆。从ES匝道竖井坍塌处实施结果确定,因成本过高,且缺乏针对性,止水效果不好。

(4)桩间定点化学高压注浆。该方法根据建筑主体结构注浆法的研究延伸而来,使用设备较轻,操作简单,成本低,适用性、针对性强。

4施工方法

4.1施工准备

(1)收集场地地质资料,了解地下水特征及K值。

(2)桩间漏水的基本情况,如:地层、深度、特征(渗流、射流、涌流、流量、是否混浊)以及桩间坍塌程度。

(3)制定堵漏方案。

(4)购买化学主剂、辅剂、机具。

化学主剂:聚胺酯类(油性、亲水性)、预凝剂。

辅剂:发泡稳定剂、乳化剂、水玻璃,按一定比例与主剂混合。

特制材料:高压注浆加长针管。

其它:高压控制开关、膨胀镙杆、相关工具及劳保用品。

4.2施工工艺

(1)多数漏水位置在第三道围檩上,作业人员必须系好安全带、佩戴安全帽、穿好套鞋及橡胶防护手套。

(2)清理漏水工作面,将工作面多余的钢筋、混凝土块、铁丝移除。桩间有险情的混凝土块必须清除,以防发生滑落导致意外。

(3)将坍塌桩间用膨胀螺杆锚入桩身,相邻桩身膨胀螺杆用Φ8钢筋电焊连接,内侧制作挡板插入,用Φ50PVC管导水,导水管前设置多层滤砂网,再用水玻璃拌P.O42.5普通硅酸盐水泥浇筑于挡板内侧,以限止坍塌过大。

(4)桩间渗流面,对于无坍塌的射流面不做特殊处理。

(5)在渗流面高点、射流点上下0.3m及0.2m各设置一个高压注浆孔,用电锤成孔,孔径20mm,孔深80cm(穿过支护桩中心连接0.5m),注浆孔倾角不大于10º。

(6)插入特制并加长的高压注浆针管,针管长0.8m,内径3mm,针管口直径1.5mm。高压注浆针管外端设置改进的止回球,高压注浆针管与孔口壁封闭。高压注浆针管外端与高压泵、高压管、高压枪阀相连。

(7)高压注浆。采用ZC-99单液高压灌浆泵,将按比例配制的化学预凝液经1~3MPa高压向目的受浆区实施注浆。

(8)注浆量、压力、终注条件

每个桩间堵漏基本分为两个阶段,前阶段堵漏,后阶段复查堵漏,前后阶段间隔时间约2~5天。多数情况下,前阶段堵漏效果显著,水位上升、水压升高会在较高位置或相邻位置出现漏水,对这些漏水进行封堵,则需后阶段处理。

1)注浆量。根据支护桩外侧土体结构被扰动程度和外侧土体是否因坍塌形成空腔而定。单孔前阶段注浆需要重复5~10次,每次注浆量0.5~2L,次间停歇5~10min,以期化学浆液与水充分化学反应。后阶段单孔注浆一般1~3次,每次注浆量0.2~1L。

2)压力。凡漏水点,地层已受到了外力和渗漏产生的对自身地质结构的扰动,各漏点抵抗注浆压力是很小的。因此,压力一般设定于2MPa以下(部分压力来自自制高压注浆管管口的阻力),以避免浆液过于扩散而浪费,更严重的是,当浆液过多,发泡乳化后体积成倍增加,形成桩后土体应力,对桩间土体的稳定性不利。

3)终注条件:桩间无漏流、射流、泪流,无明显大面积渗流。

(9)现场施工图片

5结语

本文结合工程实例,对基坑开挖与支护施工中基坑渗漏水定点化学注浆法的施工工艺进行了阐述与分析,旨在为类似工程的实施提供参考和借鉴。

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