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1、淺談深基坑如何防止圍護結構涌水涌砂盛習德李檉摘要:針對深基坑工程圍護結構涌水涌砂施工風險進行了簡要分析,詳細介紹了在圍護結構設計、施工及基坑開挖不同階段的地下連續(xù)墻滲漏防治措施,為今后類似工程的施工提供經驗借鑒。關鍵詞:深基坑工程圍護結構涌水涌砂防治0引言近年來,我國城市軌道交通大量開始建設,城市軌道交通最大特點就是地下工程,大部分為深基坑工程。深基坑圍護結構涌水涌砂是目前困擾地鐵建設的一大難題。圍護結構一旦出現涌水涌砂就會造成基坑周邊地面大量沉降,建構筑物垮塌,造成大量的人員傷亡和財產損失。最嚴重的情況是涌水涌砂不能及時
2、有效的控制從而導致基坑圍護結構失穩(wěn),基坑垮塌,造成大量的施工人員傷亡和財產損失。1案例分析2008年11月15日下午15:20左右,杭州市風情大道地鐵一號線施工現場發(fā)生坍塌事故。塌陷面積寬約25米,長100米,深15米。墜入塌陷處的車輛11輛。自來水管、排污管斷裂,大量污水涌出,同時東側河水及淤泥向施工塌陷地點潰瀉,導致施工塌陷區(qū)域逐漸被泥水淹沒。事故發(fā)生時,地鐵施工的基坑內僅清理淤泥的工人就有二十余名。杭州地鐵坍塌事故中的遇難人數21人。圖1杭州地鐵基坑垮塌事故現場2基坑涌水涌砂原因分析基坑圍護結構涌水涌砂一般都發(fā)生在基
3、坑開挖區(qū)域內水文地質復雜,有富水砂層,地下水發(fā)育的情況下。發(fā)生涌水涌砂的部位絕大部分發(fā)生在圍護結構地下連續(xù)墻的接頭處,少量的部分發(fā)生在地下連續(xù)墻非接頭處,還有少量發(fā)生于基底。發(fā)生于地下連續(xù)墻接頭處的涌水涌砂主要原因是幅與幅之間的接頭處存在夾泥夾砂造成的,主要是由于刷壁不到位造成的。發(fā)生于地下連續(xù)墻非接頭處的涌水涌砂主要原因是地下連續(xù)墻水下混凝土澆筑質量問題,主要是由于泥漿質量不合格或水下混凝土澆筑過程中有塌壁現象發(fā)生,從而造成地下連續(xù)墻夾泥夾砂造成的。發(fā)生于基底的管涌主要有兩個方面原因:一地下連續(xù)墻未進入相對不透水層或地下
4、連續(xù)墻深度不能滿足抗管涌的要求,二基底以下承壓水水位未降到抗基底突涌的要求。3基坑圍護結構涌水涌砂防治措施根據本人參加地鐵建設多年的實踐經驗,簡單介紹一下如何防止深基坑圍護結構滲漏、涌水涌砂風險發(fā)生。3.1設計階段措施設計階段是防止深基坑圍護結構滲漏的先決條件,設計必須強化防止基坑滲漏的措施。1、深基坑位于軟弱地層,特別是基坑開挖范圍內存在富水砂層,其圍護結構從設計上必須采用地下連續(xù)墻,地連墻的深度應確保進入相對不透水層或抗管涌的要求。2、基坑的支撐體系宜采用混凝土支撐,不宜采用鋼管支撐,特別是第一道支撐和斜撐必須采用混凝
5、土支撐。3、地下連續(xù)墻圍護結構漏水出現涌水涌砂大部分都發(fā)生在地連墻幅與幅之間的接縫位置,因此在接縫處設計必須充分考慮防止?jié)B漏的措施.(1)首先,地連墻接頭宜采用防滲漏效果較好的工字鋼接頭或十字接頭,而鎖頭管等接頭形式只能用于開挖深度較淺、出現滲漏風險較低的圍護結構設計。(2)其次,宜采用有效的加固措施,保證地連墻墻縫止水效果。根據目前的施工技術一般采用以下兩種加固方式:1)在圍護結構施工階段地連墻接縫處預埋注漿袖閥管,地連墻施工完成后進行超細水泥袖閥管注漿加固;2)土方開挖前在基坑外側地連墻接縫處設置兩根旋φ800@600
6、旋噴樁。圖2袖閥管及旋噴加固示意圖3.2圍護結構施工階段措施深基坑發(fā)生涌水涌砂都是在基坑土方開挖過程中發(fā)生的,但真正發(fā)生涌水涌砂的原因是在圍護結構施工階段產生的。因此圍護結構施工階段的控制是防止圍護結構滲漏、發(fā)生涌水涌砂風險的基礎。在圍護結構施工階段防止涌水涌砂的措施主要有以下幾個方面:1、連續(xù)墻終孔控制地連墻的終孔深度必須滿足設計要求,若終孔地層地質與地勘報告不符的話,要及時進行變更,確保地連墻進入相對不透水層。2、地連墻接縫刷壁處理根據類似工程的經驗,圍護結構地連墻滲漏絕大多數都發(fā)生在幅與幅之間的接縫處,地連墻接頭采用
7、工字鋼(或十字)接頭防滲漏效果取決于刷壁的質量。地連墻接頭處的刷壁宜采用強制式刷壁機進行刷壁,利用鋼絲繩吊重錘作為導向使刷壁器在刷壁過程中能緊貼接頭處,確保刷壁效果。刷壁機刷頭根據接頭形式進行調整,另外在刷壁機內部設置斜肋板,在下放過程中,使泥漿對刷壁機的豎向力轉換成一個水平分力,使刷壁機貼緊接頭,反復幾次,直到刷壁機上沒有附著物。刷壁機示意圖見下圖。圖3刷壁機示意圖3、水下砼澆筑前泥漿質量的控制鋼筋籠安裝完成后,要求盡快澆筑地連墻水下砼,在澆筑砼前要再次檢查泥漿指標和沉渣厚度,滿足相關規(guī)范要求后才能澆筑地連墻水下砼。4、
8、地連墻砼夾泥控制(1)重點控制導管埋入混凝土深度應為2.0~6.0m之間。(2)其次控制首批灌入混凝土量要足夠充分,使其有一定的沖擊量,能把泥漿從導管中擠出。(3)同時始終保持快速連續(xù)進行,中途停歇時間不超過砼初凝時間,槽內混凝土上升速度不應低于2m/h。(4)導管提升時要緩慢,不可猛拔。3.3基坑開挖