劉欣 (天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司 天津300051)
天津地區(qū)地下水豐富,且存在含承壓水地層,在地鐵車站深基坑施工中如圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工有缺陷或開挖面接近承壓水層,極易在開挖施工期間出現(xiàn)基坑滲漏、流砂、管涌等施工險(xiǎn)情。本文以天津地鐵2號(hào)線施工經(jīng)驗(yàn)為例,重點(diǎn)闡述了深基坑施工常見險(xiǎn)情的處理措施。
基坑開挖過程中,如地下連續(xù)墻縫(洞)出現(xiàn)輕微管涌,具有較明顯的水壓力,可以用圖1示例的方法處理。
剔鑿清理漏水點(diǎn)(滿足設(shè)置導(dǎo)流管和粘連封堵材料即可);插設(shè)導(dǎo)流管;涂抹封堵材料(堵漏靈、快硬水泥);封堵導(dǎo)流管;在地下連續(xù)墻外側(cè)注漿處理或在地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)漏水點(diǎn)下方水平注漿處理。
圖1 地下連續(xù)墻縫(洞)輕微管涌處理
基坑開挖過程中,如地下連續(xù)墻縫(洞)出現(xiàn)嚴(yán)重管涌,具有明顯水壓力。這種情況,用第1種方法封堵有難度,可采用圖2示例方法處理。
如地下連續(xù)墻面有較明顯突出不平現(xiàn)象,簡單進(jìn)行剔鑿處理。把預(yù)先加工好的封堵鋼板貼置于地下連續(xù)墻面上,漏水點(diǎn)與導(dǎo)流鋼管正對,水流通暢。打入膨脹螺栓,使封堵鋼板固定牢固。用細(xì)砂拌合油脂材料(粘狀油脂)作為封邊材料,用扁狀鋼釬沿封堵鋼板四周縫隙打入,使封堵鋼板與地下連續(xù)墻之間縫隙填充密實(shí),然后用堵漏靈或快硬水泥封堵鋼板周邊。關(guān)閉閥門。在地下連續(xù)墻外側(cè)注漿處理,或在地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)漏水點(diǎn)下方1 m左右位置處水平注漿處理。
圖2 地下連續(xù)墻縫(洞)嚴(yán)重管涌處理
基坑開挖過程中,如地下連續(xù)墻與開挖土體的陰角部位出現(xiàn)管涌,可用圖3示例方法處理:
圖3 開挖面陰角部位管涌處理
1.3.1 處理步驟 ①插入導(dǎo)流管,導(dǎo)流管盡量與地下連續(xù)墻漏水點(diǎn)接觸緊密。②用袋裝水泥筑第1道圍堰,同時(shí)筑第2道圍堰。③在第1道圍堰與地下連續(xù)墻形成的空倉內(nèi)填入碎石,然后用木板加蓋,再在蓋板上用袋裝水泥覆壓。④在第2道圍堰與地下連續(xù)墻形成的空倉內(nèi)澆筑混凝土,邊澆混凝土邊灌入水玻璃,使之快速凝固;或灌入水泥漿液,邊灌水泥漿液邊灌水玻璃,使之快速凝固。⑤關(guān)閉閥門。⑥在地下連續(xù)墻外側(cè)注漿處理。
1.3.2 注意事項(xiàng) ①導(dǎo)流管要提前加工好,作為搶險(xiǎn)物資備用。管徑不宜小于Φ100,且要加裝閥門。②此方法如未達(dá)到預(yù)期效果,則用土方或混凝土大量覆壓封閉。③第一道圍堰內(nèi)的碎石要認(rèn)真填滿,起到濾砂作用。
在細(xì)砂、粉砂層中往往會(huì)出現(xiàn)局部流砂或管涌的情況,如流砂等十分嚴(yán)重則會(huì)引起基坑周圍的建筑、管線的傾斜、沉降,對基坑安全非常不利。
對輕微的流砂現(xiàn)象,在基坑開挖后可采用加快墊層澆筑的方法“壓住”流砂。對較嚴(yán)重的流砂現(xiàn)象,應(yīng)增加坑內(nèi)降水措施,使地下水位降至坑底以下0.5~1 m左右,降水是防治流砂最有效的方法。管涌一般發(fā)生在支護(hù)墻附近,造成管涌的原因一般是由于圍護(hù)墻出現(xiàn)較大的孔、洞造成管涌通道所致。如范圍不大,可先進(jìn)行止水處理,再用砼補(bǔ)澆填實(shí),如止水有困難,可采用引流修補(bǔ)的方法,待砼達(dá)到強(qiáng)度后將引流管封住。如果管涌十分嚴(yán)重可在支護(hù)墻后進(jìn)行注漿、封堵。
基坑開挖過程中,如開挖面因鉆探孔密封不好或開挖面局部疏松出現(xiàn)管涌,可以采用以下方法處理:
處理方法一(見圖4):設(shè)置導(dǎo)流管;用袋裝水泥筑圍堰;在圍堰內(nèi)填入碎石,在圍堰上用木板加蓋;回填土方形成操作平臺(tái);對地基進(jìn)行注漿處理。
圖4 開挖面管涌處理方法一
處理方法二:如突涌現(xiàn)象十分嚴(yán)重,水量很大,可以用大量混凝土或土方覆壓回填基坑。
由于基坑開挖減少承壓水層上覆土厚度,致使承壓水頂裂或沖毀基坑底板,產(chǎn)生突涌現(xiàn)象。當(dāng)判斷可能或已出現(xiàn)突涌時(shí),可采取減壓井降低承壓水頭高度。同時(shí)設(shè)法采取快凝壓力注漿或灌注快凝砼等方法堵住涌口。
基坑開挖后,支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的位移是正常的,但如果位移過大,或位移變形過快,則往往會(huì)造成嚴(yán)重的后果。如發(fā)生這種情況要采取相應(yīng)的應(yīng)急措施:①增設(shè)坑內(nèi)降水,降低地下水位。②加快墊層施工,采取“隨挖隨澆”的方法,為盡早發(fā)揮墊層的水平支撐作用,應(yīng)適當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí),摻入早強(qiáng)劑。必要時(shí),采用配筋墊層,配筋應(yīng)置于墊層上面,數(shù)量酌情而定。③基坑隨挖隨澆,對基坑挖土合理分段,每段開挖到底后及時(shí)澆筑墊層。④在坑底設(shè)置支撐,或在坑底澆筑鋼筋砼暗撐(頂面與墊層相同),以減少位移,此時(shí),在支護(hù)墻根部應(yīng)設(shè)置圍檁,否則單根支撐對整個(gè)支護(hù)墻的作用不大。
基坑開挖后,坑內(nèi)大量土方挖去,土體平衡發(fā)生很大變化,對基坑周邊地面、建筑物及地下管線往往會(huì)引起較大的沉降或位移,有時(shí)還會(huì)造成建筑物的傾斜,并由此引起房屋裂縫、管線斷裂、泄漏,主要由坑內(nèi)流砂、管涌、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜變形等導(dǎo)致,應(yīng)根據(jù)發(fā)生原因有針對性地采取對策。同時(shí)在施工過程中對周邊地面、建筑物、管線等進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情立即停止開挖,對建筑物和管線的沉降控制一般可采取跟蹤注漿的方法,防止進(jìn)一步沉降。采取跟蹤注漿時(shí),應(yīng)嚴(yán)密觀察建筑物和管線的沉降狀況,防止由注漿引起土體擾動(dòng)而加劇建筑物沉降或抬起。
天津地區(qū)因地層含水量大,且存在承壓水層,以地鐵2號(hào)線施工經(jīng)驗(yàn),大多數(shù)車站在基坑施工期間均出現(xiàn)過圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏現(xiàn)象,個(gè)別車站也出現(xiàn)過嚴(yán)重管涌現(xiàn)象,影響車站基坑周邊環(huán)境安全。因此在深基坑施工前必須針對可能存在的風(fēng)險(xiǎn)制定完善的應(yīng)對處理措施,施工現(xiàn)場準(zhǔn)備充足的應(yīng)急搶險(xiǎn)設(shè)備、物資,施工期間一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情,便可立即采取應(yīng)對措施,減小風(fēng)險(xiǎn)損失。■