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【摘要】本文针对基坑围护结构渗漏的类型进行了划分。同时，结合工程实例,介绍了几种简易有效的堵漏措施以及大型深基坑中的冷冻法堵漏措施。
【关键词】渗漏类型;基坑围护;堵漏
【 abstract 】 this paper pit enclosure structure types of the leakage of the division. Meanwhile, combining the engineering example, the paper introduces the several simple and effective plugging measures as well as large in the deep foundation pit freezing method plugging measures.
【 key words 】 leakage type; Pit enclosure; plugging
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
上海是一座地下水极为丰富的城市,地下水深度通常在0.5到1米之间,随着基坑开挖的深入，经常出现渗漏现象，要是渗漏得不到有效控制，不仅影响地下室土建施工,而且还会给周边环境造成破坏,引发煤气、上水、电力、通信等管线变形破坏,道路、建(构)筑物坍塌等灾难,危害性很大。
一、基坑围护渗漏类型划分
基坑围护止水帷幕渗漏情况比较复杂,为了堵漏,必须对渗漏类型进行划分,分别治理。
（一）按照渗漏深度位置的不同,可分為明漏和暗漏两种情况。
明漏，即基坑开挖面以上渗漏，暗漏即基坑开挖面以下渗漏。
（二）按照用的材料不同,又可分为钢筋混凝土缝隙渗漏和水泥土缝隙渗漏两种。
二、堵漏措施及其施工工艺
基坑堵漏实践中,针对不同的渗漏位置和围护结构材料主体,采取相对应的堵漏措施。
（一） 明漏堵漏措施
对基坑开挖面以上围护结构进行堵漏时,应根据围护结构所用的材料不同分为钢筋混凝土缝隙渗漏和水泥土缝隙渗漏两种,堵漏施工时应分别治理。
1、钢筋混凝土缝隙渗漏
基坑开挖后,如果出现的是局部缝隙渗漏,可以充分利用钢筋混凝土强度高、胶结性能良好的特性,进行堵漏。这类渗漏,一般采用先疏后堵的方案。即在渗漏处预埋导流水管,将渗漏出来的水疏导出去;然后在缝隙间使用瞬凝(钢筋)混凝土封堵,待混凝土达到一定强度后,最后封堵导流管。
(1)堵漏材料
①导流水管
根据渗漏水量大小选择管径,一般可以选择直径4分到1英寸的橡塑管、胶管或钢管,导流管长度根据渗漏空间情况选择,配套16号细铁丝或木塞若干。
②瞬凝水泥
S型瞬凝水泥(初凝时间1～2min,终凝时间2～3min。早强发挥迅速,水灰比W/V=0.4时,抗压强度:4h≥20MPa,1d≥40MPa,具有微膨胀等特性)。配套黄砂、碎石(粒级5～15mm,俗称“瓜子片”)。
③填充物
旧棉絮或废旧布料若干。
(2)堵漏施工工艺
清除混凝土表面→充填空洞→安装钢筋网片→固定导流管→立模板→拌制瞬凝混凝土→封堵缝隙→混凝土养护→封堵导流管。
①凿除渗漏部位钢筋混凝土缝隙表面的泥土和杂质,露出新鲜混凝土面。
②若出现由于渗漏时间过长,泥沙流失多,空洞较大的情况,可以使用旧棉絮或废旧布料塞填空洞。旧棉絮及废旧布料既可以阻止泥沙流失,又可以透水。
③如果缝隙空间较大,可将混凝土中的钢筋凿出,焊上钢筋网片,或绑扎铁丝网片,以固定混凝土。
④在缝隙中合适的位置安放固定导流水管,导流水管要深入缝隙一定长度,也要露出封堵混凝土一定长度。
⑤如果缝隙较大,应在缝隙外立模板,以防止混凝土流失。
⑥使用瞬凝水泥拌制混凝土,封堵缝隙。封堵时要保持导流水管畅通,并将导流水管固定在封堵混凝土的中间。
⑦混凝土养护数小时(一般为4h以上),达到一定强度后(20MPa左右以上),即可封堵导流管。使用钢管做导流管,可用木塞或者堵头封堵;使用橡塑或橡胶软管做导流管的,只要将露出一定长度的导流管弯折绑扎即可。
(3)实例效果
上海市某办公大楼,位于高架边上，基坑开挖深度12m左右,局部14m左右。基坑围护结构采用ф850钻孔灌注桩挡土,ф700双排深层搅拌桩止水,两道钢筋混凝土内支撑。由于围护施工前没有完全清除地下遗留的旧混凝土基础和木桩,局部深层搅拌桩施工质量受到影响,导致基坑开挖后渗漏。由于及时采用上述措施进行堵漏,渗漏全部堵住,保证了该周边建筑物、管线、市政高架道路的安全。以及地下室的顺利施工。
2、水泥土缝隙渗漏
基坑开挖后,出现局部渗漏。由于水泥土的强度低、胶结性能差,使用瞬凝混凝土加导流管堵漏法,堵漏难度较大。为此,我们采用了另一种疏堵结合的物理“膨胀材料堵漏法”。
(1)堵漏材料。堵漏材料也是十分简单,包括吸水膨胀材料、材料袋等。
①吸水膨胀材料:常用的有价格低廉的干海带,根据其干湿程度,体积膨胀率可以达到100%～500%。
②材料袋:常用塑料编织袋或布袋等。配套铁丝若干。
(2)堵漏施工工艺。堵漏工艺流程:修挖渗漏缝隙→材料准备→充填缝隙空洞→顶撑膨胀材料→膨胀材料吸水膨胀。
①修挖渗漏缝隙,修挖时有意识地把渗漏点挖成“里大外小”的洞隙,便于安装膨胀材料。
②根据经修挖的渗漏缝隙空间情况,把膨胀材料装入材料袋,在材料袋定向膨胀方向用美工刀划出几道口子,以便膨胀材料吸水膨胀。
③安装膨胀材料,膨胀材料要塞紧渗漏缝隙,不留空隙。
④有时因为渗漏缝隙空间过大,必要时还要对膨胀材料进行顶撑固定。
⑤膨胀材料需要数十分钟,甚至数小时吸水后物理膨胀,充盈缝隙,达到堵塞缝隙,阻止流沙流泥。
(3)实例及效果
上海市某学校教学楼,基坑开挖深度5.5m,由于新旧搅拌桩位置误差还有施工时间上的差异,接头处出现施工缝。基坑开挖时出现严重的渗漏现象,泥沙与水俱下。采取以上堵漏措施之后,有效的阻止了泥沙的流失。渗漏得到控制。
（二）“暗漏”以及严重“明漏”的堵漏措施
“暗漏”（开挖面以下）,以及开挖面以上“明漏”很严重时,上述两种堵漏措施不能达到预期效果的情况下。这时常采用注浆堵漏法。
注浆堵漏法即使用水泥浆—水玻璃浆液作为注浆材料,将水泥、水玻璃分别配成两种浆液,并按一定的比例,用2台注浆泵,通过同一注浆管,在渗漏的地基土中同一深度交替注入两种浆液(即“单管双液”注浆法),自下而上分层注浆堵漏。
1、注浆范围及注浆孔布置
以渗漏点为中心,大约1m范围,注浆孔平面中心距控制在0.5m以内,排间距不大于25cm,呈梅花形布置。注浆孔深度不超过围护止水帷幕深度,也不少于开挖面以下2m。
2、 注浆方式
注浆管全孔振动插入,单管双液交替注浆,自下而上分层注浆,分层厚度不大于0.5m。
3、注浆材料
图1堵漏注浆孔平面布置示意图
水泥使用32.5MPa普通硅酸盐水泥。水玻璃浓度40波美度,模数2.8～3.4。
4、注浆原则和顺序
（1）由外而内,即先施工远离渗漏点的注浆孔,后施工靠近渗漏点的注浆孔。由内而外的目的是先形成止水帷幕,后在帷幕内注浆保证堵漏效果。
（2）间隔跳跃,即完成一个注浆孔后,要远离刚施工完成的孔位施工注浆孔,避免穿孔跑浆。
5、注浆堵漏工艺
注浆堵漏施工工艺流程见图2。
图2 注浆堵漏工艺
6、实例及效果
上海某医院大楼基坑围护工程,基坑开挖深度接近10m,基坑围护采用复合土钉墙。由于合同议定围护方案费用包干使用,总承包单位为了节省施工成本,对围护止水方案进行了简化,只使用ф700单排深层搅拌桩止水,围护墙自上而下设计7排长度12～14m的土钉。地质资料显示,深度3～13m的范围为高含水量的砂质粉土,俗称“流沙”层。基坑开挖后,出现多处开挖面以上严重的“明漏”及其以下严重“暗漏”,危及距离基坑边缘6m左右的门诊大楼。使用注浆法堵漏。得到了设计和總承包技术人员的认可。
（三）冷冻堵漏法
冷冻堵漏它是通过降低介质温度形成冰塞而堵住渗漏的一种堵漏方法。久已成为成熟工法,采用此法解决大型深基坑中的渗漏问题。实践证明,在流砂地层开挖隧道,使用冻结法是一个良好的选择。
1、冻结法施工的关键参数及施工工艺
（1）制冷系统:高压氨储罐的液氨经调节阀变成低压汽态氨,进入蒸发器与盐水产生热换作用,经压缩机变成高压汽态氨,通过油氨分离器,将油脂分离出去,再进入冷凝器,经过冷凝,过冷汽态氨又变成液态氨，回到储罐中再循环。
（2）盐水系统:氨将盐水中的热量带走,成为低温盐水,用离心泵经供液管将盐水送到冻结管中,与地层进行热交换作用,使地层降温而逐渐冻结,形成冻结壁,盐水从冻结管中循环到盐水箱,再经氨冷却后循环使用。
2、实用举例
广州地铁二号线越秀公园站由南北两个明挖基坑、三条平行隧道和六个出人口组成南基坑东侧的以太广场与基坑最小距离2.6m,南侧的华侨楼一与基坑最小距离为3m南基坑范围内地下水平均水位一3.0m,渗透系数0.3d一0.57d，而围护结构设计为人工挖孔桩,桩长29m。在一期人工挖孔桩施工过程中,由于花岗岩全风化层含水丰富、含砂量大,遇水(扰动)易软化(崩解)的特点,在施L过程中出现了护壁整体下沉、护壁开裂、桩芯偏位、护壁背后流泥等现象,难以挖至设计标高由于水土的流失,造成相临的以太广场和华侨楼的沉降加大,局部出现裂缝,累计沉降值已接近设计允许的沉降值:经方案比选决定采用冻结法,目的是在基坑外侧形成一道冻结墙,封堵基坑周围之水,防止在施工过程中水土的流失,确保周边建筑物的安全。
三、结束语
堵漏应针对不同基坑维护渗漏类型采用不同的堵漏方法。上述几种堵漏施工工艺,除了注浆法堵漏较为复杂,成本较高,以及需要动用机械设备外,其他两种都很简便易行,成本低廉,只要手工操作就能解决问题。同时实践证明,在流砂地层开挖隧道,使用冻结法是一个良好的选择。
【参考文献】
[1] 陈运荣；王智群；朱连根. 双管双液法注浆工艺在深基坑围护结构堵漏工程中的应用.岩土工程技术.2000
[2] 王志勇.天津市某工程地下车库基坑支护工程堵漏预案.山西建筑2010
[3] 张正; 王涛; 郑江; 江元宏.某隧道工作井深基坑渗漏及堵漏处理技术.岩土工程学报.2010
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】渗漏类型;基坑围护;堵漏
【 abstract 】 this paper pit enclosure structure types of the leakage of the division. Meanwhile, combining the engineering example, the paper introduces the several simple and effective plugging measures as well as large in the deep foundation pit freezing method plugging measures.
【 key words 】 leakage type; Pit enclosure; plugging
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
上海是一座地下水极为丰富的城市,地下水深度通常在0.5到1米之间,随着基坑开挖的深入，经常出现渗漏现象，要是渗漏得不到有效控制，不仅影响地下室土建施工,而且还会给周边环境造成破坏,引发煤气、上水、电力、通信等管线变形破坏,道路、建(构)筑物坍塌等灾难,危害性很大。
一、基坑围护渗漏类型划分
基坑围护止水帷幕渗漏情况比较复杂,为了堵漏,必须对渗漏类型进行划分,分别治理。
（一）按照渗漏深度位置的不同,可分為明漏和暗漏两种情况。
明漏，即基坑开挖面以上渗漏，暗漏即基坑开挖面以下渗漏。
（二）按照用的材料不同,又可分为钢筋混凝土缝隙渗漏和水泥土缝隙渗漏两种。
二、堵漏措施及其施工工艺
基坑堵漏实践中,针对不同的渗漏位置和围护结构材料主体,采取相对应的堵漏措施。
（一） 明漏堵漏措施
对基坑开挖面以上围护结构进行堵漏时,应根据围护结构所用的材料不同分为钢筋混凝土缝隙渗漏和水泥土缝隙渗漏两种,堵漏施工时应分别治理。
1、钢筋混凝土缝隙渗漏
基坑开挖后,如果出现的是局部缝隙渗漏,可以充分利用钢筋混凝土强度高、胶结性能良好的特性,进行堵漏。这类渗漏,一般采用先疏后堵的方案。即在渗漏处预埋导流水管,将渗漏出来的水疏导出去;然后在缝隙间使用瞬凝(钢筋)混凝土封堵,待混凝土达到一定强度后,最后封堵导流管。
(1)堵漏材料
①导流水管
根据渗漏水量大小选择管径,一般可以选择直径4分到1英寸的橡塑管、胶管或钢管,导流管长度根据渗漏空间情况选择,配套16号细铁丝或木塞若干。
②瞬凝水泥
S型瞬凝水泥(初凝时间1～2min,终凝时间2～3min。早强发挥迅速,水灰比W/V=0.4时,抗压强度:4h≥20MPa,1d≥40MPa,具有微膨胀等特性)。配套黄砂、碎石(粒级5～15mm,俗称“瓜子片”)。
③填充物
旧棉絮或废旧布料若干。
(2)堵漏施工工艺
清除混凝土表面→充填空洞→安装钢筋网片→固定导流管→立模板→拌制瞬凝混凝土→封堵缝隙→混凝土养护→封堵导流管。
①凿除渗漏部位钢筋混凝土缝隙表面的泥土和杂质,露出新鲜混凝土面。
②若出现由于渗漏时间过长,泥沙流失多,空洞较大的情况,可以使用旧棉絮或废旧布料塞填空洞。旧棉絮及废旧布料既可以阻止泥沙流失,又可以透水。
③如果缝隙空间较大,可将混凝土中的钢筋凿出,焊上钢筋网片,或绑扎铁丝网片,以固定混凝土。
④在缝隙中合适的位置安放固定导流水管,导流水管要深入缝隙一定长度,也要露出封堵混凝土一定长度。
⑤如果缝隙较大,应在缝隙外立模板,以防止混凝土流失。
⑥使用瞬凝水泥拌制混凝土,封堵缝隙。封堵时要保持导流水管畅通,并将导流水管固定在封堵混凝土的中间。
⑦混凝土养护数小时(一般为4h以上),达到一定强度后(20MPa左右以上),即可封堵导流管。使用钢管做导流管,可用木塞或者堵头封堵;使用橡塑或橡胶软管做导流管的,只要将露出一定长度的导流管弯折绑扎即可。
(3)实例效果
上海市某办公大楼,位于高架边上，基坑开挖深度12m左右,局部14m左右。基坑围护结构采用ф850钻孔灌注桩挡土,ф700双排深层搅拌桩止水,两道钢筋混凝土内支撑。由于围护施工前没有完全清除地下遗留的旧混凝土基础和木桩,局部深层搅拌桩施工质量受到影响,导致基坑开挖后渗漏。由于及时采用上述措施进行堵漏,渗漏全部堵住,保证了该周边建筑物、管线、市政高架道路的安全。以及地下室的顺利施工。
2、水泥土缝隙渗漏
基坑开挖后,出现局部渗漏。由于水泥土的强度低、胶结性能差,使用瞬凝混凝土加导流管堵漏法,堵漏难度较大。为此,我们采用了另一种疏堵结合的物理“膨胀材料堵漏法”。
(1)堵漏材料。堵漏材料也是十分简单,包括吸水膨胀材料、材料袋等。
①吸水膨胀材料:常用的有价格低廉的干海带,根据其干湿程度,体积膨胀率可以达到100%～500%。
②材料袋:常用塑料编织袋或布袋等。配套铁丝若干。
(2)堵漏施工工艺。堵漏工艺流程:修挖渗漏缝隙→材料准备→充填缝隙空洞→顶撑膨胀材料→膨胀材料吸水膨胀。
①修挖渗漏缝隙,修挖时有意识地把渗漏点挖成“里大外小”的洞隙,便于安装膨胀材料。
②根据经修挖的渗漏缝隙空间情况,把膨胀材料装入材料袋,在材料袋定向膨胀方向用美工刀划出几道口子,以便膨胀材料吸水膨胀。
③安装膨胀材料,膨胀材料要塞紧渗漏缝隙,不留空隙。
④有时因为渗漏缝隙空间过大,必要时还要对膨胀材料进行顶撑固定。
⑤膨胀材料需要数十分钟,甚至数小时吸水后物理膨胀,充盈缝隙,达到堵塞缝隙,阻止流沙流泥。
(3)实例及效果
上海市某学校教学楼,基坑开挖深度5.5m,由于新旧搅拌桩位置误差还有施工时间上的差异,接头处出现施工缝。基坑开挖时出现严重的渗漏现象,泥沙与水俱下。采取以上堵漏措施之后,有效的阻止了泥沙的流失。渗漏得到控制。
（二）“暗漏”以及严重“明漏”的堵漏措施
“暗漏”（开挖面以下）,以及开挖面以上“明漏”很严重时,上述两种堵漏措施不能达到预期效果的情况下。这时常采用注浆堵漏法。
注浆堵漏法即使用水泥浆—水玻璃浆液作为注浆材料,将水泥、水玻璃分别配成两种浆液,并按一定的比例,用2台注浆泵,通过同一注浆管,在渗漏的地基土中同一深度交替注入两种浆液(即“单管双液”注浆法),自下而上分层注浆堵漏。
1、注浆范围及注浆孔布置
以渗漏点为中心,大约1m范围,注浆孔平面中心距控制在0.5m以内,排间距不大于25cm,呈梅花形布置。注浆孔深度不超过围护止水帷幕深度,也不少于开挖面以下2m。
2、 注浆方式
注浆管全孔振动插入,单管双液交替注浆,自下而上分层注浆,分层厚度不大于0.5m。
3、注浆材料
图1堵漏注浆孔平面布置示意图
水泥使用32.5MPa普通硅酸盐水泥。水玻璃浓度40波美度,模数2.8～3.4。
4、注浆原则和顺序
（1）由外而内,即先施工远离渗漏点的注浆孔,后施工靠近渗漏点的注浆孔。由内而外的目的是先形成止水帷幕,后在帷幕内注浆保证堵漏效果。
（2）间隔跳跃,即完成一个注浆孔后,要远离刚施工完成的孔位施工注浆孔,避免穿孔跑浆。
5、注浆堵漏工艺
注浆堵漏施工工艺流程见图2。
图2 注浆堵漏工艺
6、实例及效果
上海某医院大楼基坑围护工程,基坑开挖深度接近10m,基坑围护采用复合土钉墙。由于合同议定围护方案费用包干使用,总承包单位为了节省施工成本,对围护止水方案进行了简化,只使用ф700单排深层搅拌桩止水,围护墙自上而下设计7排长度12～14m的土钉。地质资料显示,深度3～13m的范围为高含水量的砂质粉土,俗称“流沙”层。基坑开挖后,出现多处开挖面以上严重的“明漏”及其以下严重“暗漏”,危及距离基坑边缘6m左右的门诊大楼。使用注浆法堵漏。得到了设计和總承包技术人员的认可。
（三）冷冻堵漏法
冷冻堵漏它是通过降低介质温度形成冰塞而堵住渗漏的一种堵漏方法。久已成为成熟工法,采用此法解决大型深基坑中的渗漏问题。实践证明,在流砂地层开挖隧道,使用冻结法是一个良好的选择。
1、冻结法施工的关键参数及施工工艺
（1）制冷系统:高压氨储罐的液氨经调节阀变成低压汽态氨,进入蒸发器与盐水产生热换作用,经压缩机变成高压汽态氨,通过油氨分离器,将油脂分离出去,再进入冷凝器,经过冷凝,过冷汽态氨又变成液态氨，回到储罐中再循环。
（2）盐水系统:氨将盐水中的热量带走,成为低温盐水,用离心泵经供液管将盐水送到冻结管中,与地层进行热交换作用,使地层降温而逐渐冻结,形成冻结壁,盐水从冻结管中循环到盐水箱,再经氨冷却后循环使用。
2、实用举例
广州地铁二号线越秀公园站由南北两个明挖基坑、三条平行隧道和六个出人口组成南基坑东侧的以太广场与基坑最小距离2.6m,南侧的华侨楼一与基坑最小距离为3m南基坑范围内地下水平均水位一3.0m,渗透系数0.3d一0.57d，而围护结构设计为人工挖孔桩,桩长29m。在一期人工挖孔桩施工过程中,由于花岗岩全风化层含水丰富、含砂量大,遇水(扰动)易软化(崩解)的特点,在施L过程中出现了护壁整体下沉、护壁开裂、桩芯偏位、护壁背后流泥等现象,难以挖至设计标高由于水土的流失,造成相临的以太广场和华侨楼的沉降加大,局部出现裂缝,累计沉降值已接近设计允许的沉降值:经方案比选决定采用冻结法,目的是在基坑外侧形成一道冻结墙,封堵基坑周围之水,防止在施工过程中水土的流失,确保周边建筑物的安全。
三、结束语
堵漏应针对不同基坑维护渗漏类型采用不同的堵漏方法。上述几种堵漏施工工艺,除了注浆法堵漏较为复杂,成本较高,以及需要动用机械设备外,其他两种都很简便易行,成本低廉,只要手工操作就能解决问题。同时实践证明,在流砂地层开挖隧道,使用冻结法是一个良好的选择。
【参考文献】
[1] 陈运荣；王智群；朱连根. 双管双液法注浆工艺在深基坑围护结构堵漏工程中的应用.岩土工程技术.2000
[2] 王志勇.天津市某工程地下车库基坑支护工程堵漏预案.山西建筑2010
[3] 张正; 王涛; 郑江; 江元宏.某隧道工作井深基坑渗漏及堵漏处理技术.岩土工程学报.2010
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。