降壓井側(cè)壁漏水的封堵方法研究

中國(guó)建筑股份有限公司上海分公司 上海 200433

1 工程概況

蘇州中心廣場(chǎng)項(xiàng)目位于蘇州工業(yè)園區(qū)湖西CBD核心區(qū)域東端部，北臨蘇繡路、南到蘇惠路、西起星陽(yáng)街、東至星港街，地塊東側(cè)面向金雞湖畔城市廣場(chǎng)。項(xiàng)目整體為地下3 層、設(shè)置3 道鋼筋混凝土支撐，部分地下4 層、設(shè)置4 道鋼筋混凝土支撐，基坑占地面積達(dá)14 萬(wàn)m2，開(kāi)挖深度15～24 m。

本工程共設(shè)置備用降壓井共34 口，且場(chǎng)內(nèi)存在7 口原抽水試驗(yàn)井。

根據(jù)鉆探結(jié)果，本場(chǎng)地對(duì)基坑開(kāi)挖有影響的承壓含水層主要為第Ⅰ承壓水上段，主要分布于第⑨2層土中。該含水層的補(bǔ)給來(lái)源主要為下部承壓水的越流補(bǔ)給及地下徑流補(bǔ)給，以地下徑流及人工抽吸為主要排泄方式。根據(jù)抽水試驗(yàn)井進(jìn)行的水位觀測(cè)，本場(chǎng)地⑨2層第Ⅰ承壓水上段實(shí)測(cè)水位標(biāo)高在－4.88～－4.50 m。

2 工程難點(diǎn)分析

（a）本工程周邊環(huán)境比較復(fù)雜，有1 條軌交穿過(guò)，東面是在建的東方之門(mén)，周邊管線和建筑物較多，基坑施工要盡量減少不均勻沉降，環(huán)境要求較高。按照設(shè)計(jì)及軌道交通公司要求，盡量不采取降低承壓水措施，因此，由于承壓水水頭較高，使得承壓水容易向井壁未封堵密實(shí)的區(qū)域突涌。

（b）裙房基坑開(kāi)挖深度為15 m，塔樓局部開(kāi)挖深度為24 m。基坑開(kāi)挖較深，基坑底埋有高水頭的承壓水含水層，該區(qū)域內(nèi)存在原抽水試驗(yàn)井和新做的備用降壓井，井壁漏水問(wèn)題容易引起基坑突涌。

（c）基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)大部分為潛水含水層，砂性及粉性土含量大，富水性好，透水性強(qiáng)。本場(chǎng)地⑤粉土夾粉砂層，夾較多薄層黏性土，搖振反應(yīng)中等—迅速，透水性良好，通過(guò)原抽水試驗(yàn)井和新做的備用降壓井井壁漏水和⑨2層承壓水層連通，如果處理不當(dāng)將引起流砂、液化、管涌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

（d）場(chǎng)內(nèi)有關(guān)降壓井均采用黏土球封閉。但是隨著第2層（－4.45 m）和第3層（－9.20 m）土方開(kāi)挖，先后在部分降壓井側(cè)壁出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。因此，需要針對(duì)不同標(biāo)高的土方開(kāi)挖采取不同的封堵方法。

（e）在施工至底板時(shí)，如果采取以上措施仍然解決不了降壓井井壁滲漏問(wèn)題，需要按需降水并進(jìn)行降壓井封堵。

3 封堵方法

3.1 在第2層土方開(kāi)挖出現(xiàn)漏水的封堵

由于本層土方標(biāo)高和承壓水水頭標(biāo)高基本一致，基坑不存在管涌的風(fēng)險(xiǎn)。所以在降壓井周邊先采用工程鉆機(jī)引孔后補(bǔ)高壓旋噴樁，將減壓井周邊回填較薄弱的土層重新進(jìn)行加固，以避免基坑施工過(guò)程中出現(xiàn)突涌現(xiàn)象[1-3]。高壓旋噴樁采用雙重管施工工藝，旋噴樁樁徑800 mm、水泥摻量30%、加固范圍長(zhǎng)度3.00 m，即從大面積開(kāi)挖面標(biāo)高－12.65 m（絕對(duì)標(biāo)高）至開(kāi)挖面底3 m處（－15.65 m）。

為了在旋噴處理后能盡快進(jìn)行第3層土方的施工，在旋噴樁施工中，在水泥漿中適宜摻入為水泥質(zhì)量1%～2%的氯鹽類(lèi)早強(qiáng)劑，以利于水泥土的早期強(qiáng)度盡快提高，確保加固部位的土體盡快硬化。

高壓旋噴處理的平面布置：降壓井周邊布置3 根旋噴樁，對(duì)其周邊土體加固，詳見(jiàn)圖1。

3.2 在第3層土方開(kāi)挖出現(xiàn)漏水的封堵

由于本層土方標(biāo)高已低于承壓水水頭標(biāo)高，基坑存在突涌風(fēng)險(xiǎn)。首先要啟動(dòng)降壓井將漏水井水位標(biāo)高降至開(kāi)挖面下，在井壁周?chē)怀霈F(xiàn)明水為止。然后順著降壓井壁插入水泥水玻璃雙液注漿管進(jìn)行雙液注漿，對(duì)減壓井周邊回填較薄弱的土層重新進(jìn)行加固的方法。加固范圍為開(kāi)挖面下2 m。雙液注漿管的布置見(jiàn)圖2。

圖1 降壓井周邊高壓旋噴處理平面布置

圖2 雙液注漿管的布置

3.3 在底板施工期間出現(xiàn)漏水的封堵

在底板部位內(nèi)的井管外圍焊接2 道厚4 mm止水鋼板，深坑部位的底板分層澆搗，具體封井步驟如下：

（a）在減壓井部位的第1層底板澆搗完成達(dá)到設(shè)計(jì)70%的強(qiáng)度后，且在第2層底板混凝土澆筑前，進(jìn)行封堵，避免了減壓井管壁的滲水。

（b）在靜水狀態(tài)下，往井內(nèi)填入砂石水泥混合料，填入深度控制在第1層底板面以下5～6 m。

（c）待砂石料水泥凝結(jié)后，抽干井管內(nèi)的殘留水，并及時(shí)觀測(cè)井管內(nèi)的水位變化情況。一般觀測(cè)2～4 h后，井管內(nèi)的水位無(wú)明顯的升高，說(shuō)明封井效果較好。

（d）如果在抽干井管內(nèi)的殘留水2～4 h后，井管內(nèi)的水位明顯升高，說(shuō)明封井效果沒(méi)有達(dá)到預(yù)想的效果。需重新往井內(nèi)填入砂石水泥混合料，填入深度控制在第1層底板面以下1 m。

（e）重復(fù)以上步驟，直到井管內(nèi)的水位無(wú)明顯的升高，說(shuō)明封井效果較好。

（f）觀測(cè)封井效果，當(dāng)判定已達(dá)到封井效果后，即可割去所有外露的井管。

（g）在井管內(nèi)灌入混凝土至第1層底板面以下10 cm，并振搗密實(shí)。

（h）在井管內(nèi)焊接1 片厚4 mm止水鋼板，井口用水泥砂漿抹平，封井工作結(jié)束。

（i）待深坑部位的第2層底板混凝土澆搗后，整個(gè)減壓井就被徹底封在底板內(nèi)。

4 施工要點(diǎn)

4.1 高壓旋噴樁施工要點(diǎn)

（a）鉆機(jī)就位時(shí)，要事先檢查鉆機(jī)的性能狀態(tài)是否良好，確保鉆機(jī)工作正常。樁位附近場(chǎng)地應(yīng)平整，鉆機(jī)就位后，鉆頭的中心正對(duì)樁位標(biāo)注點(diǎn)。

（b）用XY-100鉆機(jī)預(yù)先鉆孔，在鉆孔引孔達(dá)到深度后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工程師鑒定后確認(rèn)終孔深度，確認(rèn)鉆孔達(dá)到深度后終孔，進(jìn)行一次清孔。清孔時(shí)將鉆頭提離孔底10～20 cm空轉(zhuǎn)，孔底沉渣厚度小于5 cm，再在預(yù)先鉆好的孔位上進(jìn)行旋噴樁施工，使旋噴樁達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度。

（c）旋噴樁施工開(kāi)始時(shí)，先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣，壓縮空氣可晚送30 s。在樁底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射1 min后，再進(jìn)行邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴射[4]。

（d）噴射時(shí)，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力，噴漿后再逐漸提升注漿管。中間發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)停止提升和旋噴，以防樁柱中斷，同時(shí)立即進(jìn)行檢查，排除故障。如發(fā)現(xiàn)有漿液噴射不足，影響樁體的設(shè)計(jì)直徑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)核。

（e）旋噴過(guò)程中，冒漿量應(yīng)控制在10%～25%之間。對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的部位可采取復(fù)噴措施，即先噴1 遍清水，再噴1 遍或2 遍水泥漿。

（f）噴到樁標(biāo)高后應(yīng)迅速拔出漿管，用清水沖洗管路，防止凝固堵塞。相鄰兩樁施工間隔時(shí)間應(yīng)不小于48 h。

（g）旋噴樁注漿范圍可以大于10 m。

4.2 雙液注漿施工要點(diǎn)

（a）雙液注漿前必需進(jìn)行雙液試配試驗(yàn)，試配試驗(yàn)主要確定摻量配比參數(shù)，凝結(jié)時(shí)間，12 h、24 h及3 d強(qiáng)度[5]。

（b）注漿管采用內(nèi)徑為25 mm、壁厚為2.5 mm的無(wú)縫鋼管，由管尖、無(wú)孔接長(zhǎng)管及管頭等組成。注漿系統(tǒng)包括輸送溶液和輸送壓縮空氣的軟管、泵、軟管與注漿管的連接部分、閥等，泵設(shè)備能提供1 MPa的壓力，注漿速率控制在4 L/min左右。

（c）為了保證漿液分層和密實(shí)效果，將注漿管打到位時(shí)，然后提升注漿管0.3 m后開(kāi)動(dòng)注漿泵注入雙液漿。注漿壓力先小后大，首先控制在0.2～0.4 MPa，然后逐步提升至0.8 MPa為宜。每次注漿范圍為2 m，直至從孔口溢出漿液后方可提桿。

（d）注漿結(jié)束后迅速拔出漿管，用清水沖洗管路，防止凝固堵塞。相鄰兩樁施工間隔時(shí)間應(yīng)不大于2 h。

5 結(jié)語(yǔ)

降壓井是基坑工程中重要考慮的部分，如果降壓井側(cè)壁小漏水不能引起足夠的重視，會(huì)對(duì)整個(gè)基坑安全造成大的隱患，一旦發(fā)現(xiàn)降壓井側(cè)壁漏水就應(yīng)該立即處理，上述處理方法已得到實(shí)踐的檢驗(yàn)，是一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法。