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1、超深基坑開挖遇流砂管涌防滲封堵應(yīng)急施工工法超深基坑開挖遇流砂管涌防滲封堵應(yīng)急施工工法深基坑開挖遇大面積流砂封堵應(yīng)急施工工法深基坑開挖遇大面積流砂封堵應(yīng)急施工工法1 1前前 言言深基坑能否順利施工，受多方面的因素制約，如地質(zhì)情況、周圍環(huán)境、基坑圍護(hù)體系、基坑施工方案等等。根據(jù)基坑開挖深度選擇合理的圍護(hù)體系是基坑順利施工的關(guān)鍵所在。圍護(hù)體系選擇過于保守，浪費(fèi)資源，圍護(hù)體系選擇過于單薄，則易導(dǎo)致基坑和周圍環(huán)境的發(fā)生險(xiǎn)情。如地處鬧市區(qū)、周圍環(huán)境比較復(fù)雜、保護(hù)要求高的超深基坑開挖，應(yīng)選擇地下連續(xù)墻進(jìn)行圍護(hù)。但由于各種原因，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)偏不安全，基坑容易產(chǎn)生變形等，易導(dǎo)致止水帷幕產(chǎn)生滲漏水。而基坑止水帷幕2、本身比較單薄時(shí)，則極易發(fā)生大面積滲漏、流砂等險(xiǎn)情。本工法根據(jù)基坑滲漏、流砂發(fā)展和基坑搶險(xiǎn)實(shí)際情況，逐步完善，形成完整的、成套的超深基坑滲漏封堵施工工藝。同時(shí)本工法的核心技術(shù)用于基坑流砂時(shí)內(nèi)部封堵的裝置已獲國家實(shí)用新型專利，專利號：ZL201420086980.7。經(jīng)實(shí)踐證明，該成套滲漏流砂封堵施工措施效果明顯，且成本非常低。2 2、工法特點(diǎn)、工法特點(diǎn)2.12.1鬧市區(qū)遇流砂層超深基坑開挖，且地下水動(dòng)力較大、基坑圍護(hù)體系偏不安全、止水帷幕較單薄，易導(dǎo)致該區(qū)間止水帷幕失效，發(fā)生較嚴(yán)重的滲漏、流砂等險(xiǎn)情。采用本施工工法，可以在短時(shí)間內(nèi)有效地彌補(bǔ)止水帷幕的缺陷，阻止?jié)B漏、流砂，保證深基坑的順利施工。該3、施工工法的主要特點(diǎn)是：2.1.12.1.1 根據(jù)基坑施工監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)對基坑周圍環(huán)境進(jìn)行流砂注漿補(bǔ)償，確保基坑周圍管線、道路和居民樓等的安全；2.1.22.1.2、基坑防滲堵漏措施內(nèi)外結(jié)合，配套施工，工藝針對性強(qiáng)，見效快，綜合運(yùn)用對大面積超深基坑開挖遇流砂層有明顯效果。2.1.32.1.3、封堵措施靈活，有利于確保土方開挖的時(shí)間和挖土程序；2.1.42.1.4、在基坑流砂情況下，采用本施工工法對環(huán)境影響小，并對環(huán)境有補(bǔ)償作用，可有效保護(hù)環(huán)境。2.1.52.1.5、成本低，相比聚氨酯封堵施工技術(shù)，降低成本 40%以上。3、適用范圍3、適用范圍適用于復(fù)雜環(huán)境下、動(dòng)水壓力較大、砂性較大、地下水流豐富4、的超深基坑側(cè)壁，由于各種原因?qū)е碌臐B漏、流砂的防滲封堵施工。4、工藝原理4、工藝原理4.14.1 鬧市區(qū)遇流砂層超深基坑開挖，且地下水動(dòng)力較大、基坑止水帷幕較單薄，易導(dǎo)致止水帷幕失效，發(fā)生較嚴(yán)重的滲漏、流砂等險(xiǎn)情。此時(shí)應(yīng)對基坑進(jìn)行搶險(xiǎn)，搶險(xiǎn)分三個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行。4.1.14.1.1 第一方面，對周圍環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)：對周圍居民樓等建筑物進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)；對已經(jīng)發(fā)生地面塌陷的周圍道路進(jìn)行灌填砼或注漿；修復(fù)地下管線和窨井，并完善加固措施；同時(shí)拆除或降低施工圍墻。根據(jù)需要加密監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測頻率，實(shí)行信息化施工。4.1.24.1.2 第二方面，流砂發(fā)生后，在坑外打設(shè)多排注漿孔進(jìn)行注漿（一般需要 2-3 排）5、，沿基坑孔距 500-700mm，孔排距亦為 500-700mm，梅花形布置。所有的注漿孔深需穿過流砂層2m 以上。第一排孔為搶險(xiǎn)止水孔，基坑發(fā)生滲漏時(shí)立即進(jìn)行注漿搶險(xiǎn)。第二排孔為第一排孔的補(bǔ)充，當(dāng)滲漏水嚴(yán)重、第一批孔注漿結(jié)束后，尚有滲漏流砂時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行第二排孔的注漿。第三批主要打設(shè)在基坑邊超深開挖區(qū)域和還存在滲漏的局部區(qū)域外側(cè)。同時(shí)坑外設(shè)置少量降水井，根據(jù)滲漏情況進(jìn)行坑外地下水的抽取，以減少基坑滲漏時(shí)坑外的水動(dòng)力和水壓力。4.1.34.1.3 第三個(gè)方面，發(fā)生滲漏水后，坑外打設(shè)第二排注漿孔注漿的同時(shí)，進(jìn)行坑內(nèi)圍護(hù)樁間封堵。在基坑圍護(hù)樁之間，通過掏土（深度 200mm 左右）、清潔、種植鋼6、筋、綁扎鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土進(jìn)行封堵。5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程：5.1工藝流程：基坑開挖方案編制基坑外打設(shè)第一排注漿孔，并注漿重復(fù)發(fā)生流砂-1 周圍建筑物注漿糾偏灌填砼或注漿管線修復(fù)及加固優(yōu)化土方開挖方案，土方開挖正常施工，加密監(jiān)測基坑局部滲漏水處以及坑邊超深開挖區(qū)域，坑外第三排孔注漿超深基坑正常開挖施工坑外布設(shè)降壓井應(yīng)急備用基坑開挖基坑側(cè)壁滲漏，局部流砂-2 坑外打設(shè)第二排孔，并注漿-3、坑內(nèi)圍護(hù)樁間鋼筋網(wǎng)片及噴射砼封堵加密監(jiān)測點(diǎn)及監(jiān)測頻率加密監(jiān)測編制基坑監(jiān)測方案、應(yīng)急預(yù)案，落實(shí)應(yīng)急物資、勞動(dòng)力及設(shè)備優(yōu)化土方開挖和周圍環(huán)境保護(hù)方案，并對周圍環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)7、償性注漿加密監(jiān)測加密監(jiān)測加密監(jiān)測5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 坑外第一排孔注漿5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 坑外第一排孔注漿在基坑開挖比較深，基坑止水帷幕偏不安全的情況下，易出現(xiàn)基坑側(cè)壁滲漏、流砂等情況，應(yīng)在基坑止水帷幕外側(cè) 200mm 左右，打設(shè)第一排注漿孔，孔徑 100mm，孔距 700mm，孔深應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度和地質(zhì)情況確定，應(yīng)穿過滲透系數(shù)比較大的土層，進(jìn)入滲透性較弱的非透水層 2m 以上。在第一排孔位置上安裝鉆孔機(jī)械進(jìn)行鉆孔作業(yè)。要求下鉆的立桿必須垂直，其偏差不宜大于 0.5%。成孔后下放劈靂注漿塑料管，同時(shí)將地面上塑料管與孔壁空隙用水泥和水玻璃調(diào)置的混合物進(jìn)行封堵。待孔口封堵的水泥達(dá)到8、一定的強(qiáng)度后，將注漿鋼管插入霹靂塑料管中，注漿鋼管下端距孔底 1 米左右。當(dāng)基坑位移、變形過大，產(chǎn)生滲漏時(shí)，立即對坑外第一排孔進(jìn)行雙液注漿。雙液注漿配比為水泥漿：水玻璃=1:0.81.0，注漿壓力 0.51.0Mpa。雙液注漿凝固時(shí)間為 1.5-2h。根據(jù)注漿壓力的大小和活塞進(jìn)退的速度確定注漿的鋼管開始起拔的時(shí)間，注漿鋼管起拔的高度不大于 2m。如此往復(fù)，直至自然地面。5.2.2 坑外第二排孔注漿5.2.2 坑外第二排孔注漿第一排注漿孔注漿后，繼續(xù)進(jìn)行土方開挖。基坑滲漏和流砂有所好轉(zhuǎn)，但仍存在較大的流砂，須在坑外打設(shè)第二排注漿孔并及時(shí)注漿，第二排注漿孔與第一排注漿孔間距為 700mm，并與第一9、排孔位呈梅花狀錯(cuò)開布置，注漿要求同第一排。5.2.3 坑內(nèi)圍護(hù)樁間封堵5.2.3 坑內(nèi)圍護(hù)樁間封堵坑外進(jìn)行第二排孔注漿的同時(shí)，進(jìn)行坑內(nèi)圍護(hù)樁間注漿封堵。先將圍護(hù)樁之間表面土向內(nèi)鑿進(jìn) 200mm，高度基坑開挖砂土層上面 3m 至砂土層以下 3m。同時(shí)將兩側(cè)圍護(hù)樁表面土清理干凈，打入12 的膨脹螺栓或采用植筋，豎向間距 300mm，用8 鋼筋左右側(cè)與12 的膨脹螺栓焊接固定，再在8 鋼筋的內(nèi)測綁扎豎向8 鋼筋，豎向間距為 150mm，形成一個(gè)水平向間距 300mm，豎直向間距為 150mm 的8 鋼筋網(wǎng)片。采用內(nèi)摻速凝劑的 C20 砼對8 鋼筋網(wǎng)片表面噴射，砼噴射厚度為 200mmm。噴射砼時(shí)分 10、23 次成型，第一次初噴厚度 70mm80mm，余下分一到兩次噴射。每次噴射砼相隔 4 小時(shí)，終凝后 2 小時(shí)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。5.2.4 坑外第三排孔注漿5.2.4 坑外第三排孔注漿完成坑內(nèi)圍護(hù)樁間砼噴射和第二排注漿孔的注漿后，優(yōu)化施工施工方案，繼續(xù)進(jìn)行土方開挖。同時(shí)基坑邊超深開挖區(qū)域和局部滲漏點(diǎn)外側(cè)打設(shè)第三排孔并注漿。根據(jù)基坑實(shí)際情況，在坑外相關(guān)區(qū)域打設(shè)降壓水井。降壓水井鉆孔直徑為 400mm，深井管采用直徑為 250mm、壁厚 4 的鋼管，管壁外側(cè)與孔壁之間用綠豆沙填實(shí)作為過濾層。降水井深度和構(gòu)造根據(jù)基坑開挖深度和土質(zhì)條件確定。根據(jù)基坑滲漏部位、周圍環(huán)境等，開啟相應(yīng)部位的坑外降壓井，減少基坑11、滲漏、流砂壓力。5.2.5 基坑周圍環(huán)境保護(hù)及監(jiān)測5.2.5 基坑周圍環(huán)境保護(hù)及監(jiān)測根據(jù)周圍環(huán)境保護(hù)要求，基坑開挖前須布置坑外水位觀測點(diǎn)、地下管線監(jiān)測點(diǎn)、周邊道路監(jiān)測點(diǎn)、周邊建筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)等。根據(jù)實(shí)際情況，確定基坑監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測頻率和報(bào)警值。基坑發(fā)生流砂后，需要根據(jù)實(shí)際情況增加監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測頻率，并根據(jù)搶險(xiǎn)情況及監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整。基坑滲漏發(fā)生后，應(yīng)根據(jù)周圍環(huán)境及時(shí)采取保護(hù)措施，如拆除部分圍墻，或降低部分圍墻的高度，在圍墻外側(cè)大于 4m 遠(yuǎn)的位置用鋼管和彩鋼板進(jìn)行封閉，內(nèi)側(cè)不允許停車，甚至進(jìn)行必要的交通限制等。針對道路明顯下沉、居民樓傾斜明顯等情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行砼回灌或壓密注漿，防止周圍環(huán)境變化進(jìn)一步12、發(fā)展，最大限度地保護(hù)市政道路、管線和居民樓。并對已發(fā)生較大變形和沉降的構(gòu)筑物、管線等加密監(jiān)測。6、材料與設(shè)備6、材料與設(shè)備6.16.1 本工法實(shí)施所需材料如表 6.1：表 6.1 主要施工材料序號材料名稱用 途數(shù) 量備 注1雙液注漿材料坑外注漿（普通42.5水泥，350水玻璃）2壓密注漿材料周圍道路、構(gòu)筑物沉降補(bǔ)償（水泥）3回填砼周圍道路、構(gòu)筑物沉降補(bǔ)償C20 或 C304劈靂注漿塑料管坑外注漿512 的膨脹螺栓坑內(nèi)樁間封堵68 鋼筋坑內(nèi)樁間封堵7C20噴射砼坑內(nèi)樁間封堵普通 42.5 水泥，瓜子片，速凝）8深井管坑外降壓井減少坑外水壓力9黃砂坑外降深井減少坑外水壓力6.26.2 本工法實(shí)施所13、需設(shè)備如表 6.2：表 6.2 主要施工設(shè)備序號設(shè)備名稱用 途數(shù) 量備 注1GXY1B 型鉆機(jī)坑外鉆機(jī)8 臺2雙液注漿機(jī)坑外注漿8 臺3噴射砼設(shè)備坑內(nèi)樁間噴射砼6 臺4深井成孔機(jī)坑外深井成孔2 臺5水泵抽水6 臺6小型鎬頭機(jī)清障、鑿砼等2 臺7高壓水槍沖 洗2 臺7、質(zhì)量控制7、質(zhì)量控制7.17.1 本工法質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按建筑工程水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)規(guī)程（JGJ/T211-2010）、建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2002）、建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2012）等國家、行業(yè)和地方現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。7.27.2 所有進(jìn)場的原材料必須出具產(chǎn)品合格證（水泥必須在出廠三個(gè)月14、以內(nèi)），有必要時(shí)進(jìn)行抽樣復(fù)試；7.37.3 坑內(nèi)外封堵成孔、注漿、噴射混凝土等每道工序施工前，均需要在作業(yè)前對施工班組人員進(jìn)行書面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量要求及安全交底，詳細(xì)介紹各道工序在操作過程中的注意事項(xiàng)，同時(shí)，明確各自的責(zé)任。7.47.4 作業(yè)班組在工序作業(yè)的過程中設(shè)專人跟蹤檢查、監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正；完成一施工段后，觀察檢查效果如何，有無需要改進(jìn)的地方。8、安全措施8、安全措施8.18.1 坑外注漿孔成孔施工，每套成孔設(shè)備配 3-5 個(gè)工人，每套雙液注漿機(jī)械配 6 人。基坑滲漏搶險(xiǎn)階段，每 10m 延長需配置一套成孔和雙液注漿設(shè)備。8.28.2 坑內(nèi)樁間每點(diǎn)配 6 人進(jìn)行樁間鑿除和清理，配 15、3 人打設(shè)膨脹螺栓及8 鋼筋網(wǎng)片焊接和綁扎，配 3 人進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片表面混凝土的噴射和養(yǎng)護(hù)。每 10 個(gè)樁間封堵點(diǎn)需配置以上 1套坑內(nèi)封堵小組，小計(jì) 12 個(gè)人。8.38.3 坑外深井設(shè)備成孔、抽水 3 人/口。作業(yè)的班組在作業(yè)前必須作書面的安全技術(shù)交底，在交底的過程中，詳細(xì)介紹各道工序在操作過程中安全注意事項(xiàng)，同時(shí)，明確各自的責(zé)任；在作業(yè)過程中設(shè)專業(yè)安全員跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)提醒并及時(shí)解決，不留后患；8.48.4 所有操作人員嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)規(guī)章制度；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障及電線出現(xiàn)短路時(shí)，由專業(yè)機(jī)械修理工及電工修復(fù)，非專業(yè)人員不得擅自修理及私拉亂接電線，一旦發(fā)現(xiàn)從嚴(yán)處罰。8.58.5 所有作業(yè)16、人員嚴(yán)禁飲酒，進(jìn)入現(xiàn)場必須戴好安全帽、高空（大于等于 2 米）作業(yè)時(shí)必須系好安全帶；噴射砼操作人員必須戴好勞保用品，如風(fēng)鏡、手套等。設(shè)專人對場地以外周邊環(huán)境的察看，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)匯報(bào)。夜間作業(yè)必須有足夠的照明，危險(xiǎn)區(qū)段設(shè)立警示標(biāo)志。9、環(huán)保措施9、環(huán)保措施樁間封堵鑿除時(shí)，嚴(yán)格控制噪聲，鑿除時(shí)控制揚(yáng)塵，垃圾堆放在指定地點(diǎn)。坑位注漿孔成孔、深井成孔的泥漿應(yīng)排放到指定地點(diǎn)，嚴(yán)禁泥漿隨意排放。拌制雙液注漿和噴射混凝土?xí)r，加強(qiáng)揚(yáng)塵控制。坑外注漿孔成孔過程中、雙液注漿過程中，以及坑外深井成孔和降壓時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)周圍環(huán)境的監(jiān)測，加強(qiáng)坑外水位監(jiān)測。在施工過程中難免會(huì)出現(xiàn)泥漿外溢的現(xiàn)象，針對這一現(xiàn)象制定專項(xiàng)整治措施。17、每一施工段作業(yè)機(jī)械所產(chǎn)生的泥漿統(tǒng)一排入明溝，再由明溝排入三及沉淀池，經(jīng)沉淀后再排入市政管網(wǎng)。每臺機(jī)械由一名機(jī)長負(fù)責(zé)作業(yè)環(huán)境的清理管理工作。夜間作業(yè)人員不得大聲喧嘩，以免影響周邊居民的安寧。基坑四周排水溝必須保持暢通，其中的淤泥經(jīng)常清理；排入沉淀池泥砂每天清理一次，以免場外的下水道堵塞；基坑邊鉆孔作業(yè)區(qū)地面保持整潔、暢通、無堆積物、無積水、積泥巴現(xiàn)象；現(xiàn)場棧橋環(huán)形通道保持暢通、整潔，沾有泥巴的車輛不得出大門；10、效益分析10、效益分析10.110.1 本工法在基坑面臨滲漏水等危險(xiǎn)時(shí)，無論是坑外成孔、注漿、打設(shè)降壓井，還是坑內(nèi)樁間封堵，都可以多臺設(shè)備沿基坑邊同時(shí)作業(yè)，最大限度地縮短施工周期，能在18、短時(shí)間內(nèi)及時(shí)止水止漏，效果非常明顯。為基坑搶險(xiǎn)贏得寶貴時(shí)間，最大限度地保護(hù)周圍環(huán)境。同時(shí)也有利于土方的繼續(xù)開挖的組織安排。10.210.2 本工法施工簡單、靈活，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約用工。每臺鉆孔設(shè)備、注漿設(shè)備的操作人員僅 35 人即可。噴射砼的設(shè)備的操作人員僅 45 人即可。10.310.3 使用本工法節(jié)約材料，雙液注漿由于水玻璃固化的原因，其漿液在墻體中不會(huì)滲透太遠(yuǎn)且快速固化土體，能及時(shí)有效地進(jìn)行止水堵漏，對基坑周邊相應(yīng)的部位進(jìn)行一定的補(bǔ)償，同時(shí)又不會(huì)因此而滲透到遠(yuǎn)離基坑的其他區(qū)域。這樣既節(jié)約材料，又不會(huì)因?yàn)樽{對周圍環(huán)境造成新的影響。10.410.4 本施工工法根據(jù)基坑搶險(xiǎn)、基坑滲19、漏、流砂發(fā)展實(shí)際情況，逐步完善，形成完整的、成套的超深基坑滲漏封堵施工工藝。經(jīng)實(shí)踐證明，該成套滲漏封堵施工措施效果明顯，成本非常低。11、應(yīng)用實(shí)例11、應(yīng)用實(shí)例11.111.1 無錫崇安寺二期 5 號地塊工程，地址：江蘇省無錫市。地下三層，地上由兩幢六十五層和六層裙房組成。基坑開挖面積大約 1.1 萬平方米，基坑開挖 18-22m，采用鉆孔灌注樁和直徑 650 單排三軸攪拌樁。無錫崇安寺二期 5 號地塊位于人民中路北、新生路東、U 族聯(lián)盟大樓西、社會(huì)停車場南。地下三層，基坑開挖 18-22m，基坑開挖面積大約 1.1 萬平方米。地上由兩幢 65 層和 6 層裙房組成，總高度為 247 米，總建20、筑面積約 17.7 萬平方米，基坑開挖采用鉆孔灌注樁和直徑 650 單排三軸攪拌樁進(jìn)行圍護(hù)和止水。基坑開挖到第三層土即標(biāo)高-12m14m 時(shí)，發(fā)生流砂滲漏情況，通過基坑內(nèi)雙液注漿初步處理，得到一定控制，但由于水壓較大等因素，堵漏的效果不太明顯，加固完成 2-3 天后又出現(xiàn)了大量的流水、流砂現(xiàn)象。最后通過采用坑外多排雙液注漿孔，結(jié)合坑內(nèi)樁間封堵，內(nèi)外相結(jié)合，有效地控制住了流砂，防止了基坑周圍管線、道路及建筑物沉降位移的進(jìn)一步發(fā)展，確保了基坑及周圍環(huán)境的安全，效果非常明顯。11.211.2 海南三亞小洲島度假酒店 海南省三亞市，地下 2 層，地上 22 層。基坑開挖深約 6m，基坑面積為 18785，采用鉆孔灌注咬合樁進(jìn)行支護(hù)并止水。工程總建筑面積約為 155083，其中地上建筑面積為 124185，地下建筑面積為 30898。基坑側(cè)壁滲漏，采用本工法：快速止水堵漏，確保基坑的安全，提高施工效率。11.311.3 海南濱海國際金融中心項(xiàng)目 2 棟（地上 26、37 層）和二層連體裙樓及地下二層車庫，總建筑面積為 63881.5 平方米，人工挖孔灌注樁，樁徑有 1000mm、1200mm，共 263 根。止水帷幕支護(hù)樁進(jìn)行止水。當(dāng)時(shí)止水帷幕有部分失效，及時(shí)采用本工法進(jìn)行止水堵漏，效果明顯，保證了基坑支護(hù)的安全。