浅谈胶结砾岩地层的降水施工及锚索堵漏

浅谈胶结砾岩地层的降水施工及锚索堵漏

唐凯张海鸣

中国建筑第八工程局有限公司

摘要：本文结合现场实际情况，对胶结砾岩地区降排水施工及锚索所存在的问题进行了分析并提出了相应的解决措施，为地渗透性土质中的建筑施工提供了经验。

关键词：盲沟；集水明排；封井；引水堵漏；双液注浆

一、工程概况

本工程总建筑面积约为9.2万平方米，地下建筑面积1.8万平方米，地上建筑面积7.4万平方米；地下2层，地上17层（不含设备层），建筑高度74.7米，基坑周长610米，开挖深度11米，土方量10万立方。

二、工程地质及地质水文条件

2.1场地地质

场地地质条件较为复杂,层位变化较大，原始地貌属山前冲洪积平原地貌单元，根据钻探揭露,场区内地层可分为10层。地层物理力学性质详见表2.1

2.2水文条件

本工程场区含水层可分为：第四系孔隙含水层、辉长岩风化裂隙含水层、裂隙岩溶含水层。其中：第四系孔隙水主要含水层为粘土混碎石或碎石土及上部填土，水位埋深3.02～4.960m，该层抽水试验渗透系数0.358～1.379m/d。基岩裂隙水主要赋存于辉长岩残积层、全～强风化裂隙中，富水性与裂隙发育程度关系密切，该层抽水试验渗透系数0.142m3/d。

三、问题分析

胶结砾岩属于低渗透性土质，大量的滞留水存积在土层中，在基坑开挖开挖过程中出现了因疏干井降水效果不明显导致基槽被明水浸泡，不仅如此，基坑支护的锚索在张拉完毕后，滞留水从套管及注浆管中不断流出，影响了支护安全。针对此问题，本工程从降排水、锚索堵漏三个大方面提出了治理措施。

四、降水施工

4.1降水施工方案介绍

根据本工程特点基坑降水采用排水沟+疏干井、盲沟的方式，在基坑内排水沟处按照15.00m的间距布置集疏干井32个，基坑四周按照25.00m的间距布置疏干井18个，疏干井顶标高35.00m。

4.2集水明排

由于胶结砾岩渗透性差、疏干井渗透半径小、单井出水量小及降水影响半径不可预料，降水效果不明显，因此在后续的施工过程中将未施工的疏干井取消，根据现场情况调整为集水明排。

4.2.1基坑四周排水措施

当开挖至基坑底标高时，基坑四周布置盲沟、集水坑阻止水流入坑内。所有集水坑、盲沟内均填满石子，同时为防止垫层浇筑混凝土时，灰浆流入石子缝隙中影响盲沟、集水效果，可采取铺塑料布等方式。

按照设计要求每15米设置一个疏干井，因此在人工清槽阶段，以7.5米为界线分别向疏干井内找坡，以避免由于排水线过长导致明水局部囤积。

4.2.2工程井内排水措施

在未开挖至基坑底标高时，明水通过在附近挖降水排水沟、降水集水坑进行集水明排，集水坑的位置应选择在工程电梯基坑或工程集水井处，避免超挖。

对于较大的电梯井的明水可采用盲沟加降水井的排水措施。在沿电梯井四周设置500mm宽、300mm深的排水沟，在电梯井内部设置1.5m深的降水井，然后将盲沟内的水引流至降水井中，最后进行集水明排。

4.2.3集水明排注意事项

在基坑底或开挖面，沿基坑边一侧、二侧、四周或中央设排水明沟，在基坑四角或坑边设置集水井，使地下水沿排水沟流入集水井中，然后用抽水设备抽出基坑外。

排水沟和集水井应设置在柱及剪力墙位置以外，地下水流向的上游。排水沟边缘离开基坑坡脚应不少于0.3m，排水沟底宽不宜少于0.3m，纵向坡度宜为0.1～0.2%，沟底面应比基坑底或开挖面低0.3～0.5m。集水井在基坑四角设置外，还应沿基坑边每隔15～30m设置一个，集水井底应比相连的排水沟低1～2m。

排水设备宜采用潜水泵、离心泵或污水泵，水泵的选型可根据排水量大小及基坑深度选用。

五、锚索漏水治理方法

胶结砾岩土质渗水性能较差土层中存有大量滞留水，因此在锚索按照设计要求施工及张拉完毕后，滞留水从锚索套管中不段外流，针对此问题本工程采用引流注浆的堵漏方法。

5.1注浆材料

针对锚索处漏水现场堵漏措施采用水泥-水玻璃双浆进行锚索堵漏。

以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例以双液方式注入，必要时加入附加剂所组成的注浆材料。克服了单液水泥浆的凝结时间长且不能控制、结石率低等缺点，提高了水泥注浆的效果，扩大了水泥注浆适用范围。可用于防渗和加固注浆，在地下水流速较大的地层中采用这种混合型的浆液可达到快速堵漏的目的。

水泥本身的凝结和硬化主要是水泥水化析出凝胶性的胶体物质所引起的，在硅酸三钙的水化过程中产生氢氧化钙。当加入水玻璃后，水玻璃马上与新生成的氢氧化钙反应，生成具有一定强度的凝胶体水化硅酸钙。

5.2堵漏施工

引水堵漏方法是改变出水路径,减小孔口压力后再进行封堵填塞。首先,在渗水孔中插入2～4根直径30mmPVC管进行引水至集水坑或疏干井。然后将配置好的水泥-水玻璃双浆用注浆机注入漏水孔内进行封堵，待2-3分钟后，水泥-水玻璃双浆达到强度要求后，看是否还有渗水，如果还有细部渗水，则用高压枪对细部裂缝进行注浆。待漏水口已无渗水后，用双浆把引流口封堵。

采用水泥水玻璃浆液灌注时，浆液配合比应在施工前确定，锚索孔四周应有1.5～2.0m的注浆区域，防止注浆时坍孔或孔口跑浆。注浆钻孔的方向、深度都要严格按设计及现场实际情况要求进行。孔口管的埋设要牢固、密实。

六、应用分析

通过集水明排及降水井的降水施工工艺有效的解决了因胶结砾岩中的滞留水在基坑开挖的过程中外流导致基槽被浸泡的问题，避免了因浸泡导致的基坑超挖并节省了二次清槽的费用。与此同时使用法兰封井器进行封井在主楼结构完成9.850m梁板施工前可以继续抽水，封堵后底板的有效高度得到保证。底板套管内外均设止水钢板，又起到双保险止水作用。地下水位较高时，还可以用带橡胶垫的盖板封死水路，这样在干燥的场所浇筑底板混凝土，施工质量能得到保证。

现场总共78个锚索漏水点，通过注浆锚索水点基本消除,保证了支护的稳定性，解决了因锚索长时间出水基坑被浸泡的问题。

七、结语

基坑的土质情况形式各异，各工程基坑降水的施工工艺也不尽相同，本文以山东大学齐鲁医院妇儿综合楼一期项目为例结合现场实际情况阐述了在胶结砾岩土质中进行降排水施工及锚索堵漏的施工方法，抛砖引玉，为后续工程在低渗透性土质中的施工提供了良好的思路及经验。