上海水务建设工程有限公司 上海
摘要：本文以北翟路污水泵站搬迁工程暨华漕雨污水泵站合建工程施工工程为例，主要阐述采用排水法进行沉井施工时，距设计标高1.5米处，止水帷幕出现渗漏，导致挖土沉井过程中遇到流砂，采用坑外注浆坑内回填进行渗漏封堵的施工流程、关键技术及应对措施，以及三轴搅拌桩止水帷幕的应用注意事项。
关键词：止水帷幕、渗漏、防渗漏措施
1、前言
随着城市高层建筑物及电信管线、信息管线、电力管线、燃气管道、自来水管道等相关管线数量的日益增多，深基坑施工工程的施工难度也在逐步加大，所以沉井在市政工程中逐渐得到广泛应用。沉井施工技术是在地面或较浅的基坑中制作开口的钢筋混凝土井身，当强度达到设计要求后，采用排水下沉或不排水下沉的方法，将井身内部的土体均匀排出。随着井身内部土体的减少，当井壁与土体之间的摩擦力和刃脚的反力不足支撑其本身的自重时，构筑物开始不断下沉，进而达到设计标高。三轴搅拌桩止水帷幕施工一直是容易出现的问题，是沉井下沉、封底施工是否成功的关键因素之一，但是在施工过程中，施工企业及相关施工人员质量意识淡薄，对施工过程把控不严，最后导致了沉井的三轴搅拌桩止水帷幕漏水情况发生。如果不能有效及时处理会导致重大的经济损失，甚至造成重大的伤亡事故。北翟路污水泵站搬迁工程暨华漕雨污水泵站合建工程施工工程主体结构在下沉至设计标高时，距设计标高1.5米处，止水帷幕出现渗漏，导致挖土沉井过程中遇到流砂，采用坑外注浆坑内回填进行堵漏的施工流程、关键技术及应对措施，以及三轴搅拌桩止水帷幕的应用注意事项。确保了沉井的安全稳定。主要阐述防渗漏施工的应用条件、施工工艺、施工流程，关键技术措施等。
2、工程概况
1）北翟路泵站于上海市闵行区华漕地区，横沥港以东、北翟路以北地块，南邻东方国贸。现状地面标高约在4.20m。采用雨水与污水泵站合建形式，主泵房由地下与地上两部分组成，地下为32.5m×34.15m×12.88m的钢筋混凝土矩形结构，内部两道正交隔墙将其分隔，北面一侧为雨水泵房，南面一侧为污水泵房，井内纵横相交的横梁将内部空间总共分为16仓，内设2道隔墙、4榀框架与顶底板形成共同的受力系统。计地面标高4.200m，顶板面标高4.40m，高位井顶板面标高5.60m，底板面标高-6.98m，沉井总高14.2m，采用排水下沉的沉井法施工，施工工艺流程为：放样、定位→高压旋喷桩地基加固→开挖基坑→砂垫层、素砼垫层→搭设脚手架→沉井结构绑扎钢筋→安装预埋件→立模沉井结构浇筑（分3次浇筑振捣）→拆模→排水下沉→沉井封底→内部结构施工→顶板施工。
2）该井井壁厚度为0.9m隔墙厚度为0.7m。
3）沉井四周用19.5m长Ф850三轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕，底部采用Ф800满堂高压旋喷桩对地基进行加固处理。
4）整个沉井采用排水下沉法施工，该沉井混凝土采取分三节制作，三次下沉的施工工艺，第一节制作高度为3.2m，封底采取混凝土干封底施工工艺。
根据我们以往的施工经验并结合该井的地质情况，采用机械挖土施工工艺进行排水下沉，这样可以充分降低地下水浮力对沉井下沉的影响，起到事半功倍的效果。
3、工程地质
根据地址勘察报告，该井在下沉过程中需穿越以下各土层：
1）第①1层填土：填料不均，状态不均匀，以杂填土为主。层顶标高4.200m，层底标高2.700m，层厚1.5 m。
2）第②灰黄色粉质粘土：层顶标高2.700m，层底标高0.900m，层厚1.8m。
3）第③1层淤泥质粉质粘土，含少量有机质，切面有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。层顶标高0.900m，层底标高-3.000m，层厚4.900m。
4）第③2层为灰色砂质粉土，层顶标高-3.000m，层底标高-7.050m，层厚4.050m，沉井下沉到位座落在该土层上，終标高-6.980m。
5）第④淤泥质土，层顶标高-7.050m，层底标高-13.59m，层厚6.540m。
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4、沉井下沉施工
由于沉井总高度约12.88m，故分三节进行制作，为减少下沉深度，降低施工作业面，沉井施工先放坡开挖深度为2.88m基坑，在基坑内进行砂垫层、砼垫层施工及沉井制作，待素混凝土垫层强度达到75％以上后，支模制作第一节沉井，至刃脚底，高度为3.2m，第二节制作5m高度的井壁，第三节制住4.68m高度的井壁。待第一节井壁结构混凝土强度达到75%成后，采用排水干挖法下沉第一节，以此类推完成第三节沉井的下沉。在井下沉至设计标高还剩1.500m时，遇到流砂涌入井内，通过机械开挖挖除井内土体，在下沉至距设计标高1.000时，仍无法有效清除井内土体，因此无法进行干封底，又因为本工程工期比较紧，如果采用水下封底工期比较长，风险比较大，因此考虑在坑内回填土封堵水流，对坑外帷幕注浆进行封堵，并通过管井进行降压，确保沉井稳定。
5、止水帷幕渗漏的原因分析
造成止水帷幕失效的原因有很多种，根据现状及资料的分析，归纳为以下几个方面
1）赶工期，施工相关人员为了加快施工进度，三轴搅拌桩止水帷幕全部施工完毕后，三轴搅拌桩在初期硬度还不具备施工作业条件时，就开始对施工区域进行抽水、降水，导致了三轴搅拌桩止水帷幕中水泥的稀释溜走，造成抗渗能力下降，无法达到止水帷幕的作用，引发三轴搅拌桩止水帷幕失效事故。
2）在三轴搅拌桩止水帷幕施工过程中，施工企业及相关施工人员质量意识淡薄，对施工过程把控不严，导致施工员在操作过程中未按照施工蓝图的设计及规范要求开展施工，发生桩位偏差，桩间连接的距离超出设计及规范规定的数值要求，施工完成后未进行严格复核，检查不到位。
3）在三轴搅拌桩止水帷幕施工前，未进行详细的施工部署及位置应急预案，导致施工过程中出现意外情况造成施工冷缝的产生。
6、封堵措施
为了避免止水帷幕失效事故的发生，采用坑内回填、管井降压、坑外注浆的方式进行封堵。
1）坑内回填封堵
找到坑内止水帷幕渗漏点后，对该位置进行坑内土方回填封堵水流，保持内外水压平衡。
2）坑外注浆封堵
确定渗水位置，在三轴水泥土搅拌桩止水帷幕以外位置进行注浆，注浆孔设两至三排，以梅花状设置，各排注浆孔相距0.50米，第一排注浆孔以距原有止水帷幕的三轴水泥土搅拌桩0.5m为标准设定钻孔。准备压密注浆针对第一排注浆孔进行注浆施工，第一排注浆孔注浆施工完成后再开始第二排的加固注浆，以此类推完成第三排注浆孔的注浆施工。
3）坑外管井降压
由于北翟路污水泵站位于横沥港河道的东侧，横沥港河道常水位为2.3m~2.5m，泵站地面标高4.20m，底板面标高-6.98m，坑内与坑外的水值差较大，再结合受潮汐的影响，坑外水位高度成波动状态，可能产生渗水现象，因此，需要布置坑外降压井来改善坑内外水值差。对于自然环境带来水位变化要随时观测，间歇式进行抽水，不然不利于基坑外注浆封堵实施条件。
4）恢复施工
待坑外注浆强度达到到预定强度后，对原先封堵渗漏回填的土方进行挖除，并对原渗漏点做好详细的观察检测，监测有无继续渗水、是否达到预计的封堵效果。如无渗漏现象，继续在坑内进行井内土体开挖工作，沉井下沉至设计标高，待沉井稳定后，进行封底及钢筋混凝土底板施工，完成整个沉井施工。
7、施工质量管理
为避免后续施工再次造成三轴水泥土搅拌桩止水帷幕出现渗漏现象，需对以下几种特殊情况的处理措施进行熟悉、了解。
1）双浆液结合引流管对渗水处理
在渗水点插入Φ20引流管，在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆到达强度后，对引流管进行注浆，再将引流管打结。
（1）配制化学浆液和水泥浆液
（2）将配制拌合好的化学浆和水泥浆送入贮浆桶内备用。
（3）注浆时启动注浆泵，通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从H口混合注入孔底被加固的土体部位。
2）注浆管道堵塞处理
发现管道堵塞，应立即停泵处理，等处理完毕后立即把搅拌钻具上提和下沉1米后，等10～20秒恢复向上提升搅拌方能继续注浆，以防断桩发生。
3）冷缝处理措施
三轴搅拌桩施工要求连续作业，避免施工冷缝的产生。施工过程中一旦出现意外情况导致施工冷缝的产生时，须在冷缝处的搅拌桩外侧补打素桩，以确保基坑开挖时不出现大量渗水现象。在冷接头处套打复搅的速度很慢，这个速度取决于冷接头前后间隔的时间长短及钻孔机的机械性能，间隔时间越长，水泥土强度越大，复搅时速度越慢。为确保搭接质量补幅与桩的搭接为30cm，补幅及冷接头处套打复搅的桩的水泥用量宜增加20%。如果间隔时间太长，搅拌桩水泥土达到较高强度无法补搅搅拌桩时，可采取在冷缝搅拌桩外侧补打旋喷桩措施来达到止水效果。
8、结论
本文主要以北翟路污水泵站搬迁工程暨华漕雨污水泵站合建工程施工工程为例，介绍了沉井施工技术，包括沉井的构造、应用范围，并分析了造成三轴水泥土搅拌桩止水帷幕失效的原因，同时，提出有效解决的措施和施工流程安排，希望能对沉井施工及深基坑施工的操作有所帮助，三轴水泥土搅拌桩止水帷幕是沉井及深基坑的关键环节，能有效防止了地下水涌入造成基坑坍塌事件的发生。采用有效措施对三轴水泥土搅拌桩止水帷幕失效渗水现象，对于沉井及深基坑的安全性意义重大。
参考文献
【1】陈志强，虚伪，张宇，深基坑水泥搅拌桩止水帷幕失效分析与修复，施工技术，2012
【2】谢石连，郭连江，范利杰，某沉井流砂事故分析与处理，2009
【3】江建华，某临河深基坑止水帷幕漏水原因分析与处理，山西建筑，2012
【4】曹重，基坑漏水现象及解决方案实际案例，山西建筑，2013
论文作者:王皞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/10
标签：沉井论文; 标高论文; 帷幕论文; 注浆论文; 泵站论文; 水泥论文; 基坑论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;