关于某工程地下室底板涌水流土孔洞的加固技术

摘要：在我国当今社会，经济在突飞猛进的发展，技术在不断的革新中，建筑工程当然也不能例外，在众多的建筑物中都有地下室，但是随着社会的不断发展，在对地下室进行施工时也就有不少的问题随之出现。本文结合实例主要分析了地下室底板的加固技术，说明了底板透水的原因、带来的后果，希望与同行之间进行交流、共勉。

关键词：地下室底板；加固技术；透水；原因及后果

中图分类号：U45 文献标识码：A

1 工程概况

上海嘉定区某项目已投入使用一年多，受台风影响，上海地区普降暴雨，地下水位突然上升，不少地方地下水位甚至已经高于地表，对带有地下室的建筑物而言，地下室所受浮力会突然增加。该项目地下室的一个集水井因地下水浮力骤升，集水井底板被冲破，涌出大量泥沙及地下水，造成重大险情。

2 透水原因分析

为查明透水原因，通过组织召开专家会，分析其原因，结论为：该集水井位于②3层砂质粉土（厚约10米）中，透水处的集水井施工缝存在局部缺陷，当受到8月8日“海葵”台风及暴雨（在“海葵”台风的影响下，上海持续暴雨平均降雨量400mm，）影响后，地下水位急剧上升，不断增大的水压对集水井施工缝结构薄弱环节产生冲击，结构薄弱处被冲破，造成了地下水及砂土涌入集水井，构成本次突发事件。

通过查看施工记录和资料，还原了当时施工情况，分析造成该集水井施工缝存在缺陷的因素有：

①该集水井混凝土浇筑时间为2010年4月21日（根据计划执行书要求，该工程必须在4月30日出正负零板），而前后几天均为雨天，为确保工期，现场冒雨施工；

②集水井底板混凝土在浇筑完成1小时后方可浇筑集水井侧壁混凝土，井壁混凝土浇筑前，雨水没有排尽或雨水带泥沙入坑，沉积在施工缝处，致使缝隙间存在局部隔离；

③雨天浇筑混凝土造成混凝土水灰比发生变化，振捣过程中水泥砂浆上浮致使混凝土离析造成局部缺陷。

3 透水后的不利后果

根据现场涌出的泥沙清理量，该集水井透水涌出泥沙量大约在150立方左右，虽然集水井出水口已经被封堵，但是地下室底板由于流土形成了大范围的孔洞，造成底板和地基土脱离，存在不利后果：

①由于地下室底板直接和地下水接触，长期浸泡，对地下室底板的自防水不利

②由于地基土的反力和水浮力发生变化，对地下室底板的受力不利

③桩基顶面一定范围内无地基土覆盖，降低桩基承载力，对桩基水平承载能力产生较大影响

④地下水对底板长期浸泡，增加了底板混凝土和钢筋的腐蚀，可能会降低底板的使用年限

4 流土地基的加固处理方法

①采用探地雷达对流土孔洞范围进行探测，由于该集水井附近大面积范围不具备探测条件，仅对集水井北侧范围进行了探测，探测结果显示流土范围边界距离集水井中心20米左右，结合该工程的基坑围护图纸，，对流土孔洞范围进行推测。

图1：探测流土孔洞范围

图2：推测流土孔洞范围

②为避免动水压力引起的地基流土现象以及尽量减小流土孔洞填充施工对底板、桩基的影响，本次处理采用流动性好、强度高的水泥砂浆和水泥浆对流土孔洞进行填充。首先在流土范围底板上开孔，注入水泥砂浆填充流土形成的孔洞，然后待水泥砂浆强度达到设计强度的30%后，在注浆孔之间的中间位置开孔，采用轻便触探检测填充质量，同时检测流土孔洞引起的地基土扰动范围，根据检测结果，利用劈裂注浆原理进行二次注浆，二次注浆采用水泥净浆，将地基土扰动区范围填充密实，同时将水泥砂浆未填充的孔隙填实，通过两次注浆填充施工，达到将流土孔洞填实的目的。

5 加固施工处理步骤

①安装空口管，在流土孔洞范围内依次开注浆孔。孔径φ76mm，当开孔深度达到350mm时，用水泥砂浆（内掺3%水玻璃）埋设φ76mm×5mm无缝钢管，钢管上部安装球形阀，然后继续开孔，至底板垫层底面，及时关闭球形阀，封闭管口中出现的涌水。

②在空口管球形阀上安装注浆管进行注浆，水泥砂浆注入量按照注浆压力控制，注浆压力控制在0.2-0.3MPa，并根据实际施工情况进行调整。

③注浆结束后，在注浆空口内塞入橡胶塞，并且在注浆孔口内填充灌浆料封堵至底板顶面。如图3所示

图3

④根据推测的流土孔洞范围，共布置了30个水泥砂浆注浆孔，在三天内完成所有水泥砂浆注浆孔的注浆施工。注浆顺序注浆布置图（图4）从内圈向外圈注浆，注浆过程中注浆位置所处圆环外侧的一圈水泥净浆注浆孔同样按照上述要求安装空口管，但在顶部安装过滤器，以便在注浆过程中排出孔洞积水。

图4 水泥砂浆注浆孔水泥净浆注浆孔

⑤水泥砂浆注浆1-3天后，强度即达设计最终强度的30%，具体实际可根据相同条件下的试块养护确定。水泥砂浆能够将流土孔洞基本填实，在水泥砂浆强度较低且能够抵抗动水压力不至于开孔涌水的情况下，按照水泥净浆注浆孔开孔图开二次注浆孔，注浆孔孔径φ76mm，同时进行注浆孔位轻便触探试验，检验水泥砂浆填充质量以及地基土扰动范围。根据检测结果，用水泥净浆进行劈裂注浆，加固地基土扰动区以及填充砂浆孔隙，注浆安装注浆压力控制，注浆压力控制在0.4-0.5MPa，依次完成各个注浆孔的注浆施工。

结语

①地下室集水井、电梯井等深坑部位浇筑混凝土时尽可能减少侧壁与底板的混凝土浇筑时间。在进行底板混凝土浇筑前，优化施工方案、调整施工部署，在满足规范要求前提下，缩短前后工序的间隔时间，合理调配人员、材料、机械设备，形成流水施工作业，避免混凝土底板与侧壁浇筑间隔时间过长，形成施工冷缝。

②严格控制底板结构施工过程中的裂缝。例如优化配合比、降低坍落度、减少水泥用量；在结构底板中设置冷却管，主动控制降温速率；采取措施，降低混凝土的入模温度，例如避开炎热天气等；及时对浇筑完成后的混凝土进行保温保湿养护；适当增加微膨胀剂，补偿收缩混凝土的自应力，抵消或部分抵消由混凝土干缩、徐变及温度等引起的拉应力，大大减轻混凝土硬化过程中产生的收缩裂缝。

③底板混凝土浇筑时，尽量避免雨天施工，同时必须排除积水，以避免混凝土水灰比发生变化，浇筑振捣过程中混凝土中水泥浆上浮造成混凝土离析，产生结构薄弱，同时避免因雨水夹杂泥沙沉积在施工缝处，造成局部隔离断层。

④当发生底板涌水时，首先封堵涌水口，根据涌出泥沙量初步判断是否采用地基加固处理措施。加固处理施工一定要迅速、有效，同时做好过程中的监测。例如流土孔洞范围内的地下水水位观测以及周边结构柱沉降观测，根据沉降观测结果调整注浆压力和施工效率。