王敬堂
(冶金工業(yè)部華東勘查基礎(chǔ)工程總公司,安徽合肥 230088)
已建成城市高樓地下室滲水是一種較為普遍存在,根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),地下室滲水在已建成工程中達(dá)到50%以上,只是滲水程度不同,有的滲水非常嚴(yán)重,影響到建筑物正常使用,部分伴隨底板變形上浮,造成工程危害,常規(guī)做法是注漿加固后施打抗浮錨桿,由于地下室已建成,凈空在2m 左右,施工難度較大,同時(shí)裂縫存在使地下室滲漏水修復(fù)難度更大,注漿加固會引發(fā)底板二次受力變形。下面通過工程實(shí)例介紹設(shè)置自動泄壓閥泄水到地下室集水坑工藝,一次性解決滲水和上浮兩個(gè)難題。
某項(xiàng)目工程位于深圳市龍崗區(qū)深惠路愛聯(lián)地鐵站東側(cè),有2層地下室(地下室負(fù)2 層層高為3.9m,負(fù)1 層層高5.1m)和4 層裙房,裙房屋頂覆土厚度1.m,本工程0.00 標(biāo)高相當(dāng)于絕對標(biāo)高40.6m,室外場地標(biāo)高38.9~40.6m,抗浮設(shè)計(jì)水位為38.5m。裙房地下室基礎(chǔ)采用筏板+柱墩形式,筏板厚500m,底板板面結(jié)構(gòu)標(biāo)高31.4m(相對標(biāo)高-9.2m),持力層為微風(fēng)化灰?guī)r、含砂粉質(zhì)黏土、粗砂混礫石等,抗浮不足處采用抗浮錨桿(隆起部位的跨中板帶未設(shè)置抗浮鈾桿,部分柱邊設(shè)置抗浮錨桿)。
該地下二層的建筑面層完成時(shí)間為2019 年7 月。但由于2019 年上半年以來深圳市連續(xù)降雨,時(shí)短雨量大、暴雨多發(fā),特別是6 月持續(xù)性暴雨,年降雨量達(dá)1882.9mm,導(dǎo)致地下水位上升,水壓力增大,現(xiàn)場于2019 年9 月發(fā)現(xiàn)已完成找平層的2A 裙樓地下二層底板局部區(qū)域向上隆起,找平層可見明顯裂縫。當(dāng)時(shí)裂縫內(nèi)可見蓄水,但未見地下水涌出。出現(xiàn)裂縫的部位均位于地下室后澆帶位置,隆起及裂縫情況如下。
一二區(qū)交界后澆帶附近(1~2 軸交R~V 軸),裂縫沿后澆帶東西走向長約18m、寬約8m,距后澆得距離1.3~2.6m,總隆起區(qū)域面積約140m2,隆起呈中間高兩端低的“I”特征,隆起值0~10cm,裂縫寬0~0.4cm。分界后澆四五交帶上(6~9 軸交T~AH軸),裂縫沿后澆帶東西走向長約50m、寬為8m,距后澆帶距離0~0.3m,總隆起區(qū)域面積約450m2,隆起呈中間高兩端低的倒“L”特征,隆起值0~20cm 裂縫寬0~1.1cm。
現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)面層與底板脫空、鑿開后大量冒水地面隨之回落、結(jié)構(gòu)板面標(biāo)高未見上升等現(xiàn)象。但按最不利情況分析,面層與底板脫空可能是施工控制不利所致(隆起的原因),也有可能是底板與面層共同隆起而導(dǎo)致層間滑脫(隆起的結(jié)果)。如果是后者,則必須分開考慮排水和抗浮。疏水盲溝排水是排除入口不明的層間水,泄壓管抗浮是在極端異常天氣泄壓抗浮,采用排放方式。
人工堆積層(Q4m):場地內(nèi)填土廣泛分布,雜填士(地層編號①)雜色:稍濕~濕,結(jié)構(gòu)松散:由建筑垃圾、石灰若塊石、碎石、砂和黏性土堆填形成,密實(shí)度不均,其上部多混雜生活廢棄物。
第四系沖洪積層(Q):本層性、厚度化大根據(jù)其額粒組成及狀態(tài)特征大致可劃分為②1 含砂質(zhì)粉質(zhì)黏土以及②2 組粗砂混礫石等兩個(gè)亞層。
(1)粉質(zhì)黏土(地層編號②1):褐黃、褐紅、褐灰色等;可塑~硬塑;含不等粒徑砂,底部多混礫石、石,黏性一般。
(2)粗砂混礫石(地層編號②2):褐紅、褐色等;飽和,稍密~中密;分選差,級配一般,石英質(zhì),礫石含量約10~30%,不均勻充填細(xì)粒和粉黏粒。
基巖(C):場地下伏基巖為石炭系下統(tǒng)大塘階石磴子組灰?guī)r。巖石為細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,按巖石風(fēng)化程度以及巖溶特征可劃分為微風(fēng)化帶和溶洞充填物,溶洞屬于半充填狀態(tài)。
微風(fēng)化巖(地層編號③):灰色;主要礦物有石英、大理石和方解石等,發(fā)育少量裂隙,巖質(zhì)堅(jiān)硬,錘擊聲脆:巖體較完整,巖芯多數(shù)柱狀,節(jié)長一般為8~60cm。巖芯采取率為87%~95%,巖石質(zhì)量指標(biāo)為RQD=82~92,屬較好~好。場地內(nèi)基巖巖面起伏較大。鉆孔有溶洞揭露,鉆孔見洞隙率約為12.8%,溶洞的大小分布以及充填物很不均勻,局部區(qū)域集中分布。填充物一般為粉質(zhì)黏土、砂礫和卵石等,濕~飽和,松散~流塑狀。含水量較高,透水性中等~強(qiáng)。
泄壓孔大樣和監(jiān)測及閘閥如圖1、圖2 所示。
圖1 泄壓孔大樣
圖2 監(jiān)測及閘閥
3.1.1 單個(gè)泄壓孔參數(shù)
(1)本工程土0.000 相對于對標(biāo)高為40.600m,未注明基礎(chǔ)面標(biāo)高為-9.200m,局部點(diǎn)為-10.30m;理深土0.000 起算點(diǎn)相當(dāng)于絕對標(biāo)高為-9.200m。
(2)本工程板厚度取為500mm,墊層厚度為100mm,混凝土面層厚度取為150mm。
(3)泄壓孔深度建議按照場試驗(yàn)情況取,砂礫石層入土3m或入巖0.5m 能滿尺要,則按此深度執(zhí)行。
(4)本工程地基基計(jì)等級為甲級,各塔樓基底板圖紙?jiān)斚鄳?yīng)塔樓,塔樓以外部分采用筏板基礎(chǔ),局部區(qū)城采用粒(墩)基或獨(dú)基,筏板厚度為500mm,底板下持力層為含砂質(zhì)粘土、粗砂混礫石、粉士、微風(fēng)化灰?guī)r。
(5)泄壓孔開孔直徑130mm;濾管長度取為5m,均采用雙層填礫過濾器,楔形絲篩管外徑127mm,內(nèi)徑103mm,基管外徑101.6mm;沉淀管1m,楔形倒向頭0.5m,便于擊入導(dǎo)向貫入。
3.1.2 閘閥說明
(1)在每組集水管安裝自動閘閥,閘閥靠近集水井設(shè)計(jì)并盡量靠近墻柱,用于地面操控,閘閥出水管就近接入集水井。
(2)在水壓力超過38m 水位標(biāo)高時(shí),閘閥自動開啟排水,在壓力低于38m 標(biāo)高時(shí),閘閥自動截止關(guān)閉。
(3)與集水總管的連接管采用的是DN40,多井集水總管采用DN50,井?dāng)?shù)較少的集水總管采用DN65,閘閥采用對應(yīng)尺寸的接頭。
3.1.3 泄壓管排水說明
(1)為減少泄壓孔對地面交通和地下室底板放水的影響,泄壓孔按照消防分區(qū)和抗浮分區(qū)設(shè)置接管,每8~10 個(gè)泄壓孔作為一組,采用暗理式泄壓孔,用連接管將管內(nèi)水集中引排到底板以上,再在靠近墻、柱附近設(shè)置閘閥排入排水系統(tǒng)。在每組集水管安裝自動閘閥,在水壓力超過38m 水位標(biāo)高時(shí),閘閥自動開啟排水,在壓力低于38m 標(biāo)高時(shí),閘閥自動截止關(guān)閉。
(2)連接管采用的是DN40,外徑48mm 需要沿連接管方向布置深150mm,寬度60mm 溝槽埋設(shè)管線,各集水總管采用DN50~65,外徑57~76mm,需要沿連接管方向布置深150mm,寬度90mm 槽埋設(shè)管線,完后后可用混凝土重新澆筑保護(hù)層并在地面找平。
(3)泄壓管故障時(shí),需要鑿開蓋層頂板進(jìn)行檢修,并在修復(fù)之后重新澆筑暗埋。
本項(xiàng)目滲水及底板上浮主要季節(jié)性降水水位上升引起,枯水季節(jié)滲水較少,地下室排水可以滿足要求,連續(xù)降雨就會有大量水流出,影響建筑物驗(yàn)收和使用。本次采用永久泄水工藝,解決水壓增大時(shí)泄壓疏水,日常保持正常水壓,保證底板穩(wěn)定。
(1)混凝土切割機(jī)切開15cm 混凝土蓋層,鑿巖機(jī)鑿去該層。
(2)混凝土開孔器在混凝土底板上開孔200mm,深度80mm。
(3)電鉆施工膨脹螺絲孔。
(4)混凝土開孔器在混凝土底板上開孔130mm,深度520mm。
(5)鉆孔:利用鉆機(jī)鉆孔,泥漿護(hù)壁,鉆孔直徑130mm,深度6.5m。
材料不銹鋼304、井管雙層夾濾芯:外管127mm,內(nèi)管102mm,內(nèi)夾濾芯。井管上部50cm 為實(shí)壁鋼管,為后期施工止水預(yù)留,如圖3、圖4 所示。
圖3 濾水管設(shè)計(jì)
圖4 濾水管實(shí)物
下法蘭安裝四道防水:由下至上油麻絲、聚氨酯充填、糊狀快速水泥、橡膠墊片。油麻絲遇水膨脹為第一道止水,聚氨酯充填遇水后聚氨酯膨脹4 倍充填在底板混凝土和實(shí)壁鋼管間為第二道止水,糊狀快速水泥放入孔口縫隙間,下法蘭壓實(shí)后快速凝固為第三道止水,橡膠墊片置于下法蘭下面為第四道止水,如圖5所示。
圖5 井管及下法蘭安裝
下法蘭安裝到位后,通過中間水泵抽水,水位降至底板下5cm,保持抽水8h。使油麻絲充分膨脹,快速水泥固結(jié)。停止抽水后,地下水上漲,遇聚氨酯發(fā)生膨脹,充滿底板混凝土和實(shí)壁鋼管間間隙,達(dá)到有效止水。
螺絲固定上下法蘭通孔,空壓機(jī)吹出螺絲孔內(nèi)雜質(zhì),先注入止水膠,施工膨脹螺絲,螺帽擰緊,如圖6、圖7 所示。
圖6 上法蘭安裝
圖7 膨脹螺絲安裝
機(jī)械式泄水閥實(shí)物如圖8 所示。
圖8 機(jī)械式泄水閥實(shí)物
機(jī)械式泄水閥安裝如圖9 所示。
圖9 機(jī)械式泄水閥安裝
排水管安裝和蓋板安裝如圖10、圖11 所示。
圖10 排水管安裝
圖11 蓋板安裝
施工機(jī)械配備如表1 所示。
表1 施工機(jī)械配備
本工程采用永久泄壓工藝,一次性解決了底板滲水和底板上浮問題,根據(jù)現(xiàn)場測試底板鑿穿后枯水季水壓,設(shè)計(jì)機(jī)械式泄壓閥,設(shè)計(jì)壓力大于枯水季水壓0.005MPa。
枯水季節(jié)泄壓閥關(guān)閉,保持底板下正常水壓,底板穩(wěn)定。在雨季水壓上升時(shí),機(jī)械式泄壓閥自動打開,泄壓疏水,通過管道流入集水坑抽走。機(jī)械式泄壓閥不用電,極大節(jié)省電力,后期運(yùn)營費(fèi)用較低。
通過本項(xiàng)目實(shí)施,有效解決底板滲水和底板上浮問題,該工藝造價(jià)較低,效果良好。