淺談深基坑防水工程的注漿加固設計與施工的技術要點

摘要:近期來，伴隨著城市建設的快速發展，各類深基坑建筑大幅增加，基坑深度也越來越深，在某些基坑施工地段，由于地下結構防水工程質量相對較差，受地下水的威脅，坑壁極不穩定，無法進行基礎施工，基坑隨時會由于基底涌砂、潰決等現象導致坍塌事故的發生，甚至有可能會影響到其他基坑施工段的施工安全。本文針對上述情況，對于深基坑防水工程的注漿加固設計和施工中的技術要點進行闡述。

關鍵詞:深基坑 防水工程 注漿加固 設計 施工

目前，我們多采用地下連續墻、抽水降深和注漿加固等方案進行基坑防水，其中注漿加固是使用氣壓、液壓或者電化學原理，向各種巖土體的裂隙或孔隙中注入一些易于固化的漿液，對地基的物理力學性質進行改善，進而實現對地基活圍巖的加固、防滲和堵漏。

一、深基坑注漿加固工藝的設計

(一)評價深基坑基底隔水頂板的穩定性

隨著基坑施工的進行，開挖的深度也逐漸增加，隔水頂板也越來越薄，頂板在承壓水頭的作用下其穩定性越來越差，一旦基坑底部被沖潰，將會影響到施工的正常進行，甚至會導致周邊環境的惡化。為了保證深基坑施工的安全，需要對不同的土層進行勘察，根據獲取的物理力學以及承壓水的相關參數，進行預注漿加固方案設計。

1、計算基底的穩定性

這里，我們利用水頭壓力平衡式來對不透水層基底穩定厚度進行急速，其基本計算公式為γ·H0=γ0·h……①

從公式①我們可以知道，基底在滿足下列條件時，其狀態是相對穩定的，其基本式為H0=(γ0/γ)·h……②

式中H0表示基底開挖后不透水層厚度，其單位為m;γ表示土的重度其單位為kN/ m3;γ0表示水的重度(kN/m3);h表示承壓水頭高于含水層頂板的高度，其單位為m。根據公式②可以看到，當土的天然重度γ介于18～20kN/m3時，對于不透水層厚度計算結果的評價如下:

①H0=(γ0/γ)·h時，H0=(0.5～0.56)h，基底處于極限平衡狀態。

②H0>(γ0/γ)·h時， H0>(0.5～0.56)h，基底處于穩定狀態。

③H0<(γ0/γ)·h時， H0<(0.5～0.56)h，基底處于不穩定狀態。

2、注漿加固厚度的計算

利用公式B≥(h· γ0-H0·γ)/(γ-γ0)……③來計算隔水層頂板及其以下一定注漿加固厚度。

將基底至加固底部的高度作為注漿加固處理總厚度H1，H1= H0+b，也就是說注漿加固處理總厚度應為基坑開挖后殘余隔水層厚度H0與隔水層底板以下加固厚度b的總和。有些時候，含水層并不設置固定的隔水頂板，此時，應將基底加固厚度H1維持在不少于H0+b。

(二)基坑側壁垂直帷幕的計算

1、計算注漿垂直帷幕的厚度

公式④為注漿垂直厚度參考計算公式，T=ΔH/I0……④

式中T為帷幕厚度(m);ΔH為帷幕前后的水頭差;I0為帷幕的水力坡降，一般取值10～25(相對于土層取10)。

2、垂直帷幕的深度

對于重要工程的基坑采取帷幕注漿時，側壁加固深度除應滿足基底加固高程外，還應滿足插入深基坑底以下不少于5m的要求。

(三)注漿體總量計算法

該計算方法的公式為Q=V·n·α·β，式中Q為注漿土體總注漿量，單位為m3;V為注漿土體總體積單位為m3;N為孔隙率;α為漿液損失系數，取1.15～1.30(注漿面積小時取大值);β為漿液充填系數，取0.3～1.0。

二、深基坑防水注漿施工

(一)目前深基坑施工中存在的主要問題

1、不能充分認識到施工安全的重要性和緊迫性。在維護、支撐、止水、挖土四個深基坑作業的環節中，任意一個環節的疏忽，都會造成非常嚴重的后果，都會影響到深基坑的穩定性 。

2、沒有健全的安全管理工作體制和監管體系，執法力度不夠，監督效果不佳。在很多深基坑的施工項目中，沒有設置專職的安全員，甚至連具有豐富的安全知識的施工人員都沒有，這就使深基坑作業時的安全隱患不能及時被發現和排除。

3、安全管理投入過少。由于深基坑施工工期相對較短，很多施工方為了節約成本，往往忽略了對于安全方面的投入，正是由于投入不足，導致在發生事故的時候，往往會措手不及。

(二)施工機械

1、機械設備

深基坑防水施工的主要機械包括:振動設備、導向架、振動錘、移動軌道。

注漿設備

注漿泵、制漿儲備設備。

3、注漿管路直徑

25～42mm。

4、花管結構

在打入管的前端設置長1m的注漿花管，花管上有3排直徑為3～4mm的孔眼，花管外套橡皮圈，頂端為錐頭。

(三)注漿工作流程

平整場地輔軌排→架設沉管機→接輸漿管→沉管至注漿段→開泵注漿→再沉拔管至注漿段→全孔注漿完畢→移動至新孔。

(四)注漿工藝及結束標準

1、注漿工藝及方法

(1)打入孔注漿的施工順序為“先外后內，先邊緣后中心”，施工過程中應堅持隔排跳孔。

(2)根據需求和地質條件，可以選擇由上至下活由下至上打入孔注漿，一般來說采用由上至下注漿。

(3)分段注漿長度為1m，誤差不宜超過10%，即10cm。

2、注漿結束標準

注漿施工每延米注漿段平均進漿速度10～20L/min，以注漿管路=32～35mm為例，注漿達到如下標準之一時，即可結束注漿。

(1)當泵壓已達4MPa，而吸漿量≤1.0L/min時。

(2)注漿量控制標準，每延米注漿達到設計要求。

(3)注漿過程中發現冒漿應立即暫停注漿，并對冒漿點進行封堵后，繼續注漿。所采取方法可以減少壓力或加稠漿液，以至采用雙液控制。當采取上述措施冒漿仍然不止時，可以停止注漿，但相鄰孔應實施“補償”措施。

(五)注漿工程質量檢查

作為一種隱蔽工程，注漿工程的質量檢查宜采用下列方法進行。

1、分析施工資料成果。

2、比較原位測試(靜力觸探、動力觸探)成果，以及注漿前后觸探(或十字板剪切)的力學指標。

3、標貫法。比較注漿前后的鉆探實測標貫值。

4、物探成果的比較。利用電法、面波檢查注漿前后曲線變化。

5、鉆孔驗證。利用鉆孔注水試驗(壓水試驗)對比注漿前后單位長度吸水量。工程鉆孔取芯檢查，比較注漿前后土層的物理及力學指標。

三、結語

在我國，深基坑作業技術發展速度很快，但是對應的深基坑防水技術相對落后，隨著大面積開發，深基坑作業的要求越來越高，如何有針對性的確立防水技術，是深基坑作業面的主要課題，只有解決好這個課題，才能保證深基坑作業的正常進行。

參考文獻:

[1]鐵道第四勘察設計院.深基坑松軟土層注漿技術細則[S].武漢:2004.

[2]吳治生、戴傳英.軟土路基注漿設計與施工[J].鐵路地質與路基，2006(1)

[3]戴傳英.漢口地區深基坑止水中的壓力注漿應用[J].地基處理，2006(3)

[4]注漿技術規程[S].YBJ44-92