止水帷幕及降水技術在深基坑支護工程中的應用

楊 斌 （安徽建工集團有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前 言

近些年，隨著城市建設中高層建筑的不斷涌現，極大的促進了深基坑支護技術的迅速發展。深基坑的施工，危險性大，施工難度也大，很可能引起基坑周圍局部土體發生位移和沉降，危及臨近建筑物、道路和管線的安全，造成重大損失，同時影響工程的順利進行。基坑支護的目的在于確保基坑土方順利開挖及基坑邊坡的穩定與安全，且保證基坑內干燥作業，防止周圍臨近建筑物因深基坑施工而導致基礎不均勻沉降，造成原有建筑開裂、傾斜，甚至影響結構安全。根據深基坑項目的特點，除了著重考慮邊坡的支護技術外，深基坑的止水及降水是難點，更是需要解決的重點。

1 工程案例

1.1 工程概況

合肥市華裕家園小區地下車庫工程，建筑面積約為3310m2,因其內部設置3層機械式停車位，故設計層高較高，基坑大面積開挖深度達到7.6m。距基坑東西兩側較近位置各有兩棟已建建筑，均為6層框架結構民用住宅，其中基坑西側距離23#樓東南角散水僅為4.2m，且已建建筑物基礎埋深均相對較淺。

1.2 場地地質條件

根據地質勘查報告顯示，場地地層為：①層雜填土，層厚1.30～2.80m，松散狀態；②1層粘土，層厚1.20m～1.50m,軟塑至可塑狀態；②2層粘土，層厚1.90m～3.90m，硬塑狀態；③層粉質粘土，層厚1.10m～4.10m，硬塑狀態；④層粉土，層厚18.30m～20.60m，中密至密實狀態。

圖1 支護結構、止水帷幕、降水井及回灌井布置圖

1.3 水文條件

場地地下水主要為上層滯水及④層粉土夾粉細砂中埋藏層間型地下水，并具有承壓性。勘查期間測得靜止水位埋深為2.10m～3.10m，水面標高為9.15m～10.38m（吳淞高程）。

2 止水及降水方案選擇

本工程根據現場地質及水文條件，以及周邊建筑物、地下管線和道路的分布情況，在基坑東西兩側按一級基坑設計，采用鉆孔灌注樁樁頂設置冠梁的懸臂式支護結構。綜合考慮基坑開挖時地下水對基坑及周邊環境的影響，決定采用高壓旋噴樁帷幕止水。

旋噴樁止水帷幕設計樁長20m，采用雙重管設備，有效成樁直徑不小于1000mm，兩樁咬合不小于150mm。

根據地質勘探報告可知，該場地地下水量較大，水位較高。雖然止水系統已經形成，但考慮基坑內的水量及水壓仍較大，故在基坑坑內設置管井井點降水。為防止降水過程中，基坑周邊地下水過度流失，造成周邊環境破壞，設計中采用了回灌技術，控制地下水位穩定，確保周邊建筑物等安全見圖1。

3 施工工藝和操作要點

3.1 旋噴樁施工工藝

施工準備→測放樁位→引孔、鉆機就位→開孔檢查→鉆進成孔→清孔→換漿清渣→啟動空壓機送風→移鉆、試噴檢查、插入高噴管→漿液配制泵送、高噴作業→回灌→孔內保持滿漿→搬遷

3.2 旋噴樁施工應注意的要點

針對本項目現場的地質和周邊建筑物分布情況，確定先進行成孔灌注樁施工，待樁身混凝土強度達到設計強度的75%后再進行高壓旋噴樁施工。為防止旋噴樁施工時由于相鄰兩樁距離過近或間隔時間過短，造成串漿現象，故采用分批跳打施工，相鄰的旋噴樁之間施工時間不得少于48h。具體施工時應注意以下幾點。

①正式進場施工前，必須進行周邊環境及地下管線走向等情況調查，清除施工場地地面以下2m以內的障礙物，然后整平、夯實。對于不能清除的障礙物應做好保護措施，并標記位置，由設計單位給出處理措施。

②確保樁位準確，以測定的控制點應埋石標記，保證樁孔中心位移差小于50mm。

③修建排污和灰漿拌制系統。因高壓旋噴樁施工過程中一般會產生10%～20%的返漿量，需將廢漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據場地條件可進行無公害排放。池中的泥漿則在開挖土方時運走。

④地面試噴：為了直觀檢查高壓系統的完好性，以及是否能夠滿足使用要求，首先應進行地面試噴,在鉆機試運轉正常后開始引孔鉆進。

⑤旋噴樁技術參數的確定。旋噴樁施工前進行試樁，根據實際情況以確定預定的漿液配比、噴射壓力、噴漿量等技術參數。根據設計要求，試樁數量不少于3根。漿量計算:以單位時間噴射的漿量及噴射持續時間，計算出漿量，計算公式為：

式中：Q—漿量（m3）

H——噴射長度（m）

q——單位時間噴漿量（m3/min）

β——損失系數，通常取0.1～0.2

v——提升速度（m/min）

所有技術參數必須經過相關單位確認后方可施工。

⑥高壓旋噴樁應保持全孔一次連續作業，作業中若因拆卸噴管等原因導致停頓后，重復高噴灌漿長度不小于300mm。

⑦注漿管分段提升時，其搭接長度不得小于100mm,當達到設計樁頂高度或地面出現溢漿現象時，應立即停止當前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出、清洗管路。

⑧當孔內出現嚴重漏漿時，一般采取以下措施進行處理：a.降低噴射管提升速度或停止提升；b.降低壓力、流量進行原地灌漿；c.噴射水流中摻加速凝劑；d.加大漿液密度或灌漿水泥砂漿、水泥粘土漿；e.向孔內填砂、土等堵漏材料。

⑨為保證旋噴樁底端質量，噴嘴下沉到設計深度后應在原位旋轉10s左右，并且在樁底部1.0m內適當增加鉆桿噴漿旋噴的時間。在提升過程中應根據不同土層，調整旋噴參數。

⑩成樁結束后，應采用含水泥漿較多的孔口返漿回灌，防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下沉，以確保樁頂標高滿足設計要求。

3.3 管井井點降水及回灌井施工

3.3.1 管井井點降水

①基坑內按30m間距設置降水井（具體位置可根據施工現場情況確定，一般易設置在后澆帶處），整個地下車庫共設置8口降水井。孔徑500mm，采用無砂管，井深10m。

②井管四周填4mm～6mm混合濾料，經抽水洗井后至水清，然后用粘土封井四周。

③設置觀測井，在降水過程中應同時對周邊觀測井進行觀測，控制水位下降速度不宜過快。

④降水時應對稱、同步進行，按照設計要求使水位差控制在0.5m以內。

⑤嚴格控制降水深度，防止因過度降水引起周圍建筑物及道路等環境破壞。降水深度控制在基坑底面標高以下0.5m。3.3.2回灌井施工

①根據現場實際情況，基坑東西兩側在已有建筑物之間各布置3口回灌井。回灌井亦采用無砂管，管徑500mm，井深20m,具體做法參照降水井施工。

②因回灌井設置在已建小區內，存在安全隱患，故井口需高于地面0.3m～0.5m，井口應做好防護措施，設置警示標志，嚴防行人、異物掉入井內。

③回灌井的回灌水量應根據觀測井中的水位變化相應的進行調節，保證地下水位平衡。一般回灌水量不宜超過原有穩定水面標高。

④本工程回灌用水采用降水井內抽出的地下水及場區內的坑道水，并且在回灌前經過沉淀后方使用。

⑤回灌井應在基坑開挖前施工，進行水位觀測。施工前必須對現場內所有水位觀測井的穩定水位進行測量和記錄，以保證后期指導降水和回灌施工的準確性。

4 結 語

深基坑施工能否安全可靠，關鍵在于保障邊坡穩定，不滲不漏。本工程基坑開挖過程中只發現極少漏水點，通過注入水玻璃雙漿液的方法可及時堵漏，并且通過第三方檢測機構出具的周邊建筑物沉降觀測資料匯總顯示，其累計最大沉降量為4.27mm，未超過規范和設計要求。可見，本工程采用的高壓旋噴樁止水帷幕技術，能有效的將基坑外圍水截斷，并通過科學的降水和回灌技術，確保了地下水位的穩定，為土方開挖及基坑和臨近建筑物的安全提供了保障，最大限度的減少了基坑施工對周邊環境的影響。

[1] 杜愛民,灌注樁與高壓旋噴樁形成止水帷幕的施工應用[J].山西建筑,2010(28).

[2] 劉俊巖.深基坑工程[M].北京：中國建筑工業出版社,2001.