加強排澇站深基坑防滲圍封設計研究

周廣平

（湖北省武穴市水利局　湖北　武穴　435400）

加強排澇站深基坑防滲圍封設計研究

周廣平

（湖北省武穴市水利局湖北武穴435400）

我國是洪澇災害頻發的國家，為了預防洪澇災害帶來的損失，我國在最近的幾十年里相繼修建了大量的排澇站。在排澇站建設施工的過程中我們也發現了一些問題，排澇站修建地區的地下滲水量往往較大，因此在深基坑開挖過程中的滲水問題比較嚴重。本文主要對排澇站在深基坑開挖過程中面對強滲水問題時所采用的各種防滲措施進行研究。

排澇站；深基坑；防滲圍封

引言

排澇站在防洪排澇方面發揮了重要作用，大大降低了洪澇災害給人民生活帶來的損失。現在建設的排澇站大中型較多，基坑開挖較深，而建設地區的地下水位往往較高，出水量較大，對深基坑開挖造成很大的影響，在排澇站建設中防滲圍封的建設效果將直接影響基坑開挖的成敗。因此，在防滲圍封的設計與施工中必須充分考慮現場實際情況并參考以往施工經驗，關鍵時刻可以進行試驗后在確定施工方案，以達到安全、高效和節約費用的目標。

1　排澇站中防滲圍封的使用

排澇站的建設區域往往離水源較近，有地下水位高出水量大的特點，在深基坑開挖時面臨的首要問題就是基坑的側壁漏水，所以必須要做好防滲工作，在此情況下采用降水法十分困難且效果并不理想，因此設置防滲圍封來防止地下水的滲漏是必然之勢。防滲圍封又被稱作截水帷幕。根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120），截水帷幕的定義為：用以阻隔或減少地下水通過基坑側壁與坑底流入基坑和防止基坑外地下水位下降的幕墻。在設置防滲圍封時一般要根據工程地質條件、水文地質條件及施工條件等確定。可選用水泥土攪拌樁帷幕、高壓旋噴或擺噴注漿帷幕、攪拌-噴射注漿帷幕、地下連續墻或咬合式排樁。支護結構采用排樁時，可采用高壓噴射注漿與排樁相互咬合的組合帷幕。對碎石土、雜填土、泥炭質土或地下水流速較大時，宜通過試驗確定高壓噴射注漿帷幕的適用性。針對不同的地質水文條件選擇不同防滲方案，以達到高效且節約成本的目標。

2　常用防滲工藝

目前國內外常用的防滲工藝有地下連續墻、水泥土深層攪拌法圍封、高壓噴射注漿圍封等。不同的防滲工藝有不同的效果，存在不同的優缺點。在選擇防滲方案時要充分考慮施工現場的實際情況，并考慮經濟性和安全性的需求，選擇合適的防滲工藝。

2.1地下連續墻

地下連續墻的施工工藝是由泥漿和水下澆注混凝土的方法延伸發展而來，其施工過程為先做導墻保護基槽的開挖，然后利用制備好的泥漿進行護壁并按照設計方案開挖基槽，基槽開挖完成后吊放鋼筋籠，利用導管法注入混凝土置換出護壁泥漿，一段鋼筋混凝土墻制作完成，然后分段連續施工形成連續墻體。地下連續墻的適用范圍很廣，可運用于多種地基條件，并且具有工期短、噪音低、質量可靠等優點，隨著施工工藝的不斷進步防滲性能也在不斷加強，綜合經濟效益高。地下連續墻用做防滲圍封時接頭處的施工必須得到注意，如果施工方法不當可能會出現相鄰墻段不能對齊或滲水的現象，而且地下連續墻的施工會受到地質因素的影響，在一些特殊地質條件下施工難度很大。綜合上面所述的優缺點，地下連續墻在合適的地質條件下的適用性很高，防滲效果也能得到較好的保證，在施工中也有很廣泛的應用。

2.2水泥土深層攪拌法

水泥土深層攪拌法圍封主要適用于軟性地基，是一種軟性土地基加固方法。水泥土深層攪拌法主要是利用水泥等具有固化作用的材料，借用專門的深層攪拌機械進行正循環鉆孔，待鉆孔達到設計深度后再利用機械在地基深處將軟性土與水泥等固化材料進行強制攪拌，一個樁位完成后移動機械進行下一樁位施工，最后樁與樁互相咬合組成水泥攪拌樁擋墻已達到防滲作用。其作用原理是利用水泥的水解化反應，與軟土結合形成具有一定強度的樁體。水泥土攪拌法分為水泥漿攪拌法和粉體噴射攪拌法，而在深基坑中更為適用的是水泥漿攪拌法。

對比與其他幾種防滲工藝，水泥土深層攪拌法圍封工藝的造價最低，因為它對鋼材沒有需求，而且可以就地取材。在施工時產生的噪音少，且施工速度較快，可以節省工期。但它對地基土性有一定的要求，在亂石較多或土質復雜時施工很難進行；我國較常用的攪拌樁樁徑較小再加上樁身不規則的特性，在相互咬合形成水泥攪拌樁擋墻的過程中很難保證各個樁柱間都能緊密結合，若產生縫隙就會是是防滲效果大打折扣。這種工藝看似簡單，但在實際施工時卻較為復雜，可能產生問題的環節較多，稍有差錯就會使圍封的防滲性能達不到要求。在很多實際工程中這種猜測也得到了證實，在我們的觀測中采用此種防滲工藝發生滲水事故的概率比其他方法要大很多，這也使得此種工藝在實際運用中得到了一定的限制。

2.3高壓噴射注漿

高壓噴射注漿防滲工藝的發展極為迅速。它是結合高壓水射流切割技術與化學注漿法形成的新型灌漿技術。在進行高壓噴射注漿前先用鉆孔機械對施工處土層進行鉆孔，利用鉆孔設備將帶有噴嘴的灌漿管插入土層安置在合適位置，接下來的過程是利用加壓設備對管內漿體進行加壓，使之產生20～40MPa的超高壓噴漿，高壓漿體帶來的巨大離心力、沖擊力不斷作用在土層上，使土體結構不斷破壞。脫離土層的土粒在離心力作用下與漿體攪合在一起形成比例合適的漿土混合體，多余的土粒則隨著漿液排除地面，漿土混合體在土層逐漸凝結形成一定形狀的固結體。高壓噴射注漿根據噴射方向的不同可分為定噴、擺噴和旋噴三種類型。如果在噴嘴提升的過程中噴射方向保持不變，這種噴射方式稱為定噴，定噴形成固結體呈現板狀；若噴嘴一邊提升一邊做鐘擺式運動則稱之為擺噴，擺噴形成的固結體的形狀類似于啞鈴；在噴嘴提升過程中進行旋轉噴射的方式稱為旋噴，旋噴產生的固結體為圓柱狀。

實驗證明，高壓噴射注漿技術的適用范圍非常廣，幾乎在所有地層中都能施工，利用高壓噴射注漿工藝形成的防滲圍封的封閉性優良，漿體固結后擁有極佳的防滲性能。高壓噴射注漿技術操作很方便，且原材料價格低廉，所能達到的效果又讓人十分滿意，所以這種圍封技術在實踐中往往是首選方案，成為應用最廣泛的防滲圍封技術。在排澇站深基坑防滲工程中應用較多的是定噴與擺噴，其中定噴的費用較低，具體的選擇要根據工程實際土質及滲水程度做決定，必要時要進行試驗。

3　防滲圍封結構形式

根據建設方式的不同，防滲圍封一般可分為落地式防滲圍封、懸掛式防滲圍封和五面止水式防滲圍封。落地式防滲圍封與懸掛式防滲圍封主要對結構的豎向進行處理，進行各種防滲措施，圍封的下部一般會嵌入到相對不滲水的地層中，這兩種形式的經濟性相對較高；而五面止水式防滲圍封除了對結構四周進行防滲措施外，又在某一深度處利用旋噴設備進行水平封底，使其達到完全切斷地基透水層的目的，這種形式的防滲圍封效果更可靠，也更為安全。在選擇防滲圍封結構形式時要做到切實了解現場情況，并應充分考慮經濟性、安全性和可靠性，制定最佳方案以達到最理想的目標。

4　結語

排澇站在排澇防洪方面取得的優良效果使其建設速度得到了加快，由于排澇站建設地區往往地下水位較高且地下滲水量較大，所以在建設時防滲圍封的設計是不可忽視的重點問題，防滲圍封設置的效果會直接決定深基坑開挖的成敗，所以我們一定要在設計階段作出最佳選擇。每種形式的防滲圍封都有自己的特點和適用條件，在設計前認真勘察現場是一個重要的環節，根據實際情況選擇最為合適的防滲工藝和結構形式，達到最合適的防滲效果和理想的經濟效益。

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