高壓旋噴止水帷幕工藝在電梯井集水坑地下水截水工程中的應用

劉金才

中基發展建設工程有限責任公司 北京 101300

1 工程現場情況

1.1 項目簡介：

高碑店市某列車新城住宅樓項目基坑開挖面積約10萬㎡，基坑開挖范圍內共包括16棟高層住宅樓、多幢洋房及地下車庫，基坑深度5.3-11.5米，基坑槽底均未見地下水。16棟高層基礎采用CFG樁地基處理施工工藝，其他基礎均采用天然地基，筏板基礎結構。

1.2 電梯井積水坑地下水揭露情況

該項目北側標段共有17#樓、25#樓和26#樓3幢高層，在開挖電梯井集水坑（設計深度3.35m）時，在2m深度時出現地下水，由于在開挖深度范圍內地層均為粉細砂層，側壁不斷隨地下水的外泄而坍塌，無法繼續開挖。后經5天連續的抽排水，并更換不同的施工部位，發現地下水補給較快，停泵后水位在較短的時間內即恢復，初步認定為較為穩定的地下水位，需進行專項處理，方可進行下步施工。

1.3 勘察資料提供的地質地層條件和地下水情況

根據《勘察報告》，場區地層分布及地下水情況如下：

（1）地層分布及土質特征

素填土①；黃土狀粉土②；黃土狀粉質黏土③；細砂④：層厚4.50～8.90m；粉土⑤.電梯井積水坑開挖范圍處于細砂④層。

（2）地下水位

穩定水位埋深12.15～12.37m，地下水類型屬第四系潛水，主要含水層為細砂④層和粉土⑤層。

2 地下水處理方案

地下水處理施工工藝的選擇，應從工藝的合理性、經濟性、可操作性，及對施工工期、工程質量、施工安全、環境治理等各方面進行綜合考量。

2.1 淺坑地下水處理方案：明排降水

淺坑降水采用在基坑槽底兩個對角設置明排無砂井管，井管外徑400mm，井管外圍纏繞兩層密布網，防止管外細砂滲入堵塞管壁和沉淀埋井，井管埋深0.8米左右，管內設置一臺揚程25米排量3-6立方清水泵，槽底見干后進行樁頭剔鑿和槽底整平和褥墊層碎石鋪設。

降水效果：槽底鋪設石料后形成濾水層和過水層，抽排后水位即降到槽底以下，為基坑墊層施工和側壁磚胎膜施工提供了便利條件，抽排水效果達到預期目的。

2.2 地下水止水處理方案（選擇）：管井降水

本項目17#樓、25#樓和26#樓3幢高層電梯井集水坑實際開挖深度為3.4-3.6米，槽下1.8米開始見水，坑內水位埋深1.6-1.8米。擬進行管井降水設計，在基坑四角各設置一眼管井降水井，井徑600mm，井深8米，井距8m,井內間隔設置排量為3立方和6立方清水泵一臺，連續不斷排水作業，直至底板混凝土澆筑完成后方可停止抽排水作業。

綜合分析：首先，管井降水工藝成熟、降水效果明顯、現場操作簡單；不利方面是成井排漿污染，排水管、線與基礎結構施工有交叉影響，極易造成管線的破壞影響正常降水效果；要設置備用電源；降水周期較長；產生大量水資源浪費（約55000立方）。鑒于以上分析，管井降水工藝擬定為可行的備選方案。

2.3 地下水止水處理方案：高壓旋噴止水帷幕樁

（1）高壓旋噴止水帷幕施工

本項目采用落底式豎向止水帷幕施工工藝，止水帷幕進入下臥不透水層不小于1.5米，有效樁長5.5m；帷幕樁布置為在集水坑周邊沿影響電梯井水位標高線外約0.5m連續布設一排高壓旋噴樁，形成止水帷幕；同時帷幕樁可借用地基處理CFG樁樁體連續布設。

（2）高壓旋噴止水帷幕施工方案

分類設計：

a本項目25#樓采用單管高壓旋噴止水帷幕施工工藝，設計樁徑600mm，樁距400mm，漿體材料為普硅42.5水泥，水灰比為1:1，漿管提速18cm/min，轉速17r/min，漿液壓力28-30MPa，流量＞60l/min，施工設備包括高噴臺車、高壓泵、漿液攪拌機、單管管具等。

b本項目17#樓及26#樓采用雙管高壓旋噴止水帷幕施工工藝，設計樁徑800mm，樁距600mm，漿體材料為普硅42.5水泥，水灰比為1:1，漿管提速18-20cm/min，轉速15r/min，漿液壓力23-25MPa，流量＞60l/min，空壓機氣壓0.5-0.7MPa，排氣量3m3/min,雙管管徑91mm，噴嘴2.1mm。設備包括高噴臺車、空壓機、高壓泵、漿液攪拌機等。

施工要點：

a旋噴樁孔位樁點測量放線及對位偏差不超過2cm，鉆具垂直度嚴格控制住1.0%以內；

b制備水泥漿采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，使用前作質量鑒定；漿液攪拌時間不少于2min，配置儲漿筒，制備好的漿液至用完不應超過4小時；

c高噴注漿作業

鉆孔經驗收合格后，檢查各種介質管路、儀表及高噴參數正確無誤，下管至設計深度后按設計轉速擺動噴漿管，并輸入水泥漿液、待泵壓升至設計值并孔口正常返漿后，即可從下至上進行高噴作業；在高噴過程中必須時刻注意檢查注漿流量、壓力、旋轉提升速度、鉆具垂直度、返漿情況等參數是否符合設計要求，如不符合立即調整；在高噴作業過程中拆卸注漿管、停水停電等臨時中斷施工后搭接長度不小于0.5m。

（3）施工應急措施

孔口冒漿問題處理：孔口冒漿量小于注漿量的20%為正常現象，若超過20%或完全不冒漿時，應查明原因并采取相應措施；冒漿過大的主要原因一般是：有效噴射范圍與注漿不相適應，注漿量大大超過旋噴固結所需的漿量所致，減少冒漿的措施有三種：①提高旋噴壓力。②適當縮小噴嘴孔徑。③加快提升旋噴速度。

（4）滲水堵漏措施

若止水帷幕產生漏點，堵漏方式主要有以下方法：

a滲水較小部位，可先用防水材料聚氨酯等及棉絮進行封堵，再掛鋼筋網片噴射10cm厚C20細石混凝土(加速凝劑)進行封堵；或可在滲漏處打入注漿花管，采用速凝水玻璃拌合水泥漿或聚氨酯注漿封堵，或者采用摻加速凝劑、防水劑錨噴細石混凝土封堵。

b若存在較大縫隙滲漏，可在槽底堆沙袋壓住坡角，沙袋內側鋼管固定，外側回填細砂找平，分層堆填，確保流水不流砂；還可在外側用鋼板或鋼板固定在樁間滲漏處，然后掛鋼筋網片噴射10cm厚C20細石混凝土(加速凝劑)進行封堵。

電梯井集水坑高壓旋噴止水帷幕施工后基坑開挖效果圖

3 結語

（1）止水帷幕設計與施工要信息互換，設計要持續指導施工，施工要不斷印證設計，有問題時要及時反饋和處理，避免設計室內閉門造車，施工現場盲目施工。

（2）現在的高噴帷幕施工設備程序化操控性比較高，壓力提速轉速給漿量都可以得到有效控制，但是在成孔成樁垂直度控制方面一直存在短板。地下障礙物、管具剛度及彎度、鉆機穩定度及平整度、給壓壓力、鉆具導正、地層條件的差異性、工人的操作技能和責任心等各方面都是影響成樁垂直度的重要因素，施工時必須高度重視和嚴格把關。

（3）本文通過工程實例，對單管及雙管高壓旋噴止水帷幕施工工藝技術和施工控制要點進行了闡述和分析，借以總結施工經驗，提高施工質量，增加經濟效益，為以后高噴止水帷幕設計與施工提供參考。