降低高壓旋噴樁止水帷幕滲漏風險

付 毓

上海市水利工程集團有限公司 上海 201612

1 工程概況

南新涇泵閘工程主要功能為上海市淀北片的防洪除澇，兼顧水資源調度和水生態環境改善，工程設計排水流量40 m3/s，單孔水閘凈寬12 m，為Ⅰ等工程，合理使用年限為100 a。本工程設計高壓旋噴樁止水帷幕長17 m，根據地勘報告，止水帷幕穿透①1雜填土層、③1淤泥質粉質黏土層、③2黏質粉土層、⑤1-1粉質黏土層，無流砂層情況出現。同時根據地勘報告，擬建場地微承壓水埋藏較深，承壓水含水層層頂最小埋深20.4 m（標高為－14.06 m）。

止水帷幕的要求是均勻性、密閉性、具有一定的強度、較低的滲透性。若達不到，基坑內難以保持干燥環境，不利于正常施工，同時對基坑安全和周邊建筑基礎造成影響。止水帷幕滲水點的修補需要花費大量時間，同時會造成成本升高，不利于項目管理。

2 影響因素分析

通過對相關事故案例分析及同類工程施工經驗總結，從“人、機、料、法、環”這五個方面分析出控制高壓旋噴樁止水帷幕滲漏風險的影響因素主要有：地質狀況（如地下障礙物、地下流砂層、承壓水層等）、施工不到位，未形成封閉（如工藝參數、局部拌和不均勻、土體水泥摻入不足、樁機人員水平不達標、施工監管不到位、局部帷幕厚度不足）、機械材料（如水泥原材料、施工拌和用水、水泥漿密度、空氣壓縮機送風壓力、泥漿泵壓力）等[1]。結合本工程實際工況分析，撇開客觀因素，高壓旋噴樁止水帷幕布置、帷幕均勻性和完成性、水泥漿相對密度和施工過程監管對高壓旋噴樁止水帷幕滲漏影響較大。

3 影響因素應對措施

3.1 止水帷幕布置

經多方探討，本工程的基坑止水帷幕采用樁徑800 mm、間距500 mm的雙排高壓旋噴樁布置（圖1），使用P·O 42.5水泥，每立方米土體中水泥摻量不少于450 kg，水泥摻量≥25%，水灰比宜為0.7～1.0。水泥土加固體的28 d齡期無側限抗壓強度不宜低于1.0 MPa。施工工藝采用雙重管高壓旋噴灌漿法。

圖1 基坑止水帷幕布置

通過此帷幕布置形式，避免因設計方面的問題，如支護樁間距過大、高壓噴射注漿帷幕的水泥用量太少、帷幕的水泥固結體搭接寬度不足、成樁工藝選擇不合理等原因造成基坑止水帷幕滲漏現象。

3.2 帷幕均勻性和完整性保證

本工程先進行支護排樁施工，后進行高壓旋噴注漿施工。旋噴施工過程中，冒漿量控制在10%～25%之間，在基坑重要區域或樁身強度有特殊要求位置，采用復噴措施。噴射注漿時由下而上均勻噴射；高壓旋噴注漿的施工作業順序應采用隔孔分序方式，相鄰兩孔噴射施工間隔時間不宜小于48 h，并確保有效搭接。

試驗樁長5 m，水泥漿水灰比為1.0，密度為1.52 g/cm3，分別采用不同轉速、提升速度、空氣壓力和進漿流量進行試樁，通過目測檢查樁體均勻性完好程度、成樁直徑以及測量樁身無側限抗壓強度和滲透系數，確定了基坑高壓旋噴樁采用每立方米土體中水泥摻量455 kg，旋轉速度15 r/min，提升速度15 cm/min，噴漿壓力25 MPa，空氣壓力0.7 MPa，進漿流量45 L/min的參數。

3.3 水泥漿密度控制

3.3.1 水泥漿混合桶內刻制標準線

作業人員在配制水泥漿時往往隨意性較大，或憑借以往經驗，導致配制出的水泥漿液密度不一。為了減少該情況的發生，確保水泥漿密度不小于方案參數要求，同時降低成本，避免水泥漿密度過大導致堵管，小組成員計劃采取定量化拌制方式。具體如下：按照方案要求，水泥漿中水灰比為1∶1，若向定量的水泥中逐漸加水攪拌，容易造成水泥結塊，不易拌制均勻，進而造成注漿管堵管。因此采用向定量水中緩慢加入定量水泥的方式進行水泥拌和。

水泥漿拌和桶直徑800 mm，高度1.5 m，體積約為0.75 m3，水泥漿密度為1.52×103kg/m3，則一桶水泥漿的質量為1.14 t，其中水的質量為0.57 t，桶內預先加入的水的高度為1.14 m，在該位置做好標線，每次拌和水加至此高度處停止。

由水泥筒倉自由倒入水泥，先倒入5 s，攪拌20 s后測定水泥漿密度，若水泥漿密度達不到1.52×103kg/m3，繼續倒入5 s，攪拌20 s，持續該流程直至水泥漿密度達到1.52×103kg/m3。經試驗，需持續倒入25 s左右，水泥漿密度達到1.52×103kg/m3，故要求現場作業按照該方法進行水泥漿配制。

3.3.2 每桶水泥漿測定水泥漿密度

每桶水泥漿液配制完成后，現場使用泥漿比重計進行泥漿密度測定校核，測定結果需記錄在冊，便于復查。

3.4 施工過程監管

3.4.1 制作高噴參數-儀表讀數對照

（2）思想政治教育工作未能引起足夠重視，企業高層的決策人員和管理人員片面追求生產經營效益，對供電企業職工的思想動態和心理狀態重視不足，認為思想政治教育工作可有可無，難以有效發揮其“育人”作用。

高壓旋噴樁機上使用的儀表為不同量程的轉速表，其讀數不能直接反映提升速度和轉速。作業人員施工時通常按照經驗或感覺進行參數控制，常造成較大的偏差。

本工程在正式施工前，選取不同的儀表讀數，實測對應的實際提升速度和注漿管轉速，并將數據記錄后，利用Excel進行數據擬合，形成儀表讀數與實際轉速、提升速度之間的關系，同時根據所得的線性關系，帶入需要的施工參數，得到實際現場控制的儀表轉速。

3.4.2 樁架垂直度控制

樁身垂直度主要受樁架垂直度影響。本工程于樁架伸出位置懸掛一吊錘，樁機移機到位后，帶吊錘穩定，測定標高h1位置吊錘與樁架邊緣的距離為l1，測定標高h2位置吊錘與樁架邊緣的距離l2，則樁架垂直度為（l1－l2）/（h1－h2）。計算結果小于0.5%，則垂直度滿足要求。

3.4.3 加強過程管控

高壓旋噴樁后臺受揚塵影響，流量計長時間使用后，表面積灰嚴重，且儀表元器件接觸失效，影響流量計正常測定和讀數。因此，小組成員安排專人定期對流量計等設備進行維護清洗，同時進行校準，確保儀器正常使用。

為進一步確保施工質量，施工過程中需安排專人進行值班，在樁機移位過程中確保樁機底部平整，鋪設鋼板，且導軌、枕木無變形，樁機移到樁位，無偏差；在鉆桿下鉆過程中控制水泥漿配制，測定水泥漿密度；在鉆桿提升過程中控制提升速度、轉速、漿液壓力、漿液流量、氣體壓力，隨時糾偏。

4 結語

待主基坑范圍內高壓旋噴樁全部施工完成、基坑開挖后，南新涇泵閘工程發現的滲漏點為四處，滲水面積約0.24 m2，占整個基坑豎直方向面積930 m2的0.000 258，達到預期控制目標。同時避免了基坑滲水影響施工和引起周邊沉降的不良影響，具備較強的施工可操作性，也為同類型基坑高壓旋噴樁止水帷幕施工提供了借鑒。

[1] 李林林,黨龍磊.深基坑止水帷幕失效原因分析及滲漏處理[J].建筑工程技術與設計,2017(11):2429.