【摘要】隨著城鎮(zhèn)化和城市化高度發(fā)展，對(duì)止水圍護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求越來越高。然而采用止水帷幕樁為基坑防滲措施時(shí)，常常由于各種原因造成基坑滲水。調(diào)節(jié)池采用高壓旋噴樁截水帷幕，在基坑開挖到砂層時(shí)局部段基坑側(cè)壁發(fā)生滲漏現(xiàn)象，滲漏問題得到了及時(shí)處理未影響基坑整體穩(wěn)定安全，獲得的工程經(jīng)驗(yàn)得以推廣和借鑒到其他基坑施工工程中。

【關(guān)鍵詞】基坑；旋噴樁；止水帷幕；滲水

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.067

在我國社會(huì)發(fā)展新形勢(shì)下，城鎮(zhèn)化和城市化高度發(fā)展，城市人口不斷增加，土地面積和居民生活需求之間的矛盾日益突出，地鐵、人防、地下車庫持續(xù)向縱深發(fā)展，市政項(xiàng)目的規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)止水圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量提出更為嚴(yán)格的要求[1，2]。高壓旋噴樁截水帷幕作為一種重要的施工工藝，具有良好的加固性能和防滲漏性，能夠提升基坑地下水治理的工作效率并減輕施工工程的工作量[3-5]，在防水效果以及穩(wěn)定性方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，然而在具體施工中難免出現(xiàn)滲水問題等問題[6，7]，對(duì)市政工程的穩(wěn)定性和可靠性帶來負(fù)面影響。因此，在施工過程中針對(duì)止水帷幕樁滲水原因進(jìn)行分析，并且提出相關(guān)處理措施具有現(xiàn)實(shí)意義。

本文以調(diào)節(jié)池為工程背景，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)高壓旋噴樁截水帷幕施工工藝和滲水處理方案予以概述，進(jìn)而為類似工程提供參考經(jīng)驗(yàn)。

1、工程概況

如圖1所示，調(diào)節(jié)池分地面、負(fù)一層、負(fù)二層等三層建設(shè)，地面層標(biāo)高為5.6m，負(fù)一層設(shè)計(jì)標(biāo)高為-1m，負(fù)二層設(shè)計(jì)標(biāo)高為-9.6～-10.6m。本標(biāo)段主要工程內(nèi)容為負(fù)一層及負(fù)二層，地面層為第五標(biāo)段工程內(nèi)容。負(fù)一層主要工程內(nèi)容：預(yù)處理區(qū)、停車庫區(qū)、變配電間及控制區(qū)、通風(fēng)除臭區(qū)等。負(fù)二層主要工程內(nèi)容：調(diào)節(jié)池池體區(qū)及提升泵站區(qū)，其中池體區(qū)設(shè)計(jì)有效容積9萬m3，平面分獨(dú)立三格，其中3#池體為儲(chǔ)存污水單獨(dú)使用。檢修時(shí)，可通過閘門切換互為備用。提升泵站區(qū)分3組水泵，分別位于相應(yīng)池體末端。

調(diào)節(jié)池基坑場(chǎng)地地勢(shì)平坦，占地面積約1.85萬平方米，坑底設(shè)計(jì)高程為-1.9m～-14.5m，基坑深約7.0～19.1m，工程區(qū)基坑輪廓整體呈長條形，南北向較長，長寬分別約為220m及78m，周長約725m。

2、高壓旋噴樁截水帷幕施工方案

本工程基坑截水采用三重管高壓旋噴于支護(hù)樁間形成截水帷幕，三管旋噴樁設(shè)計(jì)樁徑0.8m，位于相鄰兩側(cè)支護(hù)樁中心位置，與支護(hù)樁搭接長度200mm，具體施工工藝如下：

（1）先用振動(dòng)打樁機(jī)將帶有活動(dòng)樁靴的套管打入土中，然后將套管拔出一段，拔出地面高度大于擬旋噴的高度，然后拆除上段套管；（2）安放鉆機(jī)和慢速卷揚(yáng)機(jī)，將旋噴管通過鉆機(jī)盤插入孔內(nèi)，接通高壓管、水泥漿管、空壓管，開動(dòng)高壓泵、泥漿泵、空壓機(jī)和旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行旋噴，用儀表控制壓力、流量、風(fēng)量，當(dāng)分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)開始提升；（3）旋噴和提升直至預(yù)定的旋噴高度后迅速拔出旋噴管和套管，并用清水沖洗管路防止凝固堵塞，相鄰兩樁施工間隔時(shí)間應(yīng)比小于48h；（4）成樁14天后選擇有代表性的旋噴樁樁體進(jìn)行鉆探取芯，芯樣直徑應(yīng)大于80mm，用雙管單動(dòng)取樣器鉆取芯樣，要求取芯率>85%，對(duì)旋噴樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)，鉆探取芯數(shù)量不少于總樁數(shù)的0.5%且不少于3根，取芯鉆孔應(yīng)在試驗(yàn)后采用水泥砂漿充填。

三重管高壓旋噴噴射時(shí)先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后再逐步提升注漿管，開始時(shí)先送高壓水再送水泥漿和壓縮空氣，在一般情況下壓縮空氣可晚送30s，在樁底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射，1min后再進(jìn)行邊旋轉(zhuǎn)邊提升邊噴射。中間發(fā)生故障時(shí)應(yīng)停止提升和旋噴以防柱體中斷，同時(shí)立即進(jìn)行檢查排除故障，如發(fā)現(xiàn)有漿液噴射不足影響柱體的設(shè)計(jì)直徑時(shí)應(yīng)進(jìn)行復(fù)核，旋噴過程中冒漿量應(yīng)控制在10%～25%之間，對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的工程可采取復(fù)噴措施，即先噴一遍清水，再噴一遍或兩遍水泥漿。

在旋噴過程中往往有一定數(shù)量的土粒隨著一部分漿液沿注漿管壁冒出地面，冒漿量小于注漿量20%可視為正?，F(xiàn)象，超過者或出現(xiàn)不冒漿時(shí)應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施，通常冒漿量過大是有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng)所致，可采取提高噴射壓力、適當(dāng)縮小噴嘴孔徑、加快提升和旋噴速度等措施減少冒漿量，不冒漿大多是地層中有較大空隙所致，可采取在漿液中摻加適量的速凝劑縮短固結(jié)時(shí)間，或增大注漿量填滿空隙再繼續(xù)正常旋噴。

在插管旋噴過程中，要防止噴嘴被泥砂堵塞，水、氣、漿、壓力和流量必須符合設(shè)計(jì)值，一旦堵塞要拔管清洗干凈再重新插管和旋噴，插管時(shí)應(yīng)采取邊射水邊插，水壓力控制在1MPa，高壓水噴嘴要用塑料布包裹以防泥土進(jìn)入管內(nèi)。

鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升應(yīng)連續(xù)進(jìn)行不得中斷，拆卸鉆桿要保持鉆桿伸入下節(jié)有100mm以上的搭接長度以免樁體脫節(jié)，鉆機(jī)發(fā)生故障應(yīng)停止提升鉆桿和旋噴以防斷樁，并應(yīng)立即檢修排除故障。

3、地下水滲漏處理方法

本工程在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工之前，結(jié)合設(shè)計(jì)要求及施工方案進(jìn)行了旋噴樁的試樁，確定了旋噴樁施工參數(shù)。但在基坑開挖到砂層時(shí)局部段基坑側(cè)壁發(fā)生滲漏現(xiàn)象，個(gè)別位置水量較大且?guī)в心嗌?，造成土體流失，坑外形成空洞或地面沉降。施工過程中對(duì)于滲漏問題進(jìn)行了及時(shí)處理，未影響基坑整體穩(wěn)定安全。

3.1 應(yīng)急處理方案

對(duì)滲水量較大，但沒有流砂帶出，造成施工困難，而對(duì)周圍影響不大的情況，可采用“引流-修補(bǔ)”方法：先在支護(hù)結(jié)構(gòu)水平（略向上）打入一根內(nèi)徑20～30mm鋼管將水引出，然后用防水砼或砂漿修補(bǔ)封堵管邊的支護(hù)結(jié)構(gòu)薄弱處，待修補(bǔ)封堵的砼或砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后再將鋼管出水口封住。

對(duì)滲流量較大的涌水且?guī)в心嗌艾F(xiàn)象，應(yīng)首先考慮在坑底采用土袋、砂袋等進(jìn)行反壓加強(qiáng)措施，先進(jìn)行沙袋或土袋反壓控制水流速度，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定是否需要進(jìn)行大范圍的土體反壓，反壓后可在出現(xiàn)滲水的部位插入引流管，引流水體。反壓完成后，在基坑頂部進(jìn)行注漿封堵并加固土體，在支護(hù)樁后側(cè)布置注漿孔，中心距初步可按1m控制，沿滲水點(diǎn)周邊布置，對(duì)周邊3～5m范圍內(nèi)的土體進(jìn)行注漿加固，注漿孔底高程應(yīng)穿過透水層不小于1.5m。

當(dāng)支護(hù)體系底部位移超過警戒值時(shí)，應(yīng)對(duì)坑底土體進(jìn)行分塊、分段加固，并及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位。變形可能會(huì)導(dǎo)致邊坡在短時(shí)間內(nèi)整體失穩(wěn)或破壞時(shí)，應(yīng)首先考慮在坑底采用土方、砂袋等進(jìn)行反壓加強(qiáng)或增設(shè)斜向支撐等措施；盡可能減少坡頂堆載，條件允許情況下也可在坡頂部位進(jìn)行挖土卸荷。

3.2 滲漏原因分析

為查明基坑范圍內(nèi)旋噴樁存在的問題，對(duì)旋噴樁進(jìn)行抽芯試驗(yàn)，其中11-13#、11-26#和12-56#樁在砂層未見水泥，芯樣為松散狀砂，未形成有效的樁體。旋噴樁在砂層未能形成有效樁體與周邊環(huán)境的變化、施工過程中的控制及管理等因素都可能有所關(guān)聯(lián)，特別是周邊改造項(xiàng)目的實(shí)施，與本項(xiàng)目共用紅線，由于場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，改造項(xiàng)目地下深基坑施工過程中可能產(chǎn)生的水土流失及施工完成后對(duì)本項(xiàng)目地下水滲流場(chǎng)的改變等環(huán)境變化，均可能影響本項(xiàng)目基坑截水帷幕的形成效果。

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地地下水類型主要為第四系孔隙水，主要含水層為海陸交互沉積的粉細(xì)砂、中粗砂和礫砂層。地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水、河水及雨季側(cè)向補(bǔ)給，砂層為地表水與地下水聯(lián)系的主要通道。試驗(yàn)樁施工時(shí)間為旱季，地下水位相對(duì)較低，成樁質(zhì)量較好。在本工程大面積旋噴樁施工期間，支護(hù)結(jié)構(gòu)堵住了部分南北地下排水通道，使旋噴樁施工區(qū)域的水流加大繼而影響成樁質(zhì)量。并且部分旋噴樁于雨季進(jìn)行施工，地下水位上升并與周邊地下水、河流連通具有流動(dòng)性，造成旋噴樁在富含流動(dòng)水的砂層中成樁質(zhì)量不夠理想，這是造成目前土方開挖后局部漏水現(xiàn)象的原因之一。

3.3 基坑防滲加固處理設(shè)計(jì)

針對(duì)目前基坑滲漏問題，為保證基坑防滲，加快推進(jìn)工程建設(shè)，對(duì)基坑周邊砂層進(jìn)行注漿加固，加強(qiáng)截水帷幕的形成。注漿加固以砂層為主，加固范圍包括砂層、砂層頂以上1m及砂層底以下1.5m，相應(yīng)高程結(jié)合砂層頂?shù)装宕_定。注漿孔直徑不應(yīng)小于45mm，沿基坑冠梁外邊線布置，間距1.6m，布置于相鄰兩根支護(hù)樁的中線。注漿采用自下而上上行式注漿法，注漿初始?jí)毫?.5～1.0MPa，終壓2.0MPa，漿液的擴(kuò)散半徑考慮砂層的滲透性取為1.2m，第一序孔段長宜為0.3m～0.5m，第二序孔段長可根據(jù)注漿量及注漿效果增長，但不超過1.0m，注漿壓力應(yīng)適當(dāng)增大。

注漿材料采用水泥-水玻璃漿液，水泥漿與水玻璃體積比1：1；水泥為P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比0.7：1～1：1（可取直徑1.0的攪拌桶0.38m水配3包50kg的袋裝水泥加外加劑）；水玻璃濃度為30～45Be（可取水玻璃：水=1：2～1：6），模數(shù)2.4～3.0，必要時(shí)可摻入速凝劑；根據(jù)配比，初步估算每立方米注漿液水泥用量為256kg，水玻璃用量為110kg。

成樁14天后應(yīng)選擇有代表性的地段進(jìn)行鉆探取芯，芯樣直徑應(yīng)大于80mm，用雙管單動(dòng)取樣器鉆取芯樣，要求取芯率>85%，對(duì)鉆孔取芯部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)，要求滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s，鉆探取芯數(shù)量不少于總樁數(shù)的3%且不少于3根。取芯鉆孔應(yīng)在試驗(yàn)后采用水泥砂漿充填。

結(jié)論：

（1）施工過程中應(yīng)對(duì)滲漏問題進(jìn)行了及時(shí)處理，避免影響基坑整體穩(wěn)定安全。

（2）旋噴樁于雨季進(jìn)行施工，地下水位上升并與周邊地下水、河流連通具有流動(dòng)性，會(huì)造成旋噴樁在富含流動(dòng)水的砂層中成樁質(zhì)量不理想。

（3）基坑防滲加固可采用水泥-水玻璃漿液對(duì)基坑周邊砂層進(jìn)行注漿加固，加強(qiáng)截水帷幕的形成。

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作者簡介：

張馨（1984.11-），男，北京，漢族，現(xiàn)任北京京西門城基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)有限公司工程人員，工程師，研究方向：工程施工、項(xiàng)目管理。