蘇州“三館”深基坑限制條件下旋噴樁止水帷幕成功案例分析

摘要:蘇州“三館”是蘇州市重點工程，基坑開挖11.5米，由于場地的限制條件，基坑的西南側由原三軸深攪止水改為旋噴樁止水，在基坑開挖深、地層中含粉砂量大、地質含水量豐富等情況下，施工方經過精心組織，合理安排，嚴格按照施工方案和質量保證措施工，基坑順利開挖，成功解決了限制條件下的止水難題，積累了一定的施工經驗，取得較明顯的社會經濟效果。

關鍵詞:旋噴樁;止水帷幕;深基坑;粉砂層

中圖分類號:U231 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2010)02-0262-02

1 工程概況

蘇州美術新館、文化新館和名人新館簡稱“三館”，該工程處于古城鬧事區，基坑工程的開挖深度為11.5米，地面往下4.5-10.5米為粉砂層，透水性強;基坑設計等級為一級，該基坑工程的成敗主要取決于止水帷幕，故對止水要求相當高。原止水帷幕設計是在圍護樁外面采用Ф850三軸深攪樁止水，但因基坑的西南側矗立一排10KV高壓電纜，三軸攪拌機無施工空間，也無法采取隔離保護措施。從安全角度結合地質條件出發，最終經商討研究采用雙管高壓旋噴樁來代替。

2 工程水文地質概況

(1) 地形地貌:地貌屬長江三角洲沖湖積平原，地形平坦開闊。

(2)地層地質:①填土:雜色，松軟狀態。大部夾塊石、碎石，局部夾淤質填土和有機質，厚度 1.3-4.8m。②粘土:灰黃色，可塑狀態，光澤反應光滑，干強度高韌性高，厚度1.1-4.0m;粉質粘土:可塑-軟塑狀態。稍有光澤，干強度中等， 韌性中等。厚度0.6-3.0m 。③粉土:灰黃-灰色，稍密-中密狀態，干強度中低，韌性中低，厚度0.4-2.2m。④粉土-粉砂:灰黃色-灰色，飽和，中密狀態，厚度1.7-6.5m;粉質粘土:灰色，軟塑狀態，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，厚度0.4-4.3m;粉土～粉砂:灰色，飽和，中密狀態，厚度0.4-2.4m。⑤粉質粘土:灰色，軟塑～流塑狀態，局部下部有淤泥質土，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，厚度2.7-12.9m。⑥粘土，粉質粘土:灰綠色，可塑狀態，光澤反應光滑，干強度高，韌性高，本土層在本場地大都分布，僅在13、14及20號孔區域的地下溝谷部位缺失，最大揭露厚度4.3m，層面標高-20.76--18.92m。⑦粉質粘土:灰綠-灰黃色，可塑-軟塑狀態，粉夾土，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，厚度0.3-3.4m。⑧粉質粘土:灰色，流塑狀態，局下部為淤泥質土，稍有光澤，干強度中等，韌性中等;本土層在本場地均有分布，最大揭露厚度5.1m，層面標高-26.4--24.77m。⑨粉土:灰色，飽和，中密-密實狀態搖振反應迅速-中等，光澤反應無-稍有;本土層在本場地均有分布，勘探深度內未穿，層面標高-30.74--29.82m。

(3)水文地質:本工程淺層地下水屬于潛水及微承壓水類型，潛水主要賦存于淺層土中，穩定水位標高為0.64-1.76m(1985國家高程);微承壓水主要賦存于③粉土、④粉土、粉砂及;粉土、粉砂中，該層水具有微承壓性，穩定地下水位標高為1.0m左右。

由上述地質地層和水文地質來看，粉土、粉砂-粉土、粉砂對施工止水帷幕極為不利，主要表現為:①粉砂層距地表4.5-10.5米左右，較厚，水在此地層滲透系數很大;②此層的水具有微承壓性，極易形成管涌;③基坑西邊11米處有條護城河，河面常年水面標高為0.86-2.13m。

3 施工方案

此次深基坑的高壓旋噴止水設計采用二重管法進行施工，二重管高壓噴射注漿主要是靠噴射高壓空氣穿透土體，水泥漿在高壓泵的壓力下切割周圍的土體并充分填充土體間隙與土體融合從而形成水泥樁體。根據本工程的地質特點，高壓旋噴樁的主要設計參數如下:

3.1 布樁形式

為確保此次止水方案一次性成功，采用圍護樁外側施工一排旋噴樁，且在圍護樁樁間內側噴一根，如下圖所示:

3.2 技術指標

(1)泵壓:28Mpa，氣壓:0.7Mpa;(2)水灰比:1:1，鉆桿提速:15cm∕min;(3)選用普通硅酸鹽水泥(P·C 32.5)，水泥用量不少于250kg∕m，樁徑600，搭接200。

4 質量保證措施

(1)在鉆孔過程中，應帶水下鉆，泵壓≤10Mpa，氣壓保持0.5Mpa左右;這樣可形成一個土孔，噴漿時水泥漿更易充分填充四周土體，同時噴嘴處產生很大的土應力也可隨孔釋放，不會產生樁徑的不均勻，保證了旋噴樁體的連續完整性。

(2)鉆機在開鉆過程中，調平相當重要?；娱_挖11.5米，鉆機不平會導致下面的樁體不能連續鉸鏈而出現叉口，基坑開挖后必然漏水。

(3)在鉆孔或噴漿過程中，經常會出現漏氣或壓力表陡然較低的情況，應重點檢查橡皮圈是否漏上或已破壞，芯管接口處是否被擊壞(在噴漿過程中水泥漿剪切力很大)，高壓管接口處是否漏氣。

(4)在鉆孔或噴漿過程中，經常會壓力表陡然升高的情況，可判定是高壓泵至噴嘴處哪里堵塞了，一般應拆除高壓泵柱塞(水泥漿很易被吸進)，其次可檢查噴嘴是否被堵。

(5)鉆孔過程有時遇到不明障礙物，進尺很慢，影響施工進度，這時應把雙(三)翼鉆頭改為金剛石鉆頭，可直接穿透障礙物。

(6)水泥漿的攪拌一定要均勻，攪拌時間應不小于5min，用濾網把小水泥硬塊或雜質隔開，保證儲漿筒水泥漿的濃度和純度;鉆機提速一定要按技術參數控制，否則容易出現樁徑縮小，樁間出現間隙。

(7)放樣的控制點一定要做好標記，施工現場一般會冒漿(冒漿量為20%左右)，控制點經常被覆蓋不易找到，很難放準樁樣，可能會導致旋噴樁搭接不連續。

(8)其他注意事項:①交接班注意洗管，冬季還要把管中水倒出以防結冰;②在樁間施工時之前最好把圍護樁頭挖出，這樣才能更準確的定樁位;③在打樁區域還應挖條趟漿溝槽，集中冒出的水泥漿，方便鉆機移位和調平;④確保前后臺人員能密切協調工作，現場的水泥量要預備充足。

5 效果評價

基坑順利開挖到基坑底部時，在旋噴樁止水段沒有出現任何漏水現象;三軸深攪樁止水段出現幾個較大的漏點，水量較大，后采用注漿(加水玻璃)才堵住。業主和總包方給予了旋噴樁止水很高的評價，場地狹小，旁邊有高壓電線桿，地質情況對止水極為不利，能一次性成功地止水不容易。

6 結束語

旋噴樁不僅能止水，還能加固地基，處理冷縫接頭，提高軟弱地層承載力，適用于各種土層;機身輕巧，施工速度快，可在些狹小場地施工，實用性大。要做好旋噴鉆樁止水帷幕，操作人員必須熟練器具的操作，認真負責，施工過程必須嚴格要求，旋噴樁做止水帷幕失敗的例子也是很多的。