塑性混凝土防滲墻在深基坑防水中的應(yīng)用

張 磊，梁仁旺

（太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西 太原 030024）

塑性混凝土防滲墻在深基坑防水中的應(yīng)用

張 磊，梁仁旺

（太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西 太原 030024）

文章結(jié)合太原市新城市花園基坑的防水設(shè)計(jì)，介紹了塑性混凝土防滲墻這種新型的基坑止水帷幕在太原市的第一次應(yīng)用，并介紹了塑性混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)深度、設(shè)計(jì)厚度以及混凝土的配合比設(shè)計(jì)，另外介紹了本工程中防滲墻的施工方法及防水效果等。

基坑；塑性混凝土；防滲墻；止水帷幕；質(zhì)量控制

1 引言

隨著地上空間的緊缺，人們?cè)絹?lái)越注重利用地下空間，這就導(dǎo)致在基坑施工中，基坑深度越來(lái)越深、基坑越來(lái)越大，這就給基坑支護(hù)帶來(lái)一定的困難。現(xiàn)在的基坑支護(hù)主要是處理好止水與降水的問(wèn)題，因?yàn)閾跬林ёo(hù)結(jié)構(gòu)的理論與施工均已成熟，最主要是基坑的止水形式。現(xiàn)在常見(jiàn)的基坑止水帷幕已很難滿(mǎn)足這些深基坑的防水要求，那么就要積極尋找新的材料、新的施工工藝來(lái)保證基坑的安全。塑性混凝土是用黏土和膨潤(rùn)土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一種柔性工程材料。與普通混凝土相比，塑性混凝土彈性模量低、極限應(yīng)變大、能適應(yīng)較大變形、抗?jié)B性能好，同時(shí)還具有節(jié)約水泥、降低造價(jià)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，在國(guó)內(nèi)外被廣泛用做防滲墻墻體材料，其防滲效果好，能夠較好地解決現(xiàn)在深基坑的防水問(wèn)題。[1]

2 工程概況

太原市新城市花園基坑西臨長(zhǎng)治路，北邊是寇莊南街，南邊是王村北街，東邊是還未拆遷的民房。本基坑平面接近正方形，長(zhǎng)約215 m，寬約190 m，基坑面積約40 000 m2，基坑深約15.2 m，是太原市目前最大的基坑。

3 工程地質(zhì)

3.1 巖土分布

根據(jù)野外鉆探，本次勘探40 m深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地地基土自上而下依巖性可劃分為6層。

第①1層：雜填土（Q42mL）。

第①2層：素填土（Q42mL）。

第②1層：粉土（Q42al+pl），該層平均厚度為5.67 m，層底深度為3.60～8.90 m，層底標(biāo)高為772.87～776.61 m。

第②2層：粉土（Q42al+pl），該層平均厚度為3.35 m，層底深度為6.50～12.40 m，層底標(biāo)高為768.14～773.71 m。

第②3層：細(xì)砂（Q42al+pl），該層平均厚度為1.56 m，層底深度為6.70～8.80 m，層底標(biāo)高為771.14～773.07 m。

第③1層：粉質(zhì)黏土（Q42al+pl），該層平均厚度為3.20 m，層底深度為9.30～14.70 m，層底標(biāo)高為766.50～770.95 m。

第③2層：中砂（Q4al+pl），該層平均厚度為3.16 m，層底深度為10.50～18.50 m，層底標(biāo)高為763.93～769.27 m。

第④層：粉土（Q4al+pl），該層平均厚度為4.43 m，層底深度為14.20～24.00 m，層底標(biāo)高為757.84～765.67 m。

第⑤1層：中砂（Q4al+pl），該層平均厚度為9.49 m，層底深度為23.80～30.70 m，層底標(biāo)高為751.68～756.47 m。

第⑤2層：中粗砂（Q4al+pl），該層平均厚度為8.75 m，層底深度為31.40～43.60 m，層底標(biāo)高為738.83～749.04 m。

第⑥層：粉質(zhì)黏土（Q4al+pl），該層平均厚度為5.66 m，層底深度為35.80～45.20 m，層底標(biāo)高為735.04～744.74 m。

3.2 地下水情況

本場(chǎng)地40 m以上有兩層地下水：第一層為潛水，賦存于第2-1層粉土中，靜止水位埋深3.6～4.6 m，標(biāo)高775.90～776.32 m；第二層為承壓水，賦存于第3-2層中砂和第五層中粗砂中（4層粉土部分段缺失）導(dǎo)致3-2層與5層貫通；隔水頂板為2層粉土及3-1層粉質(zhì)黏土，隔水底板為6層粉質(zhì)黏土。承壓水為4.7～7.0m，高程773.62～775.47 m。

4 設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)參數(shù)

4.1 設(shè)計(jì)原理

由于基坑較深，水位降深達(dá)到近10 m，所以對(duì)止水帷幕的要求較高，不能發(fā)生漏水現(xiàn)象且止水帷幕的深度要達(dá)到40 m，把5層砂徹底封住，切斷地下水補(bǔ)給通道，這樣才能保證基坑的絕對(duì)安全。那么在基坑防水中常見(jiàn)的幾種止水帷幕就很難達(dá)到這樣的高要求。旋噴樁施工方便但止水效果不甚理想，經(jīng)常發(fā)生漏水事故。水泥土攪拌樁的止水效果較好，但就目前的技術(shù)很難打到40m的深度，所以就不得不尋找一種新的防水材料。而塑性混凝土防滲墻就可以滿(mǎn)足這樣的要求，它可以說(shuō)是不放鋼筋的地下連續(xù)墻，施工工藝也較成熟。所以經(jīng)過(guò)相關(guān)專(zhuān)家的幾次論證后，決定采用塑性混凝土防滲墻作為止水帷幕。

4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

由于塑性混凝土防滲墻只作為止水帷幕，并不是擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)。故防滲墻的設(shè)計(jì)厚度為600 mm，防滲墻的深度為40 m，并將5層砂徹底封住了，并進(jìn)入了6層粉質(zhì)黏土至少2.0 m，這樣就保證了防滲墻的止水效果。塑性混凝土防滲墻的混凝土強(qiáng)度28天要達(dá)到設(shè)計(jì)值4 MPa，滲透系數(shù)小于1×E（-7），允許坡降J>60。[2]混凝土的參考配合比見(jiàn)表1。

5 技術(shù)要求

表1 防滲墻參考配合比 kg/m3

5.1 導(dǎo)墻

為保證成墻質(zhì)量，在施工之前應(yīng)設(shè)導(dǎo)墻，導(dǎo)墻必須直立、穩(wěn)固、位置準(zhǔn)確。平面位置對(duì)地下墻中心線距離的允許偏差值為±10 mm，墻面不平整度小于5 mm。導(dǎo)墻詳圖見(jiàn)圖1。

圖1 導(dǎo)墻詳圖

5.2 清孔控制

造孔完成后，應(yīng)對(duì)造孔質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，合格后進(jìn)行清孔換漿。清孔換漿采用抽桶出渣法，待清孔換漿結(jié)束后1 h，對(duì)換漿情況進(jìn)行檢測(cè)。清孔換漿合格的標(biāo)準(zhǔn)為：清孔換漿結(jié)束后1 h，孔底淤積厚度不大于10cm，槽孔內(nèi)膨潤(rùn)土泥漿重度不大于1.2g/cm3，漏斗黏度不大于45 s，含砂量不大于5%。[3-4]

5.3 墻板質(zhì)量控制

墻板安裝允許偏差見(jiàn)表2。

表2 墻板安裝允許偏差

6 施工工藝

6.1 成槽方式

成槽方式采用液壓抓斗兩鉆一抓成槽，每一槽段3～5 m。槽孔建造質(zhì)量應(yīng)按下列要求控制：①槽壁應(yīng)平整垂直，不應(yīng)有梅花孔、小墻等；②孔位允許偏差不大于30 mm；③孔斜率：鉆抓法施工時(shí)不得大于4‰。

6.2 墻體連接

墻段連接采用鉆鑿法或接頭管法，鉆鑿法接頭套接孔的兩次孔位中心在任一深度的偏差值不得大于設(shè)計(jì)墻厚的1/3（13 cm）。二期槽孔清孔換漿結(jié)束前，應(yīng)清除接頭槽壁上的泥皮，清除泥皮用鋼絲刷子鉆頭分段刷洗。合格條件是：刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加。不管用哪種方法接頭一定要保證接頭良好不滲水。見(jiàn)圖2。為防止墻段搭接處的滲漏在防滲墻每墻段搭接處用兩個(gè)雙管高壓旋噴樁進(jìn)行防滲加固，水泥用量350 kg/m，噴漿壓力26 MPa，提升速度為10～15 cm/min，引孔的孔位偏差不大于2 cm，鉆孔傾斜不大于0.5%。見(jiàn)圖3。[5-6]

圖2 塑性混凝土防滲墻墻體連接圖

圖3 墻段搭接示意圖

7 墻板質(zhì)量檢查

7.1 鉆芯取樣

在成墻28天后,本工程委托監(jiān)測(cè)單位山西省建科院沿防滲墻軸線布設(shè)鉆孔檢查點(diǎn)進(jìn)行了鉆孔檢查，用取出的芯樣作室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)和滲透比降，得出墻體的滲透系數(shù)為1.25×E(-8)、滲透比降J為80>60均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

7.2 開(kāi)挖檢查

在成墻28天后，沿防滲墻軸線布設(shè)了開(kāi)挖檢查點(diǎn)，開(kāi)挖檢查點(diǎn)每處開(kāi)挖長(zhǎng)3～5 m、深2.5～4.0 m，檢查墻體的墻段連接和墻體厚度，通過(guò)檢查表明墻體質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

8 結(jié)束語(yǔ)

本工程在太原市第一次將塑性混凝土防滲墻引入基坑止水中，通過(guò)精心設(shè)計(jì)以及嚴(yán)格的施工控制達(dá)到了良好的工程效果。在基坑施工過(guò)程中基本沒(méi)有發(fā)生滲漏事故，不僅縮短了施工工期，而且降低了造價(jià)，更重要的是它為基坑防水中提供了一種新的止水形式。參考文獻(xiàn)：

[1] 龔曉南，高有潮.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

[2] 程瑤.塑性混凝土配合比試驗(yàn)研究及應(yīng)用[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2002，19（5）：62-64.

[3] DJ/T5199-2004《水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范》[S].

[4] JGJ120-99《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[S].

[5] 杜建紅.芭蕉河二級(jí)水電站圍堰砂卵石層帷幕灌漿施工技術(shù)[J].西北水力發(fā)電，2002（1）：34-37.

[6] 水利水電工程編委會(huì).水利水電工程[M].北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2005.

Application of Concrete Cut-off Wall in Deep Hole Excavated for Building Foundation Waterproofing

Zhang Lei，Liang Renwang

The present paper unifies the Taiyuan Xincheng garden hole excavated for building foundation the waterproof design，introduced quaking concrete cut-off wall this kind of new hole excavated for building foundation stops the water curtain in the Taiyuan’s first application，and introduced the quaking concrete cut-off wall principle of design，the designed depth，the design thickness as well as the concretes mixture ratio design.moreover introduced in this project the cut-off wall job practice and the waterproof effect and so on.

hole excavated for building foundation；quaking concrete；cut-off wall；stops the water curtain；quality control

TU46

A

1000-8136(2011)08-0019-03