淺談高壓旋噴注漿法止水帷幕的施工

譚紅章

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊，貴州 安順 561000）

前言：隨著高層建筑的興起，地下室深基坑工程不斷出現(xiàn)。在深基坑作業(yè)中，地下涌水經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員。常規(guī)的解決辦法就是直接在坑內(nèi)集中排水或井點(diǎn)降水，但如果地下水豐富，大量抽排地下水會引發(fā)系列的工程病害，如相鄰道路塌陷、房屋地基開裂等，特別是處于城市中心區(qū)時，造成的后果十分嚴(yán)重。因此，采用帷幕止水不失為一種有效的措施。

帷幕止水就是利用止隔水材料，將基坑圍起來，使坑內(nèi)地下水與坑外地下水系統(tǒng)隔離，切斷外界對坑內(nèi)的水源補(bǔ)給。然后在坑內(nèi)抽排水也就不會對周邊地質(zhì)環(huán)境造成破壞，杜絕了地下水位下降引發(fā)的各種工程問題。

止水帷幕的施工方法有許多，高壓旋噴注漿法是其中一種，以往在貴州省內(nèi)較少采用，沒有較為成熟的經(jīng)驗，本文就以2000年在貴州省畢節(jié)市某大廈深基坑支護(hù)工程中采用高壓旋噴注漿法施工止水帷幕取得成功的例子作引子，以期與同行們交流，同時也能讓大家在處理基坑地下水問題時多一種選擇，并希望能為施工提供可借鑒的經(jīng)驗。

一、工程概況。某大廈位于畢節(jié)市中心，距倒天河最近處50米。設(shè)計建筑物地上二十層，地下二層，地下室形狀為長方形，面積55.0×35.4m。根據(jù)設(shè)計要求和周邊實(shí)際情況，基坑擬開挖上口長寬為59×39m，下口56.5×36.9m，深度8米；臨時支護(hù)采取錨桿噴射混凝土護(hù)壁，坑底以毛石混凝土填平。

根據(jù)地勘部門提供的勘察報告可知，擬挖基坑處于倒天河古河道沖積層中。其綜合柱狀圖描述的地層情況如下：

0 -1.9 m，填土層，以粘土為主，并有建筑垃圾；1.9-3.0m，粘土，黃色可塑狀；3.0-6.4m，細(xì)砂土夾卵礫石，黃色，稍密；6.4-12.0m，強(qiáng)風(fēng)化巖層，黃色可塑狀粘土夾細(xì)砂巖質(zhì)孤石，為飛仙關(guān)組的砂質(zhì)泥巖夾細(xì)砂巖強(qiáng)烈風(fēng)化而成；12.0m以下為中風(fēng)化巖層。主要的含水層為深度3.0-6.4m處的細(xì)砂土夾卵礫石層，其它為隔水層。勘察報告提供地下水位埋深3米，擬開挖基坑的豐水期涌水量為9300t/d。

二、地下水處理方案的確定。若直接在基坑降排水，其缺點(diǎn)明顯，主要有以下幾點(diǎn)：1、地下水位淺，涌水量大，降排水費(fèi)用大；2、大量抽排水對周邊密集的建筑、緊鄰的道路將造成危害；3、坑底標(biāo)高低于倒天河河底，坑內(nèi)降水將可能導(dǎo)致倒天河加速補(bǔ)給。

采取帷幕止水措施，將解決以上問題，而且止水帷幕本身有一定強(qiáng)度，與支護(hù)工程結(jié)合還能起到擋土墻的作用。因此采取帷幕止水方案。經(jīng)對比論證，止水帷幕采用高壓旋噴注漿法施工。

三、高壓旋噴止水樁的設(shè)計參數(shù)。采用單排止水樁，樁徑0.8米，樁間距0.69米，樁間交圈厚度不小于0.4米，采取P42.5普通硅酸鹽水泥作硬化劑，水灰比1：1。旋噴注漿施工參數(shù)根據(jù)試噴成樁結(jié)果確定。

四、施工機(jī)具和人員配備

由于貴州區(qū)內(nèi)較少采用高壓旋噴注漿工藝，相應(yīng)高壓注漿機(jī)械少，因此，本工程自力更生，移動式注漿平臺是利用舊有機(jī)具改造成的，其提升速度10-20cm/min，旋轉(zhuǎn)速度10-20r/min滿足要求；雙重注漿管則采用50和20高壓無縫鋼管制成，另加工有一個三通龍頭與送漿、送氣管連接。注漿管長9米，為陶瓷質(zhì)噴嘴1個，直徑2mm。

五、噴射注漿成樁試驗。在進(jìn)行正式施工前，先在場地中作成樁試驗，以便對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行核對、修正，對施工流程作調(diào)整。

第一次試樁采用的工藝參數(shù)為：注漿壓力25--35Mpa，注漿流量100L/min，空氣壓力0.7Mpa，空氣流量 1.2m3/min，旋轉(zhuǎn)速度15cm/min，提升速度 15r/min；水灰比 1：1，試樁長度10米。

成樁10天后，進(jìn)行開挖檢查，樁體均勻密實(shí)，無縮徑、斷樁現(xiàn)象。實(shí)測樁直徑為1.2米，超出了原設(shè)計直徑，根據(jù)相應(yīng)公式可計算交圈厚度為0.6米，大于設(shè)計厚度。

從試驗結(jié)果來看，成樁效果好，特別是樁徑遠(yuǎn)超過設(shè)計要求，本著經(jīng)濟(jì)合理的原則，在經(jīng)多次調(diào)試后，將注漿壓力調(diào)整為：砂土夾卵礫層、強(qiáng)風(fēng)化巖層為20-22Mpa，其它層為18Mpa；注漿流量為80L/min。其它參數(shù)不變。從后來的實(shí)際效果看，這一調(diào)整是合理的。

六、施工流程。高壓旋噴止水帷幕施工分為兩部分，即導(dǎo)孔施工和旋噴成樁施工。

導(dǎo)孔施工：利用工程鉆機(jī)在設(shè)計的樁中心位置鉆孔。鉆進(jìn)中對地層分界線作好記錄，對照地質(zhì)資料并結(jié)合實(shí)際地層對旋噴中的注漿壓力值進(jìn)行預(yù)先設(shè)定。導(dǎo)孔施工要提前進(jìn)行，以不耽擱后續(xù)旋噴成樁施工為宜。本工程采用3臺工程鉆機(jī)施工，保證了每天不少于20個導(dǎo)孔成孔。要求鉆孔直徑?75mm，垂直度誤差應(yīng)小于15%，孔位誤差小于50mm，深度誤差小于20cm。

旋噴成樁施工：注漿平臺到位后，將注漿管管頭對準(zhǔn)到導(dǎo)孔孔口，開動清水泵，再緩緩將噴頭下到孔底；之后依次開通空氣管閥門、注漿泵閥門，待壓力達(dá)到設(shè)計值后，啟動注漿平臺的提升旋轉(zhuǎn)裝置，將注漿管噴頭邊噴射、邊旋轉(zhuǎn)提至距孔口20cm處。然后清水沖洗噴管。

施工流程框圖如下：

七、工程效果

經(jīng)過20余天的施工，完成旋噴樁288根。旋噴樁形成帷幕墻后，其止水效果整體良好。

1、交付使用后，從基坑開挖、錨噴支護(hù)直至地下室全部完工，雖正值豐水期，基坑內(nèi)僅保留一臺20t/h的潛水泵斷續(xù)抽排水，基坑內(nèi)涌水量始終保持在200t/d以內(nèi)，僅為原理論計算涌水量的9300t/d的2%，止水效果顯著。2、在基坑內(nèi)作錨桿支護(hù)的鉆孔時，曾鉆穿止水帷幕墻，當(dāng)時從直徑91mm的鉆孔由外向內(nèi)涌水，流量可達(dá)50t/h，其水壓大，用水泥漿加水玻璃等速凝劑竟根本無法堵塞住，最后只能用木樁強(qiáng)行塞住。可見止水帷幕外地下水確實(shí)豐富，內(nèi)外水頭壓力大，同時也說明止水帷幕是成功的。

八、施工中的注意事項

1、高壓旋噴注漿法適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/sec的粉土、砂土和粘性土。2、可根據(jù)需要在水泥漿中加適量外加劑，如速凝劑，早強(qiáng)劑等。3、為防止水泥漿中的硬塊堵塞噴嘴，在水泥漿進(jìn)入高壓泵前應(yīng)先進(jìn)行過濾，比如通過20目的篩網(wǎng)。4、注漿壓力的調(diào)節(jié)主要是通過變換注漿泵的檔位，空壓機(jī)的氣壓不必頻繁變動。5、在場地沿線開挖導(dǎo)流溝，讓溢出的漿液集中到挖好的池中進(jìn)行處理，避免造成施工場地泥濘，影響施工速度。

總結(jié)

本工程采用的是單排旋噴樁，由于樁距、樁徑設(shè)計合理，帷幕墻連續(xù)性好；而采用二重管注漿工藝，具有效率高，噴射漿液均勻，成樁連續(xù)性好的優(yōu)點(diǎn)；同時在漿液配制、注漿壓力控制方面嚴(yán)格按規(guī)范和設(shè)計操作，最后形成的止水帷幕墻強(qiáng)度較高，止水效果顯著。本次高壓旋噴注漿法施工止水帷幕的嘗試是成功的，對今后類似場地類似方法施工具有一定的借鑒意義。

高壓旋噴注漿法具有施工效率高，成本較低，機(jī)具設(shè)備簡單等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于止水，防液化、地下開挖的防止管涌、防坑底隆起，還可用于地基加固、提高地基承載力等方面。因此應(yīng)加強(qiáng)研究并推廣應(yīng)用。

[1]魏平.高壓旋噴注漿在立井井筒堵水施工中的應(yīng)用.煤炭工程，2009年8期.