銅陵星雨華府深基坑止水帷幕失效的流砂治理

摘 要：在經濟飛速發展的今天，高層建筑越來越多，深基坑隨之成為熱門研究課題，但在復雜地質條件下深基坑止水帷幕施工技術仍不夠成熟，常常對建設項目造成較大的安全事故和經濟損失。

關鍵詞：深基坑 尾礦砂 止水帷幕 灌注樁 流砂 堵漏高壓旋噴樁

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0061-01

1 工程概況

由我單位承建的某項目西標段工程，位于銅陵市，屬于棚戶區改造的民生工程，受到當地政府的高度重視。本工程包括9棟單體和地下車庫，地下室三層，基坑開挖深度約14 m，深基坑采用單排灌注樁和兩道鋼筋混凝土內支撐作為支護體系，單排雙軸深攪樁和樁間高壓旋噴樁作為止水帷幕。

2 地質水文情況

根據巖土工程勘察報告，場區地層層序自上而下依次為：

①1層填土：層厚0.50～4.8 m，呈雜色，濕，較松散，其成份主要為粉質粘土夾碎磚石、混凝土塊等。

①2層尾砂：層厚4.7～12.00 m，呈深灰色，飽和，松散～稍密狀，主要成份為粉細砂，夾少量軟塑狀粉質粘土薄層，為銅官山銅礦排放的尾礦砂，回填時間超過20年。

①3層尾砂混淤泥：層厚0.80～3.9 m，呈深灰色，飽和，松散狀，主要成份為粉細砂，夾20%～40%左右的淤泥，屬高壓縮性土。

②層可～軟塑狀粉質粘土：層厚0.70～16.70 m，呈灰黃～灰黑色，很濕，含腐植質，屬中等偏高壓縮性土。

③層碎石土：層厚0.7～8.1 m，灰黃色，濕，中密～密實狀，碎石成份主要為石英砂巖，硬塑狀粘土充填。

④層強風化閃長巖。

⑤層中風化閃長巖。

水文條件：勘察期間，鉆孔揭露深度內，地下水水位埋深為0.7～2.3 m，標高為15.55～20.63 m，年變化幅度約為1.0 m。

3 止水帷幕施工

由于地質條件差、地下水位高、開挖深度大等特殊因素，止水帷幕施工開始就列為重點控制項目。2011年8月，我單位組織了施工經驗豐富的隊伍進場，編制了詳細的施工方案，在施工前對現場作業人員進行了安全技術交底，對止水帷幕的重要性、場地的復雜性、施工的難度性和設計要求等做了詳細的介紹，并列出了本工程施工的重要控制措施。

施工前，根據圖紙設計和現場試樁情況，制作了雙軸深攪樁施工各項參數公示牌，包括葉片直徑、水泥摻量、鉆進下沉和攪拌提升速度、垂直度偏差、樁位偏差、送漿壓力、鉆桿鉆速、鉆進深度、移機距離等，以方便施工過程控制。施工過程中，我方根據各項參數和技術要點嚴格控制，因為地質條件復雜，雙軸深攪樁施工多次遇到不明障礙物而偏位，鉆桿提升后發現磨損嚴重并附著有細小的磁性顆粒，其中6次發生鉆桿抱死無法鉆進和提升，最終以鉆頭折斷而失敗。我方技術人員立即以絕對坐標記錄好位置，經監理和業主單位確認后，設計單位據現場實際情況，在深攪樁未連續施工的區段，增加高壓旋噴樁進行補救，確保止水帷幕的質量。

樁間高壓旋噴樁施工過程中，因為灌注樁的不規則擴孔，樁間高壓旋噴樁不能像圖紙設計那樣靠近灌注樁，且鉆桿也多次遇到障礙而發生較大偏位。由于尾礦砂顆粒較細，噴漿過程中多次出現注漿管爆裂，且水泥漿上涌量較大。

2011年11月開始土方開挖，基坑開挖過程中采用管井和輕型井點降水，并在止水帷幕外設置回灌渠，確保周邊建筑和道路的安全。當基坑開挖8 m深時灌注樁間漏水、流砂嚴重，導致止水帷幕外側塌陷，基坑內土方無法開挖到設計標高。

4 漏水原因分析

（1）場地內的尾礦砂經過近百年的堆積，尾礦砂中鐵礦粉、硫化物等成分經過化學反應形成不均勻的膠結硬塊和磁性物質，雙軸深攪樁和樁間高壓旋噴樁施工過程中，鉆桿碰到膠結硬塊發生偏位、傾斜，磁性物質吸附鉆桿造成鉆頭折斷，致使止水帷幕施工產生搭接不良的質量缺陷，未能形成完整封閉的止水帷幕，是產生側壁滲漏的主要原因。（2）場地內的尾礦砂細度模數較小，在含水量豐富時沉淀密實度不均勻，樁間高壓旋噴樁成樁效果較差，出現不規則的瘦腰縮頸；灌注樁施工時充盈系數偏大（平均約1.5），樁身發生不規則擴孔，樁間高壓旋噴樁施工時鉆桿不能有效的按照圖紙設計位置施工，且灌注樁成孔時的泥漿護壁較厚，致使高壓旋噴樁施工時噴漿不能沖破泥皮與灌注樁有效的咬合在一起，出現縫隙。在側壁水壓力較大時出現滲漏水現象，也是產生止水帷幕滲水流砂的重要原因。

5 堵漏方案施工

根據專家組意見，對于已開挖的區域（坑邊場地狹小），停止基坑降水，并回填基坑內支護樁邊6 m范圍內的土體。在支護灌注樁間機械引孔，解決灌注樁擴孔造成的高壓旋噴樁施工障礙，再用小型高壓旋噴樁機在引孔內注漿，確保堵漏高壓旋噴樁與灌注樁能有效的咬合在一起，形成完整的止水體系。

我單位引進專業堵漏施工隊伍，經過對現場水文地質條件和實際情況的考察，專業堵漏隊伍決定采用GXY-2K型鉆機在灌注樁間引孔至設計深攪樁樁底標高，然后用XP-20A型鉆機注漿，確保高壓旋噴樁施工位置準確。堵漏高壓旋噴樁施工各項參數根據圖紙設計、試樁記錄和專業堵漏經驗，參考如下：水泥參量380～400 kg/m、水灰比1∶1、噴漿壓力2 MPa、水壓30 MPa、噴漿量150～180 L/min、提升速度0.8～0.12 m/min，有效成樁半徑約為600～700 mm。鉆機引孔前由技術人員確定好樁位，并全程指導堵漏高壓旋噴樁施工。

堵漏結束兩周后，我方挖開6條樁縫均無明顯漏水，但有2處在堵漏樁和灌注樁交界處有輕微滲水，一個小時后便形成漏水縫隙，并夾雜有尾礦砂。雖然比堵漏前有了很大的改觀，但仍不能滿足基坑施工要求，通過與堵漏單位磋商，對現場有輕微滲水點的部位采用人工堵漏。即先用編織袋裝摻有水泥的砂土回填較大的空洞，確保基坑和止水帷幕的安全；然后用稻草和棉絮對漏水點進行堵塞；最后在灌注樁間用純水泥漿砌筑退臺式的擋土墻，并用純水泥漿抹面，確保擋土墻的完整性和密封性。由于基坑開挖深度較大、地下水位偏高，考慮到側壁水壓力大且擋土墻開始強度較低，砌筑時留置泄水孔，待擋土墻強度來勁后對漏水較小的泄水孔用棉絮進行堵塞。

為了保證地下室能夠順利的施工，我單位編制了基坑內明排水施工方案，在支護樁邊砌筑截水溝和集水井，并安排專職人員進行抽水。

6 經驗總結

針對西區深基坑止水帷幕的失效治理，項目部召開了經驗總結大會。首先通報了事故造成的直接經濟損失和工期延誤損失，然后分析項目施工管理中的不足，如施工經驗欠缺，對特殊地質條件下施工工藝是否合理沒有認真的研究，在止水帷幕施工多次出現缺陷時，未能認識到問題的嚴重性；管理不夠細致化，在止水帷幕施工過程中未能全程監督指導，未對各項施工參數進行記錄和統計分析，沒有分階段對操作工人進行技術培訓和考核。

通過止水帷幕堵漏，我深刻體會到“預防為主”的重要性，解決問題最好的方法是把問題消滅在萌芽狀態。謹此實踐經驗與大家分享，希望能在以后工作中帶給大家幫助！