帷幕注漿止水技術在深基坑施工中的應用

李世忠（湖南高速鐵路職業技術學院，湖南衡陽421002）

帷幕注漿止水技術在深基坑施工中的應用

李世忠（湖南高速鐵路職業技術學院，湖南衡陽421002）

房屋建設工程深基坑施工過程中，地下水處理的好壞直接關系到整個基坑開挖工程能否順利進行，因此，必須采取有效措施處理好地下水問題，來降低地下水流失給周邊環境所造成的影響，而設置止水帷幕是保證整個基坑施工質量的主要措施。本文主要從帷幕注漿止水技術的施工工藝原理、施工技術要點入手，并將其在深基坑施工中的應用進行分析，僅供參考。

房建工程；深基坑施工；注漿技術；帷幕止水

1　引言

當擬施結構底板的標高位于地下水位以下時應采取相應的處理措施，常用措施主要有管井降水和冷凍法，其中管井降水，要求地表具備設置降水井及降水井施工的作業條件，且抽排地下水會對地下水資源產生負面影響；而冷凍法的施工工藝較為復雜，使用的設備較多、能源消耗大、施工周期長。而采用帷幕注漿止水技術對地下水進行處理，其施工工藝較為簡單，不需要抽排地下水，同時保證漿液配合比設計的合理性、科學性，在施工過程中，不會對地下水造成污染，不僅有利于保證結構施工無水作業的條件，還有利于保護地下水資源。

2　帷幕注漿止水技術的概述

2.1帷幕注漿止水原理

帷幕注漿止水技術適用于淤泥質、粉質粘土和中強風化、全風化及破碎代巖層的巖體中，該技術的主要止水原理即是通過壓漿機貫穿巖體的鉆孔，將已按比例配置好的漿液注入巖體中，使其填充到巖體中的空隙、松散破碎巖石的縫隙及裂隙中，隨著水泥漿液的不斷注入，其發生化學反應的頻率也在增加，由水泥各種成分所生成的膠凝膜逐漸轉變為膠凝體，并不斷的增大、硬化，大大降低了巖體中的空隙度、提高了密度，在一定程度上，直接改變了巖體的物理力學性質，使巖體從當前的含水層或透水層轉變為隔水層，以此來堵塞地下水活動通道，從而達到止水的目的。

2.2帷幕注漿止水施工工藝

（1）一般選取普通水泥或者超細水泥作為注漿的主要材料，該注漿材料的優勢主要體現在以下幾點：凝膠時間可任意調整；有效縮短地層里面漿液擴散的距離；不會產生有害物質，避免其對地下水造成污染；和其它材料相比而言，其施工成本低，施工效果好。

（2）針對袖閥管部分，應采取垂直后退的方式進行分段注漿，并根據地質的實際情況，來設定注漿參數，一般將止水帷幕自身的連續性及帷幕厚度的有效性作為標準。

（3）深基坑注漿施工應采取適宜的施工設備，且保證操作工藝的方便性，盡量降低施工成本。

（4）施工人員應按照相關的施工規范進行施工，嚴禁違規操作，避免給工程造成不利影響。

（5）在施工過程中，可將深基坑的注漿段劃分為多個區域，并將其分別投入到施工設備中開展施工作業，有利于縮短施工工期。

2.3注漿止水帷幕施工技術要點

（1）需要借助地質鉆孔機進行鉆孔施工，通常會從地面的垂直地方開始鉆孔，盡量提高鉆孔速度，一般其速度越高，鉆孔的可靠性就越大，從而對整個鉆孔的垂直度進行有效控制。

（2）由于注漿需要分段進行，因此，需要根據地層的實際情況來選擇注漿參數，以此來提高整個注漿施工的均一性，從而保障注漿施工的順利進行。

（3）施工人員在注漿時應嚴格做好定量和定壓工作，以此來保證整個注漿的施工效果，防止地表隆起。

3　工程實例

3.1工程水文地質條件

某市地鐵A站臺處于市中心，周邊建筑物密集，交通系統較為復雜，該站臺最深基坑為32m，根據地質勘察的相關資料顯示，該站臺所呈現的地貌形態為剝蝕殘丘，中夾山間沖洪積洼地，地面高程約27.10～34.00m，高差6.90m，地形整體呈現東低西高的特點。場地內第4細軟土層呈透鏡狀體，厚度較小，強度較低；花崗巖殘積土和全強風化巖遇水則會徹底崩解；基巖為微風化巖，埋藏深度較大，層位分布較為穩定，該基巖在受到構造影響后，形成一定的風化深槽，深40m，中微風化巖的深度為43m。

相關的抽水試驗表明該基坑地下水較為豐富，每天的出水量為500m3，且周邊建筑物具有明顯的沉降反應，若采用強降地下水的方式來開挖基坑，施工安全的風險較大。另外，花崗巖殘積土5H、6H層的滲水性較差，降水影響半徑僅有8～ 10m，并不符合基坑開挖的相關要求。

3.2基坑圍護結構設計概況

圖1　地下連續墻示意圖

該站臺基坑深32m，主要采用1m后的連續墻作為基坑的圍護結構，連續墻接頭呈H形工字鋼，墻約深38m，連續墻底部位于7H層，而花崗巖風化層處于7H、8H層，該地地下裂隙水的水壓差較高，且滲透系數較大。因此，在連續墻底部的7H層極易出現滲水現象，基坑開挖可能會發生滲水現象，但由于連續墻的深度較深，其圍護結構連續墻的深度較深，不僅增加了工程造價，還增加了連續墻的施工難度。

3.3連續墻加帷幕注漿止水措施

為了避免基底出現滲水現象而危及基坑的開挖安全，并對工程造價的經濟性進行綜合考慮后，可采用連續墻結合帷幕注漿的方式，增加連續墻的寬度，即在連續墻外側設置兩排帷幕注漿孔，每個孔距為4m，排距為1m，并呈梅花形進行布置。注漿范圍自連續墻底以上2m至不透水層1～1.5m。

3.4帷幕注漿工藝

圖2　注漿工藝流程示意圖

3.4.1注漿工藝流程

灌漿的施工工藝：利用金剛石鉆頭和合金鉆頭進行鉆孔施工，確保孔口是封閉的，并采用自上而下的方式進行分段灌漿。灌漿的工藝流程：φ110mm三翼合金鉆頭開孔約35m（其和連續墻搭接2m，或者孔深進入7H）-洗孔注漿-埋PVC管，待凝-φ76mm鉆頭掃孔鉆孔約1～4m-灌漿-進一步鉆孔灌漿-封孔。

3.4.2造孔技術的相關要求

造孔主要采用HGY-200C型回轉地質鉆機及φ76mm、φ110mm合金或者金剛石鉆頭進行鉆孔施工，開孔φ110mm、終孔φ76mm；一般情況下，第一節鉆孔按照2m進行施工，其它鉆孔按照3m進行施工。另外，還應將孔位偏差控制在0.1m范圍內，孔斜率應≤1%；在鉆孔施工過程中，主要采用泵量低、速度慢、低壓鉆進，避免發生埋鉆和燒鉆現象，在鉆進過程中，三翼鉆頭應用巖心管作為導向，避免鉆孔傾斜。在鉆孔時，應詳細記錄孔內的具體情況，主要內容包括：地質的實際情況、各孔段水流的漏失情況、空洞等，并有針對性的對其進行集中處理。除此之外，在φ110mm鉆頭鉆進完成后，應進行自流式灌漿，再下入PVC管；在對漿液進行更換后，若其注入量還是很大，可在漿液中添加水泥重量3%的水玻璃，主要用來加快漿液的凝固速度，在水泥漿液初凝后才能進行下一道施工工序。與此同時，還應保證PVC孔口管的深度、垂直度。

3.4.3灌漿技術的相關要求

（1）孔口段灌注方法

孔口段主要采用自流式灌漿，漿液是水泥漿，在必要情況下還可添加水玻璃。

（2）孔口段以下部分的灌注方法

孔口段以下主要采用自上而下分段灌漿，并保證各分段的段長為4.0m，根據灌漿段的實際情況，選擇代表性的孔做簡易壓水試驗，在灌漿后掃孔到原來灌段的底部再進行壓水試驗，并對灌漿效果進行檢查，特別是待凝灌段掃孔后，壓水試驗壓力為該段灌漿壓力的80%。

若漏失情況較為嚴重的話，可采用水泥水玻璃漿實行自流式灌注，在水泥漿液初凝后，才可復灌。另外，采用孔內循環的方式進行灌漿，射漿管下至離孔底0.5m以內；灌漿塞應塞在已灌漿段底上50cm處，避免漏灌。

（3）漿液配比

注漿材料主要采用強度等級為42.5R級普通硅酸鹽水泥。水泥漿液主要采用3：1、2：1、1：1.5、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1共7個比級。

3.5止水效果及經濟效益

通過對基坑開挖之前的抽水試驗及基坑開挖施工過程中的出水量對比進行分析，帷幕注漿后基坑的出水量只有70m3/ d，和抽水試驗的500m3/d相比，明顯減少，由此可見，注漿止水帷幕在深基坑止水中的顯著作用。

從經濟效益上來說，該站臺注漿工程造價為350萬元，若直接將連續墻加長至不透水層，按照每幅連續墻10m進行計算，預計工程造價需要增加650萬元，共節約成本約300萬元。

4　結語

總之，在對深基坑采取帷幕注漿止水技術時，還應加強對注漿過程中所出現地表變形情況的測量，通過選擇精密的水準儀，安排專業人員對地表的變形情況進行定期測量。通常在注漿的過程中，將地表隆起限值應控制在3cm內，以便更好的控制整個地表的隆起變形情況，不僅為整個工程的施工安全提供有力保障，還有利于保護周圍環境。

［1］楊將曉.帷幕注漿止水技術在深基坑施工中的應用［J］.建筑安全，2010（7）：41～42.

［2］王念國.淺談深基坑施工中注漿止水帷幕技術的應用［J］.中國科技博覽，2014（17）：99.

［3］李 輝，曹正軍.試論深基坑注漿止水帷幕施工方法［J］.美與時代·城市，2013（8）：34.

TU753

A

2095-2066（2016）26-0196-02

2016-8-10

李世忠（1968-），男，講師，本科，主要從事深基坑施工等工作。