某深基坑聯合止水帷幕施工方案及應用

劉佳琦 馮 斌

(內蒙古工業大學土木工程學院，內蒙古 呼和浩特 010051)

某基坑擬建場地周邊環境復雜，場地西南側為市區主干道東風西路，擬建地鐵3號線地下隧道將經過該地段；場地東側為住宿區，分布有5幢房屋，其中最近的1幢距基坑約8.5 m；場地的東北側和北側均為街道，在距離基坑垂直開挖線12 m～15 m位置分布有6棟房屋，距基坑垂直開挖線25.6 m位置存在一棟高層建筑。

國內很多學者對深基坑止水帷幕方面展開了研究。王曉梅[1]結合某深基坑圍護工程，詳細介紹了開挖溝槽、攪拌樁機和樁孔定位、攪拌注漿、槽段接頭處理及施工質量檢驗及處理等施工過程和工藝；管錦春[2]結合天津仁恒海河廣場綜合樓項目深基坑止水帷幕的應用，對深基坑TRD工法和SMW工法進行對比分析；鄭凱華[3]針對上海浦東新區前灘29-03地塊采用三軸水泥土攪拌樁作為基坑止水帷幕，采用了預埋孔鉆桿加接的施工工藝，解決了鄰近地鐵基坑工程中超深攪拌施工以及承壓水頭減壓的難題。孟雷[4]針對北京地區較為廣泛采用的樁間旋噴止水的設計和施工進行了分析，分析了各種止水帷幕在北京地區的適用性。

本文以某深基坑項目為背景，參考國內外深基坑成功案例，提出三軸深攪樁和三管高壓擺噴樁的聯合止水帷幕，對三軸深攪樁和三管高壓擺噴樁成樁設計，并分析其施工工藝和質量保障措施。

1 水文地質調查

根據現場工程地質調查及鉆探揭露，場區表層分布第四系人工填土(Qml)層；其下為第四系沖、洪積(Qal+pl)層，巖性為粘土、粉土、圓礫、有機質土、粉質粘土；第四系沖、湖積(Qdl+pl)層，巖性為粘土。

擬建場地處于金沙江水系滇池流域盤龍江支流，含第四系孔隙水，含水層主要分布在粉土和圓礫等層中，按水文地質條件劃分，地基土屬強透水層，水量豐富。地下水為潛水與承壓水混合類型，地下水位埋深0.90 m～2.80 m，平均1.58 m，水位標高1 887.9 m～1 891.4 m，平均1 890.2 m。地層的綜合滲透系數及基坑涌水量見表1。

表1 基坑涌水量

由表1可知，由于場地地基土不均勻，導致地下水條件存在較大差異性，基坑涌水量隨深度加深所揭露含水層厚度的增大而增大，但總體上涌水量較大，影響半徑較遠，旋挖樁施工時需控制護壁泥漿的調配。

根據勘察報告可知，按環境類型來看，地下水對混凝土結構具微腐蝕性。根據地下水性質，適當控制泥漿配比、混凝土配合比及地下水位，對支護樁影響不大。

2 三軸深攪樁施工工藝

2.1 成樁設計

外排止水樁帷幕用650 mm厚三軸深攪止水幕墻，樁長L=25 m～27 m，每一施工單元槽長度1 550 mm，單元槽間距900 mm，單元槽與單元槽咬合搭接650 mm(套接一根樁)；水泥采用強度等級為32.5的礦渣硅酸鹽水泥，水灰比為0.5～0.6，水泥摻入量為20%，一單元槽水泥用量不少于400 kg/m，早強減水劑為水泥用量的3‰。

2.2 施工工藝

三軸深攪樁施工工藝如圖1所示。

2.3 質量保障措施

1)施工現場應先進行場地平整，路基承載力應滿足重型樁機平移、行走穩定的要求，確保攪拌樁垂直度達到設計要求。

2)攪拌樁應按設計要求進行試成樁，確定在本工程中實際采用的水泥漿液水灰比、成樁工藝和施工步驟，試樁一般為2組～3組。

3)嚴格控制攪拌樁下沉速度和攪拌提升速度。

4)當樁與樁搭接時間超過24 h，應作為冷縫記錄在案，采取在搭接處補做攪拌樁等技術措施，確保攪拌樁的搭接質量。

5)水泥土攪拌樁成樁后可以進行必要的質量跟蹤檢驗，如出現個別不符合規定要求的樁身部位，應采取有效補救措施，如圖2所示。

3 三重管高壓擺噴樁施工工藝

3.1 成樁設計

支護樁間三重管高壓擺噴樁樁長L=25 m～27 m，樁徑φ=1.2 m，樁間距1.5 m～2.0 m，與支護樁相互咬合搭接226 mm～350 mm，水泥采用32.5礦渣硅酸鹽水泥，水灰比0.8～1.0，漿液比重1.45；為確保高壓擺旋噴樁的垂直度，采用地質鉆機跟管鉆進引孔，引孔直徑130 mm。

3.2 施工工藝

三重管高壓擺噴樁施工工藝如圖3所示。

3.3 質量保障措施

1)放注漿管前，先在地表進行射水實驗，待氣、漿壓正常后，才能下注漿管施工。

2)高噴施工時隔兩孔施工，防止相鄰高噴孔施工時串漿。相鄰的擺噴樁施工時間間隔不少于48 h。

3)嚴格控制水泥用量，以確保漿液配比的正確性，灰漿攪拌應均勻，并進行過濾。噴漿過程中漿液應連續攪動，防止水泥沉淀。

4)嚴格控制噴漿提升速度，噴漿過程應連續均勻。

5)高噴孔噴射成樁結束后，應采用含水泥漿較多的孔口返漿回灌，防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降，以保證樁頂標高滿足設計要求。

6)因地下孔隙等原因造成返漿不正常，漏漿時，應停止提升，用水泥漿灌注，直至返漿正常后才能提升。

4 結語

經深基坑工程施工后，三軸深攪樁和三重管高壓擺噴樁聯合止水帷幕施工達到了預期效果，基坑開挖過程中深基坑附近的地鐵車站沉降值最大值僅為2 mm，證明了在深基坑施工中，三軸深攪樁和三管高壓擺噴樁的聯合止水帷幕解決了復雜地質水文條件下周邊建筑物和環境保護問題，對于相似深基坑工程進行止水帷幕設計具有一定的借鑒意義。