水帷幕的隔水效應分析

周 奕

(西安市房地產經營一公司，陜西 西安 710001)

0 引言

近些年伴隨著國家經濟的發展，城市建設規模不斷擴大，導致城市地面上有限土地資源利用殆盡。所以順應城市發展趨勢，城市地下工程建設施工數量也不斷增加，地下商場，地下安防工程，地下停車車庫數量不斷增加。伴隨地下工程施工難度的不斷增加對于地下排水難度也不斷增加，這時水帷幕的隔水施工技術得到廣泛應用，本文所提到的工程就運用到水帷幕的隔水施工技術。該深基坑工程位于西安互助路十字東南角，因為該工程距離西安興慶湖比較近，導致該工程所在地地下水位偏高，地下水位高達6 m，該工程為全地下4層車庫工程，其深度達12 m，并且距離周邊居民樓很近。所以開展地下工程時需要先降水排水，受周邊居民樓影響太厲害不能降水，所以只能采用水帷幕的隔水施工技術并且要結合基坑降水方法。本文就是通過實例分析得出水帷幕的隔水效應形成條件，為國內相似工程施工提供有效參考。

1 水帷幕形成方法分析

目前在地下工程施工時，運用到水帷幕的隔水施工技術時，需要根據實際工程情況來施工。因面對實際工程情況每種方法都有各自的適用性和不可避免的局限性，所以其設置水帷幕的施工方法可以分為以下幾種:第一種高壓噴射注漿法，第二種深層攪拌法，第三種壓力灌漿法，第四種射水成墻法，第五種小徑鉆孔灌注樁法，這些是目前較為常用的水帷幕形成方法。

1.1 高壓噴射注漿法分析

高壓噴射注漿法其適用于豎向和水平帷幕，并且對多種地質條件土層同樣適用,如粘土層、軟土層、黃土堆積層、細砂質類土層、粉土層都具有良好的隔水效應。但是高壓噴射注漿法也有其局限性，就是面對土層中含有大量腐殖土或者含有大而粗的砂質類土層如卵礫石層時隔水效應就會變差。運用高壓噴射注漿法時準備水泥漿液其壓力應該在10 MPa～20 MPa之間，在該壓力下高壓噴射注漿法既可以切割破壞楔入土層，面對混凝土圍護樁時又可以把其覆蓋的混凝土沖洗干凈，這樣可以為混凝土圍護樁和水泥漿液粘結創造良好的條件，達到對圍護樁縫隙的填蓋效果，隔水效應最大化。

根據不同現場施工情況，水帷幕的厚度一般在500 mm～2 500 mm之間，水泥用量一般在700 kg/m3～800 kg/m3。并且以梅花形對樁位進行平面排列，其中心間距為1.4 m～1.7 m。

1.2 深層攪拌法分析

深層攪拌法和剛性樁不能緊密帖服，對于這個局限性，該方法一般用于豎向水帷幕。深層攪拌法有兩種方法:第一種噴漿，第二種噴粉法。深層攪拌法適用效果最好的是地質條件土層為軟粘土層和粉質粘土層，并且對土層中含有高嶺石等粘土礦物的土層，其隔水效應最佳。對含有氯化物和水鋁石英或pH(酸堿度單位)值較低土層，其隔水效應不明顯。深層攪拌法也可以用在細砂質類土層、粉土層施工中，但是其對含有大而粗的砂質類土層如卵礫石層不適用。

1.3 壓力灌漿法分析

壓力灌漿法適用于透水性能強的地質土層，如砂質土層和卵礫石層，在面對土層間空隙比較大的軟土層以及濕陷性黃土層時也會用到壓力灌漿法。

但是壓力灌漿法其具有明顯缺點，就是在面對基坑較深的施工情況時，漿液灌入土層中很難達到理想均勻效果導致隔水效應變差，這時就需要配合高壓噴射注漿法或深層攪拌法來彌補壓力灌漿法的缺點。

1.4 射水成墻法分析

射水成墻法基本形式為射水成槽，并且在工程施工時下放方形鋼筋籠并且注入混凝土砂漿。其墻體厚度為255 mm～355 mm，之后形成一種連續性簡易地下墻體。射水成墻法用于基坑較淺并且對于水帷幕出現漏水時情況處理工程基坑深度不大于10 m之內水帷幕隔水施工工程。射水成墻法不適用碎卵石含量較多的土層地下施工工程。

1.5 小徑鉆孔灌注樁法

小徑鉆孔灌注樁法適用于場地狹小，不能使用其他水帷幕形成方法，并且基坑小于6 m的地下施工工程。在用該方法時混凝土圍護樁間隙只能在200 mm～300 mm之間。如果混凝土圍護樁間隙大于這個區間不推薦使用該方法。

2 工程實例

2.1 工程概況

該深基坑工程位于西安互助路十字東南角，因為該工程距離西安興慶湖比較近，導致該工程所在地地下水位偏高，地下水位高達6 m，該工程為全地下4層車庫工程，其深度達12 m，并且距離周邊居民樓很近。所以開展地下工程時需要先降水排水，受周邊居民樓影響太厲害不能降水，所以只能采用水帷幕的隔水施工技術并且要結合基坑降水方法。基坑降水井平面布置圖如圖1所示。

2.2 地質條件

西安興慶湖蓄水滲漏在湖周區形成飽和軟黃土，黃土地區大面積地表蓄水體滲漏導致該地下水位上升，使黃土濕陷性減退，壓縮性增高，地基條件復雜，從而形成大片的飽和軟土區，人為造成工程地質條件施工復雜。本文以西安興慶湖蓄水滲漏在湖周區形成飽和軟黃土層，根據該地質條件，結合水帷幕形成方法，決定使用高壓噴射注漿法實行水帷幕并且采用基坑降水。

2.3 水帷幕形成方法選擇分析

根據該地質條件，結合水帷幕形成方法，決定采用素混凝土樁(部分內插工字鋼)、旋噴樁水帷幕以及旋噴錨索相結合的形式施工并且采用基坑降水。共布置739根支護樁，基坑內設8口降水井，深16 m～19 m，基坑外布置6口觀測井，井深16 m。運用高壓噴射注漿法時準備水泥漿液其壓力應該在10 MPa～20 MPa之間，在該壓力下高壓噴射注漿法既可以切割破壞楔入土層，面對混凝土圍護樁時又可以把其覆蓋的混凝土沖洗干凈，這樣可以為混凝土圍護樁和水泥漿液粘結創造良好的條件，達到對圍護樁縫隙的填蓋效果，隔水效應最大化。

3 基坑施工分析

3.1 基坑施工流程

第一層土方開挖(深2.4 m)，土釘墻施工→素混凝土樁，旋噴樁的施工→監測點布置→四周排水井、排水管道的布置，冠梁施工→一層旋噴錨索施工→二層土方開挖→鋼筋網安裝，噴混凝土→第二、三層旋噴錨索施工→第三、四層土方開挖，鋼筋網安裝，噴混凝土→第四層清底至設計深度→基礎施工→回填換撐、內支撐拆除，施工完畢。

3.2 帷幕隔水效果及加強措施分析

該工程基坑按照設計要求開始施工建設之后，水帷幕的隔水效應達到了所預期的效果。為了防止突發事件削弱水帷幕的隔水效果，我們還有加強措施。

在止水柱后進行注入沙漿補強措施，在基坑墻壁采用鋼筋網覆蓋工程并且噴涂速干混凝土材料。

如果水帷幕墻后面有多余空間的話，我們可以把水帷幕墻后的淺層粉土去除掉(因為該土層在墻體表面覆蓋)把水帷幕后面多余空間用沙袋填滿。并且覆蓋鋼筋網噴涂速干混凝土材料。

在基坑里用編織袋，沙袋，干燥稻草把較大空隙填平，然后覆蓋鋼筋網噴涂速干混凝土材料。

對基坑中塌陷的地面進行回填修復，沒有塌陷的需要噴涂保護材料，再對夯實回填的地面覆蓋鋼筋網噴涂速干混凝土材料。

4 結語

近些年伴隨著國家經濟的發展，城市建設規模不斷擴大，導致城市地面上有限土地資源利用殆盡。所以順應城市發展趨勢，城市地下工程建設施工數量也不斷增加，地下商場，地下安防工程，地下停車車庫數量不斷增加。伴隨地下工程施工難度的不斷增加對于地下排水難度也不斷增加，這時水帷幕的隔水施工技術得到廣泛應用，通過本文我們了解到水帷幕的隔水效應對基坑工程的實際效果及重要性。