高壓旋噴樁在深基坑防滲止水中的應(yīng)用

石凱 杜博玉

摘? 要：在水利工程建設(shè)中，基坑屬于臨時(shí)性工程，作用是提供一個(gè)施工空間，其基坑的防滲既是工程的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，高壓旋噴樁防滲圍封方案，施工方便，適應(yīng)性好，具有良好的防滲效果。本文以東江水源工程西枝江泵站取水口改造工程為例，該工程建基面所處的地層為中粗砂層，屬?gòu)?qiáng)透水層，工程利用高壓旋噴樁進(jìn)行防滲止水，有效地解決了施工難題。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁? 深基坑? 基坑圍封? 具體應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2021）07（b）-0018-03

Application of High Pressure Rotational Jetting Pile in Water Seepage Prevention of Deep Foundation Pit

SHI Kai1? DU Boyu2

（1.Huizhou Branch， Shenzhen Guanghuiyuan Environmental Water Co.， Ltd.， Huizhou， Guangdong Province， 516000 China; 2.Shenzhen Guanghuiyuan Environmental Water Co.， Ltd.， Shenzhen，

Guangdong Province， 518000 China）

Abstract： In the construction of water conservancy projects， the foundation pit is a temporary project， which is used to provide a construction space. The anti-seepage of the foundation pit is not only the focus but also the difficulty of the project. The anti-seepage enclosure scheme of high-pressure jet grouting pile has the advantages of convenient construction， good adaptability and good anti-seepage effect. Taking the water intake reconstruction project of Xizhijiang Pump Station of Dongjiang water source project as an example， the formation of the foundation surface of the project is medium coarse sand layer， which belongs to strong permeable layer. The project uses high-pressure jetting pile for anti-seepage and water stop， which effectively solves the construction problem.

Key Words： High pressure rotational jetting pile; Deep foundation pit; Foundation pit enclosure; Specific application

1? 工程概況

西枝江泵站位于惠州市惠城區(qū)馬安鎮(zhèn)西枝江左岸老二山處永良圍堤內(nèi)，泵站取水口位于外江灘地，西枝江取水口是深圳市東江水源工程的2個(gè)取水口之一，將西枝江水通過(guò)引水管涵、前池、水泵加壓后直接匯入已建成的東江水源工程輸水箱涵。

2008年惠州東江水利樞紐建成后，使西枝江泵站取水口處水位雍高，造成泵站前池至取水口段管道只能要進(jìn)行潛摸檢修，無(wú)法進(jìn)行常規(guī)檢修和清淤27年，存在運(yùn)行安全隱患，西枝江沼蛤生長(zhǎng)情況一直比較嚴(yán)重，輸水構(gòu)筑物內(nèi)沼蛤大量生長(zhǎng)、死亡，影響水質(zhì);并且沼蛤生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致過(guò)水?dāng)嗝婷娣e減小，糙率增加，輸水效率降低，對(duì)工程供水造成影響。

工程考慮設(shè)置檢修閘及治蛤沉沙池，以保證檢修和清淤工作的正常進(jìn)行，確保工程安全，并減輕東江水源工程所存在的沼蛤污損[1]。

2? 基坑設(shè)計(jì)

受惠州水利樞紐的影響，西枝江水位常年維持在10.60～10.89m。而治蛤沉沙池建基面高程為3.71m，基坑深度為7.25m，基坑外水頭達(dá)7.18m。而建基面所處的地層為中粗砂層，屬?gòu)?qiáng)透水層，并與西枝江連通。在主體項(xiàng)目施工前必須完成基坑圍封，盡量縮減水下工程部分施工時(shí)間，以免影響東江水源工程的正常運(yùn)行[2]。

3? 方案對(duì)比

本工程改造結(jié)合現(xiàn)狀地形條件、土層性質(zhì)和施工條件等條件，對(duì)基坑圍封方案進(jìn)行以下比選。方案一：采用旋噴樁圍封。方案二：采用鋼板樁圍封。方案三：采用鉆孔灌注樁圍封[3]。

3.1 旋噴樁方案

高壓旋噴樁，是以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體[4]，主要適用于以下情況。

（1）高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。

（2）當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅(jiān)硬黏性土、含大量植物根莖或有過(guò)多的有機(jī)質(zhì)時(shí)，對(duì)淤泥、泥炭土及已有建筑物的濕陷性黃土地基的加固，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度。

（3）高壓噴射注漿法，對(duì)基巖和碎石土中的卵石、塊石、漂石呈骨架結(jié)構(gòu)的地層，地下水流速過(guò)大和已涌水的地基工程，地下水具有侵蝕性，應(yīng)慎重使用。

（4）高壓噴射注漿法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固處理、深基坑止水帷幕、邊坡?lián)跬粱驌跛⒒拥撞考庸獭⒎乐构苡颗c隆起、地下大口徑管道圍封與加固、地鐵工程的土層加固或防水、水庫(kù)大壩、海堤、江河堤防、壩體壩基防滲加固、構(gòu)筑地下水庫(kù)截滲壩等工程[5]。

由于基坑所處的建基面在中粗沙層，坡比采用1：2.25放坡形式，建基面長(zhǎng)44.5m、寬19m，基坑深約7.25m，基底高程為3.71m，基坑周長(zhǎng)260m，基坑面積為4850m2，預(yù)留24m放坡距離，在開挖線外1m設(shè)置一排高壓旋噴，在有管道的位置多布置一排高壓旋噴，且打穿現(xiàn)有兩條直徑2m的PCP管道，旋噴樁共300根，樁長(zhǎng)18m，單價(jià)為740元/m，共400萬(wàn)元。

根據(jù)《水利水電高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》（JGJ 120-2012），鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差不得超過(guò)50mm，鉆孔偏斜率不應(yīng)超過(guò)1%。本次樁長(zhǎng)18m，按規(guī)范要求最大偏差為46cm。

（5）旋噴樁樁徑比選：

單排旋噴樁，樁徑為0.8m，間距為0.6m，搭接長(zhǎng)度為0.53m，單價(jià)取663元/m，旋噴樁共500根，共約600萬(wàn)元;

單排旋噴樁，樁徑為1m，間距為0.8m，搭接長(zhǎng)度為0.6m，單價(jià)約取708元/m，旋噴樁共375根，共約500萬(wàn)元;

單排旋噴樁，樁徑為1.2m，間距為1m，搭接長(zhǎng)度為0.67m，單價(jià)取740元/m，旋噴樁共300根，共約400萬(wàn)元;

雙排旋噴樁，樁徑為0.6m，間距為0.4m，搭接長(zhǎng)度為0.85m，排距0.4m，單價(jià)取570元/m。旋噴樁共600根，共約600萬(wàn)元。

考慮樁間搭接厚度及投資，使用樁徑1.2m單排旋噴樁。

3.2 鋼板樁方案

鋼板樁方案布置與旋噴樁方案布置一致，鋼板樁施工速度快，由于樁長(zhǎng)長(zhǎng)達(dá)18m，且下樁時(shí)受土層巖石影響大，鎖口接合部分施工難度大、管道部分無(wú)法直接下樁。基坑排水量大，容易影響基坑安全[6]。鋼板樁共600根，樁長(zhǎng)18m，重0.105t/m，單價(jià)為1500元/t，共170萬(wàn)元。

3.3 鉆孔灌注樁方案

考慮每側(cè)預(yù)留2m的施工位置，基坑長(zhǎng)47.5m，寬21.5m。考慮樁懸臂高度為7.25m，樁長(zhǎng)按入中風(fēng)化1m，長(zhǎng)18m，根據(jù)受力條件計(jì)算，樁徑采用1m，樁距為1.3m，樁間設(shè)直徑0.6m的旋噴樁，以保證基坑干水作業(yè)。此方案土方開挖約7677m3，鉆孔灌注樁107根，樁長(zhǎng)18m，單價(jià)為1670元/m，總投資約470萬(wàn)元。

方案比選表如表1所示。

考慮本工程基坑深度較大（深度7.25m），基坑外水位受西枝江水位影響，且基坑圍封是影響工程實(shí)施和東江水源工程運(yùn)行的關(guān)鍵工序。綜合考慮投資、施工難度和基坑安全的重要性，推薦選用方案一：在基坑外采用大樁徑單排旋噴樁進(jìn)行圍封止水。

3.4 方案穩(wěn)定復(fù)核

對(duì)已選定的推薦方案，即方案一采用旋噴樁圍封進(jìn)行基坑邊坡穩(wěn)定復(fù)核，本工程基坑開挖深度為7.25m，其開挖土層為素填土層，粉質(zhì)粘土層和中粗砂層，地下水位為10.73m，其透水性及富水性均較強(qiáng)，基坑采用在開挖線外設(shè)置旋噴樁進(jìn)行防滲處理，基坑形式采用1∶2.25放坡開挖，基底高程為3.71m，結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)坐落在中粗砂層中，由砂和粗砂組成，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為140kPa，土質(zhì)條件較好，可直接用作基礎(chǔ)持力層。根據(jù)勘察成果，綜合分析，各巖、土層承載力特征值及壓縮模量值如表2所示。

計(jì)算方法：按照《水利水電邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 386-2007） 中相關(guān)規(guī)定，并借助Autobank 7.07軟件進(jìn)行穩(wěn)定分析，計(jì)算得抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1所示。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)計(jì)算選用上述旋噴樁圍封，打入深度進(jìn)入相對(duì)不透水層，在配合放坡處理，使開挖達(dá)到預(yù)期的效果，在工程開挖深基坑中，尤其是地下水位較高，且開挖地層具有很強(qiáng)的透水性時(shí)，基坑圍封是影響工程實(shí)施和工程進(jìn)度的關(guān)鍵工序，本文論述了與其他圍封措施相比，旋噴樁具有良好的防滲止水效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬駿.多頭攪拌樁結(jié)合高壓旋噴樁施工技術(shù)在深基坑防滲帷幕中的應(yīng)用[J].水運(yùn)工程，2016（6）：183-186.

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[3] 陳勇，羅志浩，屈坤玉，等.高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼在基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J].建筑施工，2021（7）：1193-1195.

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