淺談深基坑防水工程的注漿加固設(shè)計(jì)與施工的技術(shù)要點(diǎn)

摘要:近期來(lái)，伴隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，各類(lèi)深基坑建筑大幅增加，基坑深度也越來(lái)越深，在某些基坑施工地段，由于地下結(jié)構(gòu)防水工程質(zhì)量相對(duì)較差，受地下水的威脅，坑壁極不穩(wěn)定，無(wú)法進(jìn)行基礎(chǔ)施工，基坑隨時(shí)會(huì)由于基底涌砂、潰決等現(xiàn)象導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生，甚至有可能會(huì)影響到其他基坑施工段的施工安全。本文針對(duì)上述情況，對(duì)于深基坑防水工程的注漿加固設(shè)計(jì)和施工中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞:深基坑 防水工程 注漿加固 設(shè)計(jì) 施工

目前，我們多采用地下連續(xù)墻、抽水降深和注漿加固等方案進(jìn)行基坑防水，其中注漿加固是使用氣壓、液壓或者電化學(xué)原理，向各種巖土體的裂隙或孔隙中注入一些易于固化的漿液，對(duì)地基的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)地基活圍巖的加固、防滲和堵漏。

一、深基坑注漿加固工藝的設(shè)計(jì)

(一)評(píng)價(jià)深基坑基底隔水頂板的穩(wěn)定性

隨著基坑施工的進(jìn)行，開(kāi)挖的深度也逐漸增加，隔水頂板也越來(lái)越薄，頂板在承壓水頭的作用下其穩(wěn)定性越來(lái)越差，一旦基坑底部被沖潰，將會(huì)影響到施工的正常進(jìn)行，甚至?xí)?dǎo)致周邊環(huán)境的惡化。為了保證深基坑施工的安全，需要對(duì)不同的土層進(jìn)行勘察，根據(jù)獲取的物理力學(xué)以及承壓水的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行預(yù)注漿加固方案設(shè)計(jì)。

1、計(jì)算基底的穩(wěn)定性

這里，我們利用水頭壓力平衡式來(lái)對(duì)不透水層基底穩(wěn)定厚度進(jìn)行急速，其基本計(jì)算公式為γ·H0=γ0·h……①

從公式①我們可以知道，基底在滿足下列條件時(shí)，其狀態(tài)是相對(duì)穩(wěn)定的，其基本式為H0=(γ0/γ)·h……②

式中H0表示基底開(kāi)挖后不透水層厚度，其單位為m;γ表示土的重度其單位為kN/ m3;γ0表示水的重度(kN/m3);h表示承壓水頭高于含水層頂板的高度，其單位為m。根據(jù)公式②可以看到，當(dāng)土的天然重度γ介于18～20kN/m3時(shí)，對(duì)于不透水層厚度計(jì)算結(jié)果的評(píng)價(jià)如下:

①H0=(γ0/γ)·h時(shí)，H0=(0.5～0.56)h，基底處于極限平衡狀態(tài)。

②H0>(γ0/γ)·h時(shí)， H0>(0.5～0.56)h，基底處于穩(wěn)定狀態(tài)。

③H0<(γ0/γ)·h時(shí)， H0<(0.5～0.56)h，基底處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

2、注漿加固厚度的計(jì)算

利用公式B≥(h· γ0-H0·γ)/(γ-γ0)……③來(lái)計(jì)算隔水層頂板及其以下一定注漿加固厚度。

將基底至加固底部的高度作為注漿加固處理總厚度H1，H1= H0+b，也就是說(shuō)注漿加固處理總厚度應(yīng)為基坑開(kāi)挖后殘余隔水層厚度H0與隔水層底板以下加固厚度b的總和。有些時(shí)候，含水層并不設(shè)置固定的隔水頂板，此時(shí)，應(yīng)將基底加固厚度H1維持在不少于H0+b。

(二)基坑側(cè)壁垂直帷幕的計(jì)算

1、計(jì)算注漿垂直帷幕的厚度

公式④為注漿垂直厚度參考計(jì)算公式，T=ΔH/I0……④

式中T為帷幕厚度(m);ΔH為帷幕前后的水頭差;I0為帷幕的水力坡降，一般取值10～25(相對(duì)于土層取10)。

2、垂直帷幕的深度

對(duì)于重要工程的基坑采取帷幕注漿時(shí)，側(cè)壁加固深度除應(yīng)滿足基底加固高程外，還應(yīng)滿足插入深基坑底以下不少于5m的要求。

(三)注漿體總量計(jì)算法

該計(jì)算方法的公式為Q=V·n·α·β，式中Q為注漿土體總注漿量，單位為m3;V為注漿土體總體積單位為m3;N為孔隙率;α為漿液損失系數(shù)，取1.15～1.30(注漿面積小時(shí)取大值);β為漿液充填系數(shù)，取0.3～1.0。

二、深基坑防水注漿施工

(一)目前深基坑施工中存在的主要問(wèn)題

1、不能充分認(rèn)識(shí)到施工安全的重要性和緊迫性。在維護(hù)、支撐、止水、挖土四個(gè)深基坑作業(yè)的環(huán)節(jié)中，任意一個(gè)環(huán)節(jié)的疏忽，都會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果，都會(huì)影響到深基坑的穩(wěn)定性 。

2、沒(méi)有健全的安全管理工作體制和監(jiān)管體系，執(zhí)法力度不夠，監(jiān)督效果不佳。在很多深基坑的施工項(xiàng)目中，沒(méi)有設(shè)置專(zhuān)職的安全員，甚至連具有豐富的安全知識(shí)的施工人員都沒(méi)有，這就使深基坑作業(yè)時(shí)的安全隱患不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和排除。

3、安全管理投入過(guò)少。由于深基坑施工工期相對(duì)較短，很多施工方為了節(jié)約成本，往往忽略了對(duì)于安全方面的投入，正是由于投入不足，導(dǎo)致在發(fā)生事故的時(shí)候，往往會(huì)措手不及。

(二)施工機(jī)械

1、機(jī)械設(shè)備

深基坑防水施工的主要機(jī)械包括:振動(dòng)設(shè)備、導(dǎo)向架、振動(dòng)錘、移動(dòng)軌道。

注漿設(shè)備

注漿泵、制漿儲(chǔ)備設(shè)備。

3、注漿管路直徑

25～42mm。

4、花管結(jié)構(gòu)

在打入管的前端設(shè)置長(zhǎng)1m的注漿花管，花管上有3排直徑為3～4mm的孔眼，花管外套橡皮圈，頂端為錐頭。

(三)注漿工作流程

平整場(chǎng)地輔軌排→架設(shè)沉管機(jī)→接輸漿管→沉管至注漿段→開(kāi)泵注漿→再沉拔管至注漿段→全孔注漿完畢→移動(dòng)至新孔。

(四)注漿工藝及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

1、注漿工藝及方法

(1)打入孔注漿的施工順序?yàn)椤跋韧夂髢?nèi)，先邊緣后中心”，施工過(guò)程中應(yīng)堅(jiān)持隔排跳孔。

(2)根據(jù)需求和地質(zhì)條件，可以選擇由上至下活由下至上打入孔注漿，一般來(lái)說(shuō)采用由上至下注漿。

(3)分段注漿長(zhǎng)度為1m，誤差不宜超過(guò)10%，即10cm。

2、注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

注漿施工每延米注漿段平均進(jìn)漿速度10～20L/min，以注漿管路=32～35mm為例，注漿達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí)，即可結(jié)束注漿。

(1)當(dāng)泵壓已達(dá)4MPa，而吸漿量≤1.0L/min時(shí)。

(2)注漿量控制標(biāo)準(zhǔn)，每延米注漿達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(3)注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)冒漿應(yīng)立即暫停注漿，并對(duì)冒漿點(diǎn)進(jìn)行封堵后，繼續(xù)注漿。所采取方法可以減少壓力或加稠漿液，以至采用雙液控制。當(dāng)采取上述措施冒漿仍然不止時(shí)，可以停止注漿，但相鄰孔應(yīng)實(shí)施“補(bǔ)償”措施。

(五)注漿工程質(zhì)量檢查

作為一種隱蔽工程，注漿工程的質(zhì)量檢查宜采用下列方法進(jìn)行。

1、分析施工資料成果。

2、比較原位測(cè)試(靜力觸探、動(dòng)力觸探)成果，以及注漿前后觸探(或十字板剪切)的力學(xué)指標(biāo)。

3、標(biāo)貫法。比較注漿前后的鉆探實(shí)測(cè)標(biāo)貫值。

4、物探成果的比較。利用電法、面波檢查注漿前后曲線變化。

5、鉆孔驗(yàn)證。利用鉆孔注水試驗(yàn)(壓水試驗(yàn))對(duì)比注漿前后單位長(zhǎng)度吸水量。工程鉆孔取芯檢查，比較注漿前后土層的物理及力學(xué)指標(biāo)。

三、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)，深基坑作業(yè)技術(shù)發(fā)展速度很快，但是對(duì)應(yīng)的深基坑防水技術(shù)相對(duì)落后，隨著大面積開(kāi)發(fā)，深基坑作業(yè)的要求越來(lái)越高，如何有針對(duì)性的確立防水技術(shù)，是深基坑作業(yè)面的主要課題，只有解決好這個(gè)課題，才能保證深基坑作業(yè)的正常進(jìn)行。

參考文獻(xiàn):

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