建筑基坑止水帷幕方案設(shè)計與施工技術(shù)

劉兆慧

(中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司，山西太原 030024)

1 工程概況

山西通信信息技術(shù)研發(fā)綜合樓工程位于太原市高新技術(shù)通信信息園區(qū)通信五號地塊，該場地位于通信信息園區(qū)中心廣場西側(cè)，場地為不規(guī)則的扇形平面，東西寬86 m，南北長56 m～115 m，用地面積11333.22 m2，場地東為體育西一巷，西為體育西二巷，南臨南中環(huán)街。本工程建筑面積37000 m2，建筑結(jié)構(gòu)為框架—核心筒結(jié)構(gòu)，總高71.2 m。建設(shè)單位為山西省通信公司，設(shè)計單位為山西省建筑設(shè)計研究院，監(jiān)理單位為北京煜金橋通信監(jiān)理咨詢有限責任公司。該工程基坑深度為10.6 m，基坑?xùn)|、西、南側(cè)50 m范圍內(nèi)無永久性建筑，基坑北側(cè)4 m原為在建4層建筑物。建設(shè)單位要求施工單位按止水帷幕方案設(shè)計與施工。

2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

該場地地基土主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4)及上更新統(tǒng)(Q3)沖洪積相沉積物。地下水類型屬孔隙潛水，地下水位埋深介于地表以下4.2 m～4.8 m，地下水主要靠汾河河水及大氣降水進行補給。

3 基坑止水設(shè)計依據(jù)及特點分析

山西通信信息技術(shù)研發(fā)綜合樓北側(cè)距在建的科泰生產(chǎn)樓最窄處僅有4 m，據(jù)現(xiàn)場實際情況基坑?xùn)|、西、南側(cè)較為寬闊，北側(cè)是止水設(shè)計考慮的重點。為保證基坑北邊穩(wěn)定性和建筑物安全，防止不均勻沉降和過大沉降，而且地下水位較高，基坑開挖嚴防帷幕漏水、管涌現(xiàn)象;同時還要保證周圍建筑物不產(chǎn)生有害沉降，工期緊且造價要低。設(shè)置止水帷幕，確?；A(chǔ)施工降水期間臨近建筑物不產(chǎn)生附加沉降，且止水帷幕施工安全可靠，技術(shù)可行。

4 止水帷幕的方案設(shè)計

由于場地北邊緊靠在建工程，且施工作業(yè)面較小，分析常規(guī)止水結(jié)構(gòu)類型并結(jié)合場地的實情，止水帷幕采用擺噴樁結(jié)合支護樁間高壓旋噴樁，旋噴樁采用單管法，擺噴樁采用三重管法，該工程采用高壓噴射注漿法從施工可行性及技術(shù)可行性分析，都比較合適。

5 高壓噴射注漿法施工程序和施工要點

1)鉆機就位:施工前先進行場地平整，挖好排漿溝，繪制出樁位圖，確定樁位的位置。將鉆機的鉆桿頭對準樁位，為了保證旋噴樁的垂直度，要做鉆機水平校正，其傾斜度不大于1.5%。

2)成孔:采用地質(zhì)鉆機鉆孔至設(shè)計深度，鉆成直徑100 mm～200 mm的孔，鉆孔位置與設(shè)計位置的偏差不得大于50 mm。

3)插管:旋噴樁采用單管法施工，同時完成鉆孔和插孔作業(yè);鉆孔后，拔出巖芯管插入噴射注漿管，在插管過程中，為了預(yù)防泥砂堵塞噴嘴，應(yīng)該邊射水邊插管，同時控制水壓力不大于1 MPa，壓力過高容易發(fā)生孔壁坍塌事故。

4)旋噴注漿:噴漿前，先開動高壓水、氣，觀察孔口冒水冒氣是否順暢，以保證水頭和保證被水、氣切削下來的部分土粒能順利排出。當噴射注漿管插入預(yù)定深度后，由下而上進行噴射注漿，如發(fā)現(xiàn)漿液噴射不足，影響樁體的設(shè)計直徑時，進行復(fù)噴，有關(guān)參數(shù)見表1。施工人員要對漿液初凝時間、注漿流量、風量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升角度等做好記錄。

表1 高壓噴射注漿技術(shù)參數(shù)

5)沖洗:注漿完畢后，泥漿泵和高壓泵應(yīng)用清水沖洗，各管路內(nèi)不得有殘余漿液和其他雜物。三重管拆下后要用清水沖洗，泥漿泵停止運轉(zhuǎn)后，拆洗缸室和三通閥。損壞的部件要及時修理和更換，運轉(zhuǎn)部分要涂抹黃油以利潤滑和防銹。

6)機具移動:移動鉆機到新孔位。

6 質(zhì)量控制

1)根據(jù)所需的噴漿量和設(shè)計的水灰比，確定出水泥使用數(shù)量。2)保證漿液水灰比1∶1，漿液攪拌后4 h內(nèi)用完，選用水泥應(yīng)經(jīng)試驗及過篩，細度在4900孔/cm2的標準篩上篩余量不大于15%以保證漿液的可噴性、穩(wěn)定性。如漿液中帶有氣泡應(yīng)選擇合適外加劑，確保固結(jié)體的抗?jié)B性能。3)鉆桿的提升和旋轉(zhuǎn)應(yīng)連續(xù)不中斷，拆卸鉆桿時，要控制鉆桿的搭接長度在0.1 m以上，避免樁體脫節(jié)。當機械中途發(fā)生故障時，要馬上停止提升鉆桿和旋噴工作，檢查排除機械故障，防止樁體中斷。4)要檢查水泥的出場證明、合格證、試驗報告，水泥品種及標號為32.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿、水灰比以及外摻劑要符合設(shè)計要求。5)成樁深度、直徑、擺噴角度、整體性、樁體強度以及物理力學(xué)性能符合設(shè)計要求。通過選取噴射后期的冒漿做成試塊，檢查樁體均勻性;通過鉆孔注水試驗，檢查其滲透性。6)施工中易出現(xiàn)冒漿，屬常規(guī)現(xiàn)象，若冒漿量大于注漿量的20%或完全不冒漿則為反常，盡快查明原因，及時采取相應(yīng)措施。a.冒漿量大，是由于有效噴射范圍與注漿量不一致，采取的措施是提高噴射壓力、噴嘴直徑縮小、提升和旋轉(zhuǎn)速度加大，減少冒漿量。b.地層中當空隙較大時，產(chǎn)生的現(xiàn)象是不冒漿，這時應(yīng)加入適量速凝劑，縮短水泥漿凝固時間，確保水泥漿液在一定范圍內(nèi)快速凝固。7)高壓噴射注漿法所有機械在平面上的布置應(yīng)配合緊湊，其中有一環(huán)節(jié)發(fā)生故障就會影響全部工作。故機械設(shè)備的組織管理、機械檢修和備件儲備十分重要。

7 安全控制

1)高壓噴射注漿是在高壓下進行，存在一定危險性，應(yīng)注意高壓液體和壓縮空氣管路耐久性，高壓膠管不能超過壓力范圍使用，屈彎時應(yīng)小于規(guī)定的彎曲半徑，以防高壓膠管破裂，導(dǎo)致漿液飛濺;管道的連接件要安全可靠，防止接頭斷開，軟管甩出傷人等安全事故發(fā)生。2)高壓泥漿泵要定期全面檢查和清洗，防止泵體殘渣和鐵屑存在，各封閉圈要完整無泄露，安全閥中的安全銷要進行試壓檢查，確保能在額定最高壓力時斷銷卸壓，壓力表也要定期檢查，保證正常使用。

8 效果分析

1)止水帷幕質(zhì)量檢測:基坑開挖后，止水帷幕墻面垂直整齊、墻面無滲漏，局部只有濕痕，沒有明顯的貫通裂縫，基坑底部沒有滲漏，沒有發(fā)生隆起現(xiàn)象，止水帷幕質(zhì)量較好。

2)降水質(zhì)量檢驗:施工時在基坑內(nèi)側(cè)、外側(cè)均布置了4眼觀察井，基坑北側(cè)布設(shè)了4眼回灌井。深井降水時，通過觀察井觀察水位變化，開挖前每天每4 h觀察一次;回灌井觀察水位在開挖前后變化超過1 m時必須回灌。由觀察數(shù)據(jù)知，水位均無太大變化，達到了高壓噴射注漿法在本工程中應(yīng)用的目的。

9 結(jié)語

根據(jù)工程地質(zhì)和水文條件分析，進行了止水帷幕的方案設(shè)計，用高壓噴射注漿法施工程序和施工要點，進行嚴格控制施工。確?；訃o體系中安全和止水帷幕的施工質(zhì)量，是決定圍護結(jié)構(gòu)安全的重要因素。該工程基坑北側(cè)采用高壓噴射注漿法進行止水，實踐證明，這種方法對于在基坑周邊作業(yè)面小、基坑深度大、地下水位高的情況下，是極其適用的一種止水帷幕方法。在本工程中，高壓噴射注漿止水帷幕方案設(shè)計與施工技術(shù)安全可靠，沒有發(fā)生周邊建筑物沉降，受到山西省通信公司和北京煜金橋通信監(jiān)理咨詢有限責任公司的高度評價。