加強(qiáng)排澇站深基坑防滲圍封設(shè)計(jì)研究

周廣平

（湖北省武穴市水利局　湖北　武穴　435400）

加強(qiáng)排澇站深基坑防滲圍封設(shè)計(jì)研究

周廣平

（湖北省武穴市水利局湖北武穴435400）

我國(guó)是洪澇災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，為了預(yù)防洪澇災(zāi)害帶來(lái)的損失，我國(guó)在最近的幾十年里相繼修建了大量的排澇站。在排澇站建設(shè)施工的過(guò)程中我們也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，排澇站修建地區(qū)的地下滲水量往往較大，因此在深基坑開(kāi)挖過(guò)程中的滲水問(wèn)題比較嚴(yán)重。本文主要對(duì)排澇站在深基坑開(kāi)挖過(guò)程中面對(duì)強(qiáng)滲水問(wèn)題時(shí)所采用的各種防滲措施進(jìn)行研究。

排澇站；深基坑；防滲圍封

引言

排澇站在防洪排澇方面發(fā)揮了重要作用，大大降低了洪澇災(zāi)害給人民生活帶來(lái)的損失。現(xiàn)在建設(shè)的排澇站大中型較多，基坑開(kāi)挖較深，而建設(shè)地區(qū)的地下水位往往較高，出水量較大，對(duì)深基坑開(kāi)挖造成很大的影響，在排澇站建設(shè)中防滲圍封的建設(shè)效果將直接影響基坑開(kāi)挖的成敗。因此，在防滲圍封的設(shè)計(jì)與施工中必須充分考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并參考以往施工經(jīng)驗(yàn)，關(guān)鍵時(shí)刻可以進(jìn)行試驗(yàn)后在確定施工方案，以達(dá)到安全、高效和節(jié)約費(fèi)用的目標(biāo)。

1　排澇站中防滲圍封的使用

排澇站的建設(shè)區(qū)域往往離水源較近，有地下水位高出水量大的特點(diǎn)，在深基坑開(kāi)挖時(shí)面臨的首要問(wèn)題就是基坑的側(cè)壁漏水，所以必須要做好防滲工作，在此情況下采用降水法十分困難且效果并不理想，因此設(shè)置防滲圍封來(lái)防止地下水的滲漏是必然之勢(shì)。防滲圍封又被稱(chēng)作截水帷幕。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120），截水帷幕的定義為：用以阻隔或減少地下水通過(guò)基坑側(cè)壁與坑底流入基坑和防止基坑外地下水位下降的幕墻。在設(shè)置防滲圍封時(shí)一般要根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及施工條件等確定。可選用水泥土攪拌樁帷幕、高壓旋噴或擺噴注漿帷幕、攪拌-噴射注漿帷幕、地下連續(xù)墻或咬合式排樁。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用排樁時(shí)，可采用高壓噴射注漿與排樁相互咬合的組合帷幕。對(duì)碎石土、雜填土、泥炭質(zhì)土或地下水流速較大時(shí)，宜通過(guò)試驗(yàn)確定高壓噴射注漿帷幕的適用性。針對(duì)不同的地質(zhì)水文條件選擇不同防滲方案，以達(dá)到高效且節(jié)約成本的目標(biāo)。

2　常用防滲工藝

目前國(guó)內(nèi)外常用的防滲工藝有地下連續(xù)墻、水泥土深層攪拌法圍封、高壓噴射注漿圍封等。不同的防滲工藝有不同的效果，存在不同的優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇防滲方案時(shí)要充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，并考慮經(jīng)濟(jì)性和安全性的需求，選擇合適的防滲工藝。

2.1地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻的施工工藝是由泥漿和水下澆注混凝土的方法延伸發(fā)展而來(lái)，其施工過(guò)程為先做導(dǎo)墻保護(hù)基槽的開(kāi)挖，然后利用制備好的泥漿進(jìn)行護(hù)壁并按照設(shè)計(jì)方案開(kāi)挖基槽，基槽開(kāi)挖完成后吊放鋼筋籠，利用導(dǎo)管法注入混凝土置換出護(hù)壁泥漿，一段鋼筋混凝土墻制作完成，然后分段連續(xù)施工形成連續(xù)墻體。地下連續(xù)墻的適用范圍很廣，可運(yùn)用于多種地基條件，并且具有工期短、噪音低、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，隨著施工工藝的不斷進(jìn)步防滲性能也在不斷加強(qiáng)，綜合經(jīng)濟(jì)效益高。地下連續(xù)墻用做防滲圍封時(shí)接頭處的施工必須得到注意，如果施工方法不當(dāng)可能會(huì)出現(xiàn)相鄰墻段不能對(duì)齊或滲水的現(xiàn)象，而且地下連續(xù)墻的施工會(huì)受到地質(zhì)因素的影響，在一些特殊地質(zhì)條件下施工難度很大。綜合上面所述的優(yōu)缺點(diǎn)，地下連續(xù)墻在合適的地質(zhì)條件下的適用性很高，防滲效果也能得到較好的保證，在施工中也有很廣泛的應(yīng)用。

2.2水泥土深層攪拌法

水泥土深層攪拌法圍封主要適用于軟性地基，是一種軟性土地基加固方法。水泥土深層攪拌法主要是利用水泥等具有固化作用的材料，借用專(zhuān)門(mén)的深層攪拌機(jī)械進(jìn)行正循環(huán)鉆孔，待鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后再利用機(jī)械在地基深處將軟性土與水泥等固化材料進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，一個(gè)樁位完成后移動(dòng)機(jī)械進(jìn)行下一樁位施工，最后樁與樁互相咬合組成水泥攪拌樁擋墻已達(dá)到防滲作用。其作用原理是利用水泥的水解化反應(yīng)，與軟土結(jié)合形成具有一定強(qiáng)度的樁體。水泥土攪拌法分為水泥漿攪拌法和粉體噴射攪拌法，而在深基坑中更為適用的是水泥漿攪拌法。

對(duì)比與其他幾種防滲工藝，水泥土深層攪拌法圍封工藝的造價(jià)最低，因?yàn)樗鼘?duì)鋼材沒(méi)有需求，而且可以就地取材。在施工時(shí)產(chǎn)生的噪音少，且施工速度較快，可以節(jié)省工期。但它對(duì)地基土性有一定的要求，在亂石較多或土質(zhì)復(fù)雜時(shí)施工很難進(jìn)行；我國(guó)較常用的攪拌樁樁徑較小再加上樁身不規(guī)則的特性，在相互咬合形成水泥攪拌樁擋墻的過(guò)程中很難保證各個(gè)樁柱間都能緊密結(jié)合，若產(chǎn)生縫隙就會(huì)是是防滲效果大打折扣。這種工藝看似簡(jiǎn)單，但在實(shí)際施工時(shí)卻較為復(fù)雜，可能產(chǎn)生問(wèn)題的環(huán)節(jié)較多，稍有差錯(cuò)就會(huì)使圍封的防滲性能達(dá)不到要求。在很多實(shí)際工程中這種猜測(cè)也得到了證實(shí)，在我們的觀測(cè)中采用此種防滲工藝發(fā)生滲水事故的概率比其他方法要大很多，這也使得此種工藝在實(shí)際運(yùn)用中得到了一定的限制。

2.3高壓噴射注漿

高壓噴射注漿防滲工藝的發(fā)展極為迅速。它是結(jié)合高壓水射流切割技術(shù)與化學(xué)注漿法形成的新型灌漿技術(shù)。在進(jìn)行高壓噴射注漿前先用鉆孔機(jī)械對(duì)施工處土層進(jìn)行鉆孔，利用鉆孔設(shè)備將帶有噴嘴的灌漿管插入土層安置在合適位置，接下來(lái)的過(guò)程是利用加壓設(shè)備對(duì)管內(nèi)漿體進(jìn)行加壓，使之產(chǎn)生20～40MPa的超高壓噴漿，高壓漿體帶來(lái)的巨大離心力、沖擊力不斷作用在土層上，使土體結(jié)構(gòu)不斷破壞。脫離土層的土粒在離心力作用下與漿體攪合在一起形成比例合適的漿土混合體，多余的土粒則隨著漿液排除地面，漿土混合體在土層逐漸凝結(jié)形成一定形狀的固結(jié)體。高壓噴射注漿根據(jù)噴射方向的不同可分為定噴、擺噴和旋噴三種類(lèi)型。如果在噴嘴提升的過(guò)程中噴射方向保持不變，這種噴射方式稱(chēng)為定噴，定噴形成固結(jié)體呈現(xiàn)板狀；若噴嘴一邊提升一邊做鐘擺式運(yùn)動(dòng)則稱(chēng)之為擺噴，擺噴形成的固結(jié)體的形狀類(lèi)似于啞鈴；在噴嘴提升過(guò)程中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴射的方式稱(chēng)為旋噴，旋噴產(chǎn)生的固結(jié)體為圓柱狀。

實(shí)驗(yàn)證明，高壓噴射注漿技術(shù)的適用范圍非常廣，幾乎在所有地層中都能施工，利用高壓噴射注漿工藝形成的防滲圍封的封閉性?xún)?yōu)良，漿體固結(jié)后擁有極佳的防滲性能。高壓噴射注漿技術(shù)操作很方便，且原材料價(jià)格低廉，所能達(dá)到的效果又讓人十分滿意，所以這種圍封技術(shù)在實(shí)踐中往往是首選方案，成為應(yīng)用最廣泛的防滲圍封技術(shù)。在排澇站深基坑防滲工程中應(yīng)用較多的是定噴與擺噴，其中定噴的費(fèi)用較低，具體的選擇要根據(jù)工程實(shí)際土質(zhì)及滲水程度做決定，必要時(shí)要進(jìn)行試驗(yàn)。

3　防滲圍封結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)建設(shè)方式的不同，防滲圍封一般可分為落地式防滲圍封、懸掛式防滲圍封和五面止水式防滲圍封。落地式防滲圍封與懸掛式防滲圍封主要對(duì)結(jié)構(gòu)的豎向進(jìn)行處理，進(jìn)行各種防滲措施，圍封的下部一般會(huì)嵌入到相對(duì)不滲水的地層中，這兩種形式的經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較高；而五面止水式防滲圍封除了對(duì)結(jié)構(gòu)四周進(jìn)行防滲措施外，又在某一深度處利用旋噴設(shè)備進(jìn)行水平封底，使其達(dá)到完全切斷地基透水層的目的，這種形式的防滲圍封效果更可靠，也更為安全。在選擇防滲圍封結(jié)構(gòu)形式時(shí)要做到切實(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性，制定最佳方案以達(dá)到最理想的目標(biāo)。

4　結(jié)語(yǔ)

排澇站在排澇防洪方面取得的優(yōu)良效果使其建設(shè)速度得到了加快，由于排澇站建設(shè)地區(qū)往往地下水位較高且地下滲水量較大，所以在建設(shè)時(shí)防滲圍封的設(shè)計(jì)是不可忽視的重點(diǎn)問(wèn)題，防滲圍封設(shè)置的效果會(huì)直接決定深基坑開(kāi)挖的成敗，所以我們一定要在設(shè)計(jì)階段作出最佳選擇。每種形式的防滲圍封都有自己的特點(diǎn)和適用條件，在設(shè)計(jì)前認(rèn)真勘察現(xiàn)場(chǎng)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際情況選擇最為合適的防滲工藝和結(jié)構(gòu)形式，達(dá)到最合適的防滲效果和理想的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]朱益斌.探討深基坑防滲加固技術(shù)[J].城市建設(shè)，2010（2）：320～321.

[2]溫德源.泉州市浦西排澇泵站深基坑圍護(hù)施工技術(shù)[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2009（5）：458～461.

[3]肖啟揚(yáng).《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）.福建建筑科技，2007（2）.

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2015-4-20