水帷幕的隔水效應(yīng)分析

周 奕

(西安市房地產(chǎn)經(jīng)營(yíng)一公司，陜西 西安 710001)

0 引言

近些年伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致城市地面上有限土地資源利用殆盡。所以順應(yīng)城市發(fā)展趨勢(shì)，城市地下工程建設(shè)施工數(shù)量也不斷增加，地下商場(chǎng)，地下安防工程，地下停車車庫(kù)數(shù)量不斷增加。伴隨地下工程施工難度的不斷增加對(duì)于地下排水難度也不斷增加，這時(shí)水帷幕的隔水施工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，本文所提到的工程就運(yùn)用到水帷幕的隔水施工技術(shù)。該深基坑工程位于西安互助路十字東南角，因?yàn)樵摴こ叹嚯x西安興慶湖比較近，導(dǎo)致該工程所在地地下水位偏高，地下水位高達(dá)6 m，該工程為全地下4層車庫(kù)工程，其深度達(dá)12 m，并且距離周邊居民樓很近。所以開(kāi)展地下工程時(shí)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(shù)并且要結(jié)合基坑降水方法。本文就是通過(guò)實(shí)例分析得出水帷幕的隔水效應(yīng)形成條件，為國(guó)內(nèi)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(shí)，運(yùn)用到水帷幕的隔水施工技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際工程情況來(lái)施工。因面對(duì)實(shí)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(shè)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(duì)多種地質(zhì)條件土層同樣適用,如粘土層、軟土層、黃土堆積層、細(xì)砂質(zhì)類土層、粉土層都具有良好的隔水效應(yīng)。但是高壓噴射注漿法也有其局限性，就是面對(duì)土層中含有大量腐殖土或者含有大而粗的砂質(zhì)類土層如卵礫石層時(shí)隔水效應(yīng)就會(huì)變差。運(yùn)用高壓噴射注漿法時(shí)準(zhǔn)備水泥漿液其壓力應(yīng)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(duì)混凝土圍護(hù)樁時(shí)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(hù)樁和水泥漿液粘結(jié)創(chuàng)造良好的條件，達(dá)到對(duì)圍護(hù)樁縫隙的填蓋效果，隔水效應(yīng)最大化。

根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)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(duì)樁位進(jìn)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(duì)于這個(gè)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(zhì)條件土層為軟粘土層和粉質(zhì)粘土層，并且對(duì)土層中含有高嶺石等粘土礦物的土層，其隔水效應(yīng)最佳。對(duì)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(yīng)不明顯。深層攪拌法也可以用在細(xì)砂質(zhì)類土層、粉土層施工中，但是其對(duì)含有大而粗的砂質(zhì)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(qiáng)的地質(zhì)土層，如砂質(zhì)土層和卵礫石層，在面對(duì)土層間空隙比較大的軟土層以及濕陷性黃土層時(shí)也會(huì)用到壓力灌漿法。

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

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(shí)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(xù)性簡(jiǎn)易地下墻體。射水成墻法用于基坑較淺并且對(duì)于水帷幕出現(xiàn)漏水時(shí)情況處理工程基坑深度不大于10 m之內(nèi)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(chǎng)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(shí)混凝土圍護(hù)樁間隙只能在200 mm～300 mm之間。如果混凝土圍護(hù)樁間隙大于這個(gè)區(qū)間不推薦使用該方法。

2 工程實(shí)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?yàn)樵摴こ叹嚯x西安興慶湖比較近，導(dǎo)致該工程所在地地下水位偏高，地下水位高達(dá)6 m，該工程為全地下4層車庫(kù)工程，其深度達(dá)12 m，并且距離周邊居民樓很近。所以開(kāi)展地下工程時(shí)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(shù)并且要結(jié)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(zhì)條件

西安興慶湖蓄水滲漏在湖周區(qū)形成飽和軟黃土，黃土地區(qū)大面積地表蓄水體滲漏導(dǎo)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(fù)雜，從而形成大片的飽和軟土區(qū)，人為造成工程地質(zhì)條件施工復(fù)雜。本文以西安興慶湖蓄水滲漏在湖周區(qū)形成飽和軟黃土層，根據(jù)該地質(zhì)條件，結(jié)合水帷幕形成方法，決定使用高壓噴射注漿法實(shí)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(jù)該地質(zhì)條件，結(jié)合水帷幕形成方法，決定采用素混凝土樁(部分內(nèi)插工字鋼)、旋噴樁水帷幕以及旋噴錨索相結(jié)合的形式施工并且采用基坑降水。共布置739根支護(hù)樁，基坑內(nèi)設(shè)8口降水井，深16 m～19 m，基坑外布置6口觀測(cè)井，井深16 m。運(yùn)用高壓噴射注漿法時(shí)準(zhǔn)備水泥漿液其壓力應(yīng)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(duì)混凝土圍護(hù)樁時(shí)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(hù)樁和水泥漿液粘結(jié)創(chuàng)造良好的條件，達(dá)到對(duì)圍護(hù)樁縫隙的填蓋效果，隔水效應(yīng)最大化。

3 基坑施工分析

3.1 基坑施工流程

第一層土方開(kāi)挖(深2.4 m)，土釘墻施工→素混凝土樁，旋噴樁的施工→監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(kāi)挖→鋼筋網(wǎng)安裝，噴混凝土→第二、三層旋噴錨索施工→第三、四層土方開(kāi)挖，鋼筋網(wǎng)安裝，噴混凝土→第四層清底至設(shè)計(jì)深度→基礎(chǔ)施工→回填換撐、內(nèi)支撐拆除，施工完畢。

3.2 帷幕隔水效果及加強(qiáng)措施分析

該工程基坑按照設(shè)計(jì)要求開(kāi)始施工建設(shè)之后，水帷幕的隔水效應(yīng)達(dá)到了所預(yù)期的效果。為了防止突發(fā)事件削弱水帷幕的隔水效果，我們還有加強(qiáng)措施。

在止水柱后進(jìn)行注入沙漿補(bǔ)強(qiáng)措施，在基坑墻壁采用鋼筋網(wǎng)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?yàn)樵撏翆釉趬w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(wǎng)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(wǎng)噴涂速干混凝土材料。

對(duì)基坑中塌陷的地面進(jìn)行回填修復(fù)，沒(méi)有塌陷的需要噴涂保護(hù)材料，再對(duì)夯實(shí)回填的地面覆蓋鋼筋網(wǎng)噴涂速干混凝土材料。

4 結(jié)語(yǔ)

近些年伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致城市地面上有限土地資源利用殆盡。所以順應(yīng)城市發(fā)展趨勢(shì)，城市地下工程建設(shè)施工數(shù)量也不斷增加，地下商場(chǎng)，地下安防工程，地下停車車庫(kù)數(shù)量不斷增加。伴隨地下工程施工難度的不斷增加對(duì)于地下排水難度也不斷增加，這時(shí)水帷幕的隔水施工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，通過(guò)本文我們了解到水帷幕的隔水效應(yīng)對(duì)基坑工程的實(shí)際效果及重要性。