巖溶地區(qū)深基坑止水和降水技術(shù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

（湖南省輕工紡織設(shè)計(jì)院 湖南長沙410000）

（湖南省輕工紡織設(shè)計(jì)院 湖南長沙410000）

止水和降水是深基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，巖溶地區(qū)因地下水豐富，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，深基坑工程設(shè)計(jì)施工過程中和施工完成后，如何有效止水和降水，是支護(hù)工程是否成功的關(guān)鍵。本文針對長沙地區(qū)某超高層建筑深基埋設(shè)工程提出巖溶地區(qū)深基坑止水和降水設(shè)計(jì)技術(shù)，取得成功經(jīng)驗(yàn)，供類似工程參考。

深基坑巖溶止水降水

1 工程及場地概況

本工程位于長沙市湘江東岸，擬建建筑物高179.50m，地上45層，地下4層，總建筑面積119000m2。擬開挖基坑深度26.50m，基坑底面積約16500m2。

擬建場地西距湘江直線距離約330mm，地下水位埋深在0.5～0.70m之間，與湘江河水有密切水力聯(lián)系。場地上覆第四系雜填土層2.20～4.50m，粗砂層0.80-1.60m，可塑粉質(zhì)粘土4.70-8.50m，中細(xì)砂層1.80-7.90m，軟塑粉質(zhì)粘土1.50--9.70m，下伏基巖為石炭系灰?guī)r，巖溶發(fā)育，勘察過程中發(fā)現(xiàn)有十余處高約0.70～1.45m左右的溶洞，洞內(nèi)充填泥流、泥沙，巖溶水極豐富。各巖土層參數(shù)見表1：

表1 各巖土層特性參數(shù)表

2 深基坑工程特點(diǎn)

（1）擬建場地上覆土層厚達(dá)21.35～27.88m，其中中細(xì)砂層和軟塑粉質(zhì)粘土屬軟臥層，厚度達(dá)3.30～16.50m，地下潛水豐富，與湘江水有直接水力聯(lián)系。（2）下伏碳系灰?guī)r巖深發(fā)育，發(fā)現(xiàn)多處連通型溶洞，巖溶豐富，經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)與湘江水有直接聯(lián)系。（3）擬建場地周圍均為密集高層建筑和城市主干道，降水極易誘發(fā)地面沉降危及周鄰建筑物及道路安全。場地地下水高水位、地下水水量豐富，水源量大，止水、降水是本深基坑穩(wěn)定、安全的核心和關(guān)鍵。

3 帷幕止水及降水方案

結(jié)合基坑支護(hù)采用地下鉆孔樁連續(xù)墻方案，在考慮施工場地條件許可的情況下，比選了深層攪拌樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鉆孔灌注樁等樁畢后，決定采用高壓旋噴樁，與鉆孔樁組成雙排式地下連續(xù)墻，起到基坑支護(hù)與止水帷幕雙重作用?；邮┕ぴO(shè)計(jì)采用逆作法，考慮本場地地下水位高，水量豐富特性，為防范施工過程帷幕局部發(fā)生滲水、漏水進(jìn)而危及與支護(hù)工程安全的情況發(fā)生，在場地內(nèi)及周鄰采用局部降水措施。

4 止水帷幕設(shè)計(jì)

根據(jù)場地工程地質(zhì)情況，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)Ф1200＠1300mm鉆孔樁，止水帷幕設(shè)計(jì)Ф600＠350mm旋噴樁。高壓旋噴施工，按地層深度分別采用定噴和擺噴兩種方式。各設(shè)計(jì)參數(shù)見表2：

表2 旋噴設(shè)計(jì)參數(shù)表

在上部地層0-15m深度位置，按180°和225°兩種角度進(jìn)行擺高壓擺噴，在下部15.00-27.50m深度位置，采用定噴方式，可使樁體固結(jié)體呈扇形加固，并使噴射體相到交叉重疊，形成穩(wěn)固封閉墻體，起到止水作用。并與支護(hù)鉆孔樁有機(jī)結(jié)合，互為加固屏障。

旋噴樁設(shè)計(jì)入巖0.50m，遇溶洞后應(yīng)穿過溶洞底板0.50m，可有效解決巖溶水墻底繞流，并阻斷水流作用。

5 降水井設(shè)計(jì)

考慮場地高水位和豐富地下水因素，為確保旋噴樁施工和基坑土方開挖，設(shè)計(jì)采用井管降水?；油鈬O(shè)計(jì)降水井16口，間距根據(jù)地層特點(diǎn)按25-45m布設(shè)，基坑內(nèi)布設(shè)降水井10口。降水井采用工程鉆孔成井，成孔直徑為300mm，為防止孔壁垮塌，采用鋼管護(hù)壁，孔壁與護(hù)壁管之間填礫石作過濾層。降水采用高揚(yáng)程泥漿泵，根據(jù)支護(hù)樁施工階段，單一井點(diǎn)或多井點(diǎn)同時(shí)降水根據(jù)施工進(jìn)展情況確定。基坑內(nèi)、外均布置水位觀測和沉降觀測點(diǎn)，及時(shí)掌握水位和周圍沉降情況。

6 施工工藝

設(shè)計(jì)采用三重管高壓旋噴工藝，壓力值為20MPa。采用高壓泵發(fā)出的高壓噴射水流及環(huán)繞圓筒狀氣流，進(jìn)行同軸噴射沖切土體，形成最大空隙，由高壓泥漿泵注入壓力為2-5MPa的水泥漿，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，促使水泥漿混合土體顆粒凝固成固結(jié)體，連續(xù)并橫向重疊搭接，從而形成地下連續(xù)墻。具體工藝參數(shù)見表3。

表3 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)表

旋噴采取自下至上、連續(xù)注漿方式，如換班或停工恢復(fù)，需向下搭接不小于500mm長度，考慮場地各種土層，根據(jù)密實(shí)度、含水量及土粒顆粒大小應(yīng)適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，以保證固結(jié)體的均勻和穩(wěn)定。

施工工序?yàn)椋翰骞茏鳂I(yè)：鉆孔定位→鉆探成孔→插旋噴管，插入到設(shè)計(jì)深度，過程當(dāng)中為防止泥砂堵塞噴嘴應(yīng)射水下插，水壓可控制在1.0MPa左右。旋噴作業(yè)：水泥漿液配置→設(shè)定流量、壓力、參數(shù)→旋轉(zhuǎn)噴射→提升噴射→凝固成樁。水泥漿液初凝時(shí)間應(yīng)提前試驗(yàn)，滿足本場地高水位、水量豐富特點(diǎn)，介質(zhì)漿液、水、空氣壓力、流量務(wù)必滿足設(shè)計(jì)參數(shù)，試驗(yàn)及施工過程并做好記錄。降水井作業(yè)：孔位測定→鉆探成孔→下井管→填礫→成井。在成孔過程中控制垂直度、深度。為防止鉆孔垮塌和縮徑，一定要確保井管居中、垂直、接頭牢固。填礫時(shí)要求檢查礫徑，按要求雙側(cè)對稱回填。抽水過程要及時(shí)量測水位，并作好記錄。

7 結(jié)語

采用高壓旋噴樁止水帷幕、大口徑降水設(shè)計(jì)工藝，與鉆孔樁基坑支護(hù)工程互為加固屏障，成功處理巖溶地區(qū)深基坑止水和降水問題，為基坑支護(hù)起到關(guān)鍵作用。本工程施工過程中，止水效果良好，同時(shí)有利的起到了增強(qiáng)加固支護(hù)體系的作用，設(shè)計(jì)工藝合理、安全，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

巖溶地區(qū)深基坑止水和降水技術(shù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

■劉星

Sealing and precipitation is deep foundation pit bracing design key point and the difficulty,in karst areas because of the rich groundwater,the engineering geological conditions of the complex,deep foundation pit engineering design and construction process and construction after the completion of,how to effectively seal and precipitation is supporting key to the success of the project.This paper in Changsha area of a super tall building deep foundation laying project proposed in karst area of deep foundation pit waterproof and dewatering design technology and successful experience,offer a reference for similar engineering.

deep foundation pit karst sealing precipitation

TV551.4+1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-477-1