止水帷幕及降水技術(shù)在深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

王林偉

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

近年來，由于加快了城市化建設(shè)的步伐，使城市人口數(shù)量大幅增加，城市的建設(shè)用地面積在日益減少，因此，高層建筑已經(jīng)成為城市發(fā)展的新趨勢(shì)，將城市土地利用率合理提高。由于高層建筑的基礎(chǔ)埋設(shè)深度相對(duì)較大，其基坑作業(yè)一般是在含水層內(nèi)進(jìn)行的，但在含水層內(nèi)開展基坑作業(yè)容易出現(xiàn)土層坍塌以及流沙，還有土層失穩(wěn)等災(zāi)害，對(duì)工程整體質(zhì)量安全造成嚴(yán)重影響。所以，在基坑工程作業(yè)的前期，要把地下水位降到施工部位以下，以確保能夠在環(huán)境干燥的情況下展開基坑開挖和支護(hù)，通過歷年來的研究表明，深基坑工程建設(shè)的過程中事故多，是因?yàn)槭艿搅说叵滤挠绊?，尤其是沿海和沿江城市，地下水的科學(xué)處理對(duì)策很關(guān)鍵，而止水帷幕及降水技術(shù)科學(xué)的運(yùn)用到深基坑支護(hù)工程中，能夠確保深基坑支護(hù)質(zhì)量安全，整體上提高建筑建設(shè)的穩(wěn)固性。

1 深基坑工程概述

在高層建筑建設(shè)施工的具體中，為了能夠確保施工進(jìn)度及安全，深基坑支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用范圍在不斷地?cái)U(kuò)大，其在高層建筑建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵防線。從概念定義上看，深基坑主要是指高于5m 開挖深度基坑。從工程特點(diǎn)來看，深基坑工程涉及地下管線和構(gòu)筑物，相比之下地質(zhì)條件較復(fù)雜，周邊環(huán)境也較復(fù)雜，屬于系統(tǒng)性工程，包括對(duì)深基坑支護(hù)體系的研發(fā)設(shè)計(jì)、土方開挖以及施工建設(shè)等分部工程。由于支護(hù)系統(tǒng)屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，存在的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，且被建設(shè)場(chǎng)地的空間以及時(shí)間條件所限制，要求在建設(shè)過程中必須做好專項(xiàng)化管理工作：資源、文檔、安全、環(huán)境、造價(jià)、進(jìn)度、質(zhì)量等。在深基坑支護(hù)工程施工的過程中，止水帷幕和降水技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，可以確保深基坑支護(hù)工程施工進(jìn)度及質(zhì)量安全，保證在規(guī)定期內(nèi)完成建筑工程的建設(shè)，還可以降低施工的成本，為建筑企業(yè)的發(fā)展提供較大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 止水帷幕及降水技術(shù)在深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

井點(diǎn)降水和集水明排是近幾年廣泛運(yùn)用的降水方式，集水明排是在基坑內(nèi)通過設(shè)置集水井、排水溝以及排水管道等方式，構(gòu)成理想的排水系統(tǒng)。再用從集水井里把水抽到坑外，從而將地下水位降低。因?yàn)榛娱_挖作業(yè)正常是分步進(jìn)行，集水井也要按照要求下移，再逐步進(jìn)行更新設(shè)置。由于此方法是隨著開挖深度，不斷的増加工程量，被普遍用于淺基坑，特別適用于地質(zhì)條件簡單、水位降深較小以及含水層稀薄的基坑工程中。井點(diǎn)降水可按照降水井類型，分為管井井點(diǎn)降水以及輕型井點(diǎn)降水，不管是哪類型的降水井，井點(diǎn)都會(huì)埋設(shè)在基坑的內(nèi)部或四周，基坑范圍內(nèi)的地下水是運(yùn)用抽水設(shè)備抽出的，從而達(dá)到良好的降水目的。由于井點(diǎn)降水能夠確?；觾?nèi)工作面的干燥狀態(tài)，有助于機(jī)械化施工時(shí)的工期被減小，且不會(huì)被基坑形狀影響，非常適合用于深基坑降水[1]。常用的降水井類型及其適用范圍如表1 所示。

表1 降水井類型及適用范圍

當(dāng)?shù)叵滤槐然拥撞扛邥r(shí)，一般要在基坑施工前提前進(jìn)行降水，其作用是預(yù)防基坑底部與四周出現(xiàn)滲水，屬于確?；庸こ痰母稍镒鳂I(yè)；將基坑開挖坡面穩(wěn)定性提升；促使基坑的四周及基底土質(zhì)固結(jié)。根據(jù)不同的深基坑工程，結(jié)合基坑周邊的具體環(huán)境狀況，選擇適宜的降水方式。當(dāng)前，井點(diǎn)降水法、凍結(jié)法以及止水帷幕法是深基坑降水常用的方法[2]。

2.1 井點(diǎn)降水法

井點(diǎn)降水法是依據(jù)規(guī)范要求，按適宜的間距在基坑四周設(shè)置降水井，抽取地下水，正確展開基坑降水。一般來說，井點(diǎn)降水法是把地下水位降至距離基坑坑底0.5～1.0m 處，必須要保證基坑內(nèi)施工是在干燥的環(huán)境中進(jìn)行的。井點(diǎn)降水法根據(jù)其布置方式的不同，其適用條件有所區(qū)別。其中集水明渠、噴射井點(diǎn)以及輕型井點(diǎn)適用于含薄層粉砂的粉質(zhì)粉土、粉質(zhì)沙土以及砂質(zhì)粉土等土層環(huán)境，土體的滲透系數(shù)多在1×10-7～2×10-4cm/s；電滲井點(diǎn)其經(jīng)常用于黏性土，土體的滲透系數(shù)多小于1×10-7cm/s；深井井點(diǎn)以及管井井點(diǎn)，主要多用于碎石土以及砂土，土體的滲透系數(shù)普遍不能低于1×10-8cm/s，砂礫滲井適用于黏性土、砂土和粉土等土體，土體的滲透系數(shù)一般不低于5×10-7cm/s[3]。

2.2 止水帷幕法

止水簾法根據(jù)其使用原理的不同，可分為高壓旋噴樁止水簾、攪拌樁止水簾、地下連續(xù)墻止水簾3 種。

（1）高壓旋噴樁止水帷幕。高壓旋噴樁止水帷幕是將水泥漿液通過高壓旋轉(zhuǎn)噴嘴轉(zhuǎn)化為20MPa～40MPa的高速流體，通過預(yù)成孔注入土層內(nèi)部，混合土體后，構(gòu)成堅(jiān)硬的柱狀固結(jié)體。旋噴樁止水帷幕施工如圖1所示高壓旋噴樁的成樁步驟：首先是通過鉆機(jī)對(duì)噴頭及噴管進(jìn)行控制，使成孔能夠達(dá)到預(yù)定深度，作業(yè)過程中要確保噴管具有良好的密封性。再把高壓射流和土體進(jìn)行混合，構(gòu)成樁。此方法的優(yōu)點(diǎn)是噪聲污染小、施工占地少，但其成本高，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成損害，所以，在實(shí)際建設(shè)中要結(jié)合實(shí)際情況，綜合進(jìn)行考慮[4]。

圖1 旋噴樁止水帷幕施工

（2）水泥土攪拌樁止水帷幕。水泥土攪拌樁止水帷幕是把水泥漿液與基坑深處的基礎(chǔ)土，依據(jù)特定配比，利用工程機(jī)械強(qiáng)行進(jìn)行攪拌，而形成的固結(jié)體，能起到防止地下水滲透，以及對(duì)基坑起到支護(hù)作用。此種方式的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在施工占地小、造價(jià)低、污染小[5]。

（3）地下連續(xù)墻止水帷幕。地下連續(xù)墻止水幕布的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的防滲效果以及支護(hù)效果。其關(guān)鍵是深基坑的周圍開挖了規(guī)范深度的槽體，吊放鋼筋籠后，選用混凝土澆筑墻體。其優(yōu)點(diǎn)是可以減小影響施工周圍環(huán)境的因素，起到良好的抗壓以及抗?jié)B作用。不足之處是這個(gè)方法構(gòu)成的止水帷幕深度較大，混凝土澆筑具有較高難度，處理不好，會(huì)引發(fā)墻體坍塌[6]。

2.3 凍結(jié)法

相比于前兩種方法，凍結(jié)法建造所用的周期更長，所投入的建造費(fèi)用也更高。但因?yàn)榇朔椒ㄊ峭ㄟ^人工制冷技術(shù)進(jìn)行操作的，可以凍結(jié)深基坑含水土體，充分發(fā)揮阻止?jié)B水的作用，在土體強(qiáng)度和密度增強(qiáng)方面的作用也相對(duì)較好，所以，很適合用在軟土基礎(chǔ)的深基坑項(xiàng)目中[7]。

需要注意的是以上3 種方法在運(yùn)用的實(shí)際中，要按照實(shí)際深基坑工程作業(yè)要求，綜合進(jìn)行考慮，合理進(jìn)行選擇，才可以充分發(fā)揮降水方法的長處，才可以揚(yáng)長避短，將深基坑的支護(hù)效果以及降水效果增強(qiáng)。

3 止水帷幕及降水技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在深基坑支護(hù)工程施工具體過程中，需要嚴(yán)格勘探施工現(xiàn)場(chǎng)的水分條件以及地質(zhì)條件，然后將勘探的結(jié)果與工程實(shí)際相結(jié)合，科學(xué)規(guī)劃施工方案，但是，在操作的具體過程中，因?yàn)槭┕て髽I(yè)缺乏認(rèn)識(shí)，在實(shí)際施工過程中我參考具體的相關(guān)方案進(jìn)行作業(yè)，促使降水以及止水方法不符合工程實(shí)際的建設(shè)需要。其次制定相關(guān)方案過程中所考慮的因素不全面，進(jìn)而不能根據(jù)合理的施工方案開展作業(yè)，不但會(huì)增加施工難度，也會(huì)影響到施工質(zhì)量以及效率，工程建設(shè)進(jìn)度被影響，同時(shí)，也不能確保建筑工程最終的質(zhì)量安全。所以，在施工開展的具體過程中，要按照施工需求，選擇適宜的止水以及降水方案，提高整體建設(shè)質(zhì)量[8]。

在深基坑的建設(shè)實(shí)際中，止水和降水技術(shù)屬于作業(yè)復(fù)雜的工藝，施工過程中要由專業(yè)人員多方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，只全面提升技術(shù)水平，才可以確保深基坑支護(hù)工程的建設(shè)進(jìn)度以及效率。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提高，高層建筑的不斷增多，為了高層建筑建設(shè)質(zhì)量有保障，深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為建筑行業(yè)發(fā)展應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)，行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)離不開深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，但是應(yīng)用深基坑支護(hù)技術(shù)的具體中還是存在一些缺陷，需要帷幕止水技術(shù)的輔助應(yīng)用才能確保施工的質(zhì)量，而且帷幕止水技術(shù)的應(yīng)用是保證深基坑支護(hù)質(zhì)量的穩(wěn)固性技術(shù)，但是目前的市場(chǎng)狀況是止水帷幕以及降水技術(shù)運(yùn)用在深基坑支護(hù)工程中還需要進(jìn)一步進(jìn)行專業(yè)提升，才可以推動(dòng)深基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)建筑企業(yè)的發(fā)展[9]。

4 優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的措施

4.1 分析止水帷幕技術(shù)和降水技術(shù)

在深基坑支護(hù)工程開始建設(shè)的過程中，要科學(xué)運(yùn)用止水帷幕技術(shù)以及降水技術(shù)前，詳細(xì)分析作業(yè)方案，在充分了解止水帷幕技術(shù)與降技術(shù)的基礎(chǔ)上，制定出符合的深基坑支護(hù)技術(shù)的建設(shè)方案至關(guān)重要，施工人員要詳細(xì)分析這兩項(xiàng)技術(shù)的施工要點(diǎn)，只有通過專業(yè)人員分析實(shí)際的工程情況，才能制定出最符合施工實(shí)際需要方案。其次，深基坑支護(hù)工程在展開作業(yè)的前期，需要有專業(yè)人員核實(shí)、勘探施工環(huán)境，相關(guān)施工技術(shù)在充分掌握施工現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境的基礎(chǔ)上展開，才能進(jìn)一步保證施工質(zhì)量。例如，在通過高壓旋噴樁施工中，應(yīng)詳細(xì)核對(duì)鉆機(jī)定位、制漿過程、鉆孔技術(shù)、噴射注漿以及旋噴等技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行認(rèn)真分析，注意預(yù)防技術(shù)在運(yùn)用過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，并按照施工現(xiàn)場(chǎng)的變化及時(shí)調(diào)整高壓旋噴樁止水帷幕施工工藝，以最終確保施工質(zhì)量[10]。

4.2 完善應(yīng)用體系

建筑業(yè)的發(fā)展不能脫離規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范要求內(nèi)運(yùn)行不但能將工作效率提高，還可以明確的看出運(yùn)行過程中產(chǎn)生的問題，相關(guān)人員按照存在問題因素及時(shí)進(jìn)行解決，才能可以不斷的推動(dòng)建筑發(fā)展，各種建筑技術(shù)的應(yīng)用都必須要符合國家相關(guān)法律規(guī)定以及建筑行業(yè)發(fā)展要求，將技術(shù)應(yīng)用的體系進(jìn)行不斷完善。完善止水帷幕技術(shù)與降水技術(shù)，在深基坑工程中的應(yīng)用體系，需要施工企業(yè)與國家相關(guān)部門進(jìn)行配合，只有將兩者進(jìn)行科學(xué)配合，發(fā)可以有效完善建筑應(yīng)用體系。首先是國家有關(guān)部門要規(guī)劃施工的標(biāo)準(zhǔn)，只有制定出符合實(shí)際需求的標(biāo)準(zhǔn)，確保施工的流程可以符合行業(yè)規(guī)定，才可以有效提高施工質(zhì)量。其次，建筑企業(yè)應(yīng)與自身的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行實(shí)際結(jié)合，在與相關(guān)政策的基礎(chǔ)上要求進(jìn)行結(jié)合，不斷完善止水帷幕技術(shù)以及降水技術(shù)的應(yīng)用深度，在確保施工質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步開發(fā)建筑技術(shù)，從而達(dá)到提高施工進(jìn)度，為建筑企業(yè)贏得更多利潤的目的。

5 結(jié)語

總之，在建筑工程優(yōu)質(zhì)發(fā)展階段，不但要提升深基坑工程的研發(fā)設(shè)計(jì)水平，且要又要科學(xué)引入新技術(shù)方法，結(jié)合在建工程的實(shí)際需求，完善深基坑支護(hù)止水以及降水施工方案。通過以上初步分析可以看出，深基坑支護(hù)方法很多，在降水方面應(yīng)對(duì)適用條件以及方法進(jìn)行合理分析，止水帷幕及降水技術(shù)科學(xué)的運(yùn)用到深基坑支護(hù)工程中，能夠確保深基坑支護(hù)質(zhì)量安全，整體上提高建筑建設(shè)的穩(wěn)固性，優(yōu)化降水方案，提升支護(hù)施工質(zhì)量，為新時(shí)期中國建筑業(yè)的發(fā)展再添一筆。