無壓力注漿隔水地基處理施工技術(shù)

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-2525

作者簡介：李州平（1975—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楣こ坦芾怼?/p>

摘 ?要：結(jié)合工程實(shí)際，介紹了一種通過無壓力注漿進(jìn)行基坑隔水的一種地基處理施工方法。通過孔位設(shè)計(jì)，無壓力注漿隔水的方式，對(duì)施工場地進(jìn)行地基處理，將地下水隔離，可實(shí)現(xiàn)地下工程無水施工；止水后經(jīng)水壓實(shí)驗(yàn)，基坑底部達(dá)到隔水層要求的，按照設(shè)計(jì)規(guī)范可以取消抗浮設(shè)計(jì)措施。在實(shí)際工作中，對(duì)無壓力注漿在基坑隔水施工中的應(yīng)用進(jìn)行了嘗試，通過注漿孔位置設(shè)計(jì)和注漿順序，將水位較高的地下水區(qū)域從透水能力強(qiáng)的部位引至透水能力弱的部位，并形成隔水層達(dá)到降水的目的。并研究了基坑使用無壓力注漿隔水降水的可行性。

關(guān)鍵詞：無壓力注漿隔水?基坑工程?隔水效果?施工效率?成本優(yōu)勢?環(huán)境影響

中圖分類號(hào)：TU47

1???工程概況

地下水對(duì)建筑物場地有不良地質(zhì)作用，如水位變化、腐蝕性和滲流破壞等。這些作用影響工程的穩(wěn)定性、施工和使用。

基坑開挖時(shí)，場地內(nèi)有大量積水，常用的降水方法，如止水帷幕、集水明排、輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)及管井等?；咏邓畷?huì)使周邊土體固結(jié)和地面沉降，導(dǎo)致周邊建筑物不均勻沉降、管線變形和路面開裂等情況。

筆者公司承建的項(xiàng)目位于都安瑤族自治縣，喀斯特地貌，地下溶洞和地下水豐富，樁基和錨索施工難度大。該工程地基處理方式是用無壓力灌注水泥漿止水，實(shí)現(xiàn)無水施工，不受地下水干擾，不影響基坑和周邊。

技術(shù)原理及功能特點(diǎn)

技術(shù)原理

該施工方法用孔位設(shè)計(jì)和無壓力注漿隔水的方式，處理地基，隔離地下水，實(shí)現(xiàn)地下工程無水施工；止水后經(jīng)水壓實(shí)驗(yàn)，基坑底部達(dá)到隔水層要求，可取消抗浮設(shè)計(jì)措施。

分析地質(zhì)勘察報(bào)告，結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)、地下水情況和施工需求，設(shè)計(jì)和布置孔位。

用地質(zhì)鉆機(jī)引孔，深度按地下水和地質(zhì)確定。

埋設(shè)PVC管，引出施工面高于水頭。

用PVC保護(hù)管外套注漿管，引出施工面高于水頭，防止地下水涌入基坑。

用P·O42.5水泥注漿，第一次注漿配合比為1∶1，第二次注漿配合比為2∶1，注漿壓力只需把水泥漿注入即可。

觀察孔口是否滲水漏水，確定是否補(bǔ)漿。

技術(shù)特點(diǎn)

止水效果好，注漿處理后，地下工程可無水施工，保證樁基礎(chǔ)、抗浮錨桿的質(zhì)量。

加快工程實(shí)體施工速度，注漿處理后，無須降水排水，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

對(duì)周邊環(huán)境影響小，適用于建筑密集的地區(qū)[1]。

成本優(yōu)勢明顯，可取消抗浮設(shè)計(jì)措施，節(jié)約造價(jià)。

施工難度小，無須高壓注漿。

適用范圍

本工法適用于地下水位高，周邊建筑、道路、管線等復(fù)雜的地區(qū)止水施工。

施工工藝流程及操作要點(diǎn)

工藝流程

施工準(zhǔn)備→注漿孔布置→注漿孔鉆孔→埋設(shè)PVC管→水泥漿制備→連接注漿泵→第一次注漿→第二次注漿→注漿口漏水補(bǔ)漿→驗(yàn)收、場地清理。

操作要點(diǎn)

施工準(zhǔn)備

（1）地質(zhì)情況收集。

獲取降水量、降水強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，確定地下水水位和雨季旱季。

（2）熟悉工藝要求。

明確施工工期、質(zhì)量、安全等方面的要求。

（3）準(zhǔn)備施工材料和機(jī)型設(shè)備。

確保施工的連續(xù)性和高效性。

（4）安全措施和防護(hù)措施。

確保施工過程中的安全和人員健康。

注漿孔布置

（1）地質(zhì)勘察和資料分析。

綜合分析地質(zhì)條件，確定注漿孔的位置、數(shù)量和深度。主要分析地下水的流向和壓力。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，初步判斷基坑各位置的地下水壓力[2]。地下水壓力大的部位，地下水向壓力小的部位流動(dòng)。注漿的原則是封堵透水能力強(qiáng)的部位，降低水位高的部位，控制水位低的部位。

（2）注漿孔設(shè)置部位。

①止水帷幕周邊。

基坑有止水帷幕時(shí)，應(yīng)在水位最高處的止水帷幕邊設(shè)置2～3個(gè)注漿孔。

②基坑底滲水或涌水處。

基坑底有滲水或涌水時(shí)，此處水壓大或水位高，應(yīng)進(jìn)行注漿。

③基底塌陷處。

基底有塌陷處時(shí)，應(yīng)在塌陷部位注漿，截停水流，改善土質(zhì)，阻止管涌的發(fā)展。

④獨(dú)立基礎(chǔ)底部或周邊。

采用獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，獨(dú)立基礎(chǔ)底部或周邊應(yīng)設(shè)置注漿孔。

（3）注漿孔間距和排列方式。

根據(jù)地基情況和注漿效果的要求，確定注漿孔的間距和排列方式，注漿孔的間距應(yīng)均勻、合理，保證注漿體的連續(xù)性和一致性。

（4）注漿孔的深度和直徑。

根據(jù)地質(zhì)條件，確定注漿孔的深度和直徑。一般注漿孔直徑可采用200 mm或250 mm，注漿孔的深度應(yīng)超過目標(biāo)注漿層的底部，保證注漿材料能充分滲透和填充目標(biāo)層[3]。

注漿孔鉆孔

（1）鉆孔位置標(biāo)定。

在地基表面標(biāo)記注漿孔的位置。測量每個(gè)注漿孔的坐標(biāo)和間距，標(biāo)記孔洞的位置。滲漏水點(diǎn)、已探明的溶洞、基底塌陷處，以實(shí)際位置作為注漿孔的位置，塌陷面積大的，增加注漿孔數(shù)量，注漿孔間隔為1.0～2.0 m[4]。

（2）鉆孔設(shè)備布置。

將鉆機(jī)布置在注漿孔位置，調(diào)整鉆機(jī)，使鉆桿垂直于地面。用鋼板、枕木、鋼管等輔助材料進(jìn)行固定和支撐。

（3）鉆孔開始。

鉆孔前，清理孔口周圍的雜物和表面土層。鉆桿插入孔洞，并通過旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)啟動(dòng)鉆進(jìn)過程。鉆進(jìn)過程中，要控制鉆進(jìn)速度和旋轉(zhuǎn)速度，以避免過快或過慢造成的不良影響。

（4）鉆孔深度和取樣。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定鉆孔的深度。監(jiān)測鉆孔進(jìn)展情況，控制鉆孔深度。定期取樣，了解地層和地下水情況。

（5）鉆孔結(jié)束。

達(dá)到要求的孔深后，停止鉆孔進(jìn)程。將鉆桿緩慢提升，同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將鉆桿從孔洞中拔出，清理孔洞周圍的雜物和剩余土層。監(jiān)測孔洞的直徑、深度和傾斜度等參數(shù)。

埋設(shè)護(hù)筒及PVC管

選用DN25的PVC管作為注漿管，按鉆孔深度裁切，用膠帶封住底部管口。選用與鉆孔直徑相同的PVC管作為外套管，壁厚≥11 mm。每個(gè)注漿孔用3根DN25的PVC注漿管，長度按注漿孔深度確定。PVC外套管長度按水頭高度確定，插入注漿孔后裁切或接長。將鋼制護(hù)筒埋入孔內(nèi)，深度為1.5～2 m。將PVC注漿管插入注漿孔內(nèi)，離孔底約20??cm，并引出施工面高于水頭500?mm。用卡扣連接PVC外套管與鋼制護(hù)筒，并引出施工面高于水頭500?mm，引出高度根據(jù)水位調(diào)整。

用膠帶封住PVC管底部管口，防止注漿材料堵塞。密封外套管，防止雜質(zhì)和水進(jìn)入注漿管路。

水泥漿制備

用P·O42.5水泥制備水泥漿，第一次注漿配合比為1∶1，第二次注漿配合比為1∶2。檢查漿液的稠度、流動(dòng)性和密度，符合施工要求和規(guī)范要求。

連接注漿泵

選用直徑適宜的注漿管，確保注漿管能插入PVC管內(nèi)，并達(dá)到埋設(shè)深度。連接好注漿管，并密封可靠。撕除頂部封口的膠帶，檢查注漿管路的通暢性。清除雜質(zhì)和堵塞物，保證注漿材料流動(dòng)和注入。

第一次注漿

觀察各注漿孔的水位，在外套管與水頭同高處鉆觀察孔，觀測水位變化和注漿效果。判斷地下水的流動(dòng)方向，注漿順序?yàn)椋褐顾∧慌浴^高→水頭低。高水位孔注漿后，周圍注漿孔水頭升高時(shí)，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行注漿[5]。注漿壓力只需將水泥漿泵入注漿孔，根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。觀測注漿孔的水位變化和地面裂隙情況，記錄注漿的時(shí)間、注漿量和注漿效果等數(shù)據(jù)。

第二次注漿

清理注漿孔和注漿管，按第一次注漿的情況和地基的需要，確定第二次注漿的順序和壓力。從中心向邊緣注漿，逐漸加大壓力，加固地基和提高隔水效果。調(diào)整注漿流速和壓力，充分滲透和填充目標(biāo)層。觀測注漿孔的水位變化和地面裂隙情況。記錄注漿的時(shí)間、注漿量和注漿效果等數(shù)據(jù)，便于質(zhì)量評(píng)定分析。

觀測注漿口是否漏水

注漿施工完成后，進(jìn)行漏水觀測，評(píng)估施工質(zhì)量和隔水效果。

（1）注漿體的穩(wěn)定性觀測。

觀測一段時(shí)間后，檢查注漿體的穩(wěn)定性。觀察注漿體是否有滲漏或裂隙，評(píng)估注漿的質(zhì)量和效果。

（2）水位監(jiān)測和記錄。

監(jiān)測注漿孔的水位變化。水位穩(wěn)定，無漏水現(xiàn)象，表明注漿體有較好的隔水效果。

（3）漏水處理和修復(fù)。

發(fā)現(xiàn)注漿體漏水時(shí)，采用補(bǔ)注漿、堵漏等方法進(jìn)行修復(fù)，保證注漿體的隔水效果。

驗(yàn)收、場地清理

按規(guī)范和技術(shù)要求進(jìn)行注漿工程的驗(yàn)收。驗(yàn)收內(nèi)容包括注漿孔的密實(shí)程度、注漿效果的合格性、地基的穩(wěn)定性等。

結(jié)語

此方法有技術(shù)特點(diǎn)如下：一是提高基礎(chǔ)施工效率，無須降水排水，便于地下工程施工；二是對(duì)周邊環(huán)境影響小，不會(huì)導(dǎo)致水位下降和地面塌陷，適用于建筑密集的地區(qū)；三是經(jīng)濟(jì)效益顯著，通過水壓實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，達(dá)到隔水層要求，可能取消抗浮設(shè)計(jì)，降低工程成本。此外，施工難度較小，只需簡單的設(shè)備配置，無須高壓注漿，減輕施工技術(shù)難度。因此，本研究的地基處理方法在技術(shù)上有成果，實(shí)際工程應(yīng)用中有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)勢。展望未來，這一方法有望在地下工程領(lǐng)域更廣泛應(yīng)用，為相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊陽. 深基坑開挖和降水誘發(fā)鄰近建筑物變形研究[D]. 成都：西南石油大學(xué)，2020.

[2] 蔣立群. 基于水力層析法融合多源數(shù)據(jù)刻畫含水層非均質(zhì)特征[D].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)，2023.

[3] Hasan Murtaza.A critical review on jet grouting used in ground improvement techniques?[J].IOP Conference Series：Earth and Environmental Science，2023（1）：012094.

[4] 孟憲志.多管同步深孔復(fù)合注漿堵水技術(shù)研究 [J].價(jià)值工程，2020（27）：127-129.

[5] 張石民.建筑基坑承壓降水井快速封堵施工技術(shù)[J].建筑施工，2023（2）：47-49.