淺談利用高壓旋噴注漿法止水帷幕的施工及借鑒意義

劉新潮

陜西建工第二建設集團有限公司

    前言

    止水帷幕就是利用止水材料，將基坑圍起來，使坑內地下水與坑外地下水系統隔離，切斷外界對坑內的水源補給。然后在坑內抽排水也就不會對周邊地質環境造成破壞，杜絕地下水位下降引發的各種工程問題。在深度上止水帷幕的頂部要高于設計期限內可能出現的最該地下水位，帷幕底部位于不透水層一定深度處。

    高壓旋噴注漿法分為單管法(只噴射水泥漿)、雙管法（噴射水泥漿和壓縮空氣）、三管法（同時噴射水泥漿、壓縮空氣和高壓水），是利用注漿機械將水泥漿以20-40MPa的高壓射流形式注入到地基土內，水泥漿與土體發生一系列的物理化學反應形成一種低滲透性的樁體，能夠有效阻止水體的滲透。這種低滲透性的樁體可以將水隔離在基坑以外，從而保證了建筑物基礎下土體及基礎的穩定性。

    一、工程概況

    寶雞市經二路30號地下人防工程位于經二路與文化路十字西北角，地下二層，總建筑面積14436.84m2。建設地點地下水位極高，從《巖土工程勘察報告》中得知，地下水位埋深在自然地坪以下5.3-6.0m，年變幅1.5-2.5m，建成后面臨極大的防水壓力。土層情況：0-1.5m雜填土；1.5-3.3m粉質粘土；3.3-4.7m中粗砂；4.7-8.3m卵石；8.3-10.3m礫砂；10.3-22.8m粉質粘土。施工現場場地狹小，西邊緊鄰金陵小學，距金陵小學教學樓距離僅5米，東邊，南邊、北邊均為交通要道。

    二、設計施工

    本工程基坑開挖深度11m,設計支護樁鋼筋混凝土鉆孔樁直徑800㎜間距600㎜，樁長16.3m。經設計及現場試驗在兩混凝土支護樁中間，施工一個孔徑100㎜孔深9.1m高壓旋噴裝可達到旋噴樁緊密包裹混凝土支護樁，旋噴樁與支護樁形成一個整體可起到止水及支護作用。旋噴樁采用水泥漿液，水泥采用425號普通硅酸鹽水泥，水灰比：0.65采用高壓旋噴單樁法施工，單樁設計直徑100㎜。設計樁長9.1m，頂部標高-2.5m，底部位于砂礫土層。排樁平面圖如圖一，排樁立面圖如圖二，施工參數如表一所示。

圖一 ：排樁平面圖

圖二：排樁立面

表一：高壓旋噴樁施工參數

    根據現場試驗確定旋噴影響半徑R，并根據設計噴射長度H、單位時間噴漿量q、提升速度v、兩樁之間搭接長度α、損失系數β確定灌漿量Q及鉆孔間距L。

    鉆孔間距：L=2R-α

    注漿量Q=（1+β）Hq/v

    經計算本工程鉆孔間距為1.4 m,單樁注漿量為0.9m³。

    三、高壓旋噴樁止水帷幕施工工藝流程

    該工程采用單管高壓旋噴法施工工藝。

    1、施工工藝流程圖

    2、施工方法及要求

   （1）測放樁位：根據根據樁軸線施放樁位，使樁位偏差控制在20㎜以內。

   （2）泥漿準備：水泥質量及水泥漿配合比應符合設計及規范要求，要有合格證及檢驗報告。并通過無側限抗壓強度、變水頭滲透系數試驗確定止水帷幕的強度及抗滲指標達到設計要求。水泥漿攪拌時間不少于90s。

   （3）導孔施工：設備安裝應平穩對正。為保證鉆孔達到設計要求的垂直度，鉆機就位后應作水平校正，使鉆桿軸線垂直對準鉆孔，開孔前嚴格檢查樁位并對樁位進行編號。本工程采用兩臺鉆機施工，保證每天施工15個導孔。引孔孔位誤差小于20㎜，垂直度偏差不大于1%，深度偏差不小于100㎜。

   （4）旋噴成樁施工：注漿機械到位下管前需在孔口試驗檢查，防止噴嘴堵塞。經檢查無堵塞后將注漿管管頭對準到導孔孔口，開啟注漿泵閥門，待壓力達到設計之后，開啟旋轉裝置，邊噴射邊旋轉提至樁頂高程處。在噴射工程中必須時刻檢查漿液初凝時間、注漿流量、壓力、提升速度等參數符合要求。

   （5）沖洗：單樁施工完畢后應把注漿管等機具設備沖洗干凈，管內不得殘存水泥漿。

   （6）移動機具：沖洗完畢把鉆機等機具設備移動到新孔位上。

    3、施工中的注意事項

   （1）為防止水泥漿中的硬塊堵塞噴嘴，在水泥漿進入高壓泵前通過18目的篩網過濾。

   （2）當局部遇容易塌孔地層時，使用同孔徑PVC硬管插入護孔，保證旋噴樁樁徑及樁長。

   （3）高壓旋噴漿液排放問題。設立200×200×300漿液排泄通道，讓溢出的漿液集中到挖好的2000×2000×25000的泥漿池中進行處理，避免造成場地泥濘，影響施工。

   （4）為防止高噴灌漿過程中發生嚴重漏漿，采取向孔內填入砂、土等堵漏材料；在漿液中摻入速凝劑；降低噴射壓力、流量，進行原位灌漿等措施。

    四、質量檢驗

    在已完成的施工段進行開挖檢查，發現樁體連續型好，無漏洞；在旋噴樁中心和搭接部分鉆孔取樣，發現旋噴樁連續，經28天無側限抗壓強度測試，強度值達到了22.0-2.8Mpa；鉆孔進行變水頭滲透性試驗，測得其滲透系數最大值為1.28×10-7cm/s,驗證了墻體抗滲效果好。

    五、結語

    本工程采用的是單排旋噴樁。由于樁距、樁徑及漿液配比設計合理，旋噴壓力控制嚴格，帷幕連續性好、強度較高、止水效果顯著。本工程高壓旋噴注漿法施工止水帷幕是成功的，對今后同類工程施工具有一定的借鑒意義。

(本文來源：陜西省土木建筑學會   文徑網絡工程項目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)