塑性混凝土防渗墙在深基坑防水中的应用

张 磊，梁仁旺

（太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024）

塑性混凝土防渗墙在深基坑防水中的应用

张 磊，梁仁旺

（太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024）

文章结合太原市新城市花园基坑的防水设计，介绍了塑性混凝土防渗墙这种新型的基坑止水帷幕在太原市的第一次应用，并介绍了塑性混凝土防渗墙的设计原理、设计深度、设计厚度以及混凝土的配合比设计，另外介绍了本工程中防渗墙的施工方法及防水效果等。

基坑；塑性混凝土；防渗墙；止水帷幕；质量控制

1 引言

随着地上空间的紧缺，人们越来越注重利用地下空间，这就导致在基坑施工中，基坑深度越来越深、基坑越来越大，这就给基坑支护带来一定的困难。现在的基坑支护主要是处理好止水与降水的问题，因为挡土支护结构的理论与施工均已成熟，最主要是基坑的止水形式。现在常见的基坑止水帷幕已很难满足这些深基坑的防水要求，那么就要积极寻找新的材料、新的施工工艺来保证基坑的安全。塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料。与普通混凝土相比，塑性混凝土弹性模量低、极限应变大、能适应较大变形、抗渗性能好，同时还具有节约水泥、降低造价、施工方便等优点。因此，在国内外被广泛用做防渗墙墙体材料，其防渗效果好，能够较好地解决现在深基坑的防水问题。[1]

2 工程概况

太原市新城市花园基坑西临长治路，北边是寇庄南街，南边是王村北街，东边是还未拆迁的民房。本基坑平面接近正方形，长约215 m，宽约190 m，基坑面积约40 000 m2，基坑深约15.2 m，是太原市目前最大的基坑。

3 工程地质

3.1 岩土分布

根据野外钻探，本次勘探40 m深度范围内，场地地基土自上而下依岩性可划分为6层。

第①1层：杂填土（Q42mL）。

第①2层：素填土（Q42mL）。

第②1层：粉土（Q42al+pl），该层平均厚度为5.67 m，层底深度为3.60～8.90 m，层底标高为772.87～776.61 m。

第②2层：粉土（Q42al+pl），该层平均厚度为3.35 m，层底深度为6.50～12.40 m，层底标高为768.14～773.71 m。

第②3层：细砂（Q42al+pl），该层平均厚度为1.56 m，层底深度为6.70～8.80 m，层底标高为771.14～773.07 m。

第③1层：粉质黏土（Q42al+pl），该层平均厚度为3.20 m，层底深度为9.30～14.70 m，层底标高为766.50～770.95 m。

第③2层：中砂（Q4al+pl），该层平均厚度为3.16 m，层底深度为10.50～18.50 m，层底标高为763.93～769.27 m。

第④层：粉土（Q4al+pl），该层平均厚度为4.43 m，层底深度为14.20～24.00 m，层底标高为757.84～765.67 m。

第⑤1层：中砂（Q4al+pl），该层平均厚度为9.49 m，层底深度为23.80～30.70 m，层底标高为751.68～756.47 m。

第⑤2层：中粗砂（Q4al+pl），该层平均厚度为8.75 m，层底深度为31.40～43.60 m，层底标高为738.83～749.04 m。

第⑥层：粉质黏土（Q4al+pl），该层平均厚度为5.66 m，层底深度为35.80～45.20 m，层底标高为735.04～744.74 m。

3.2 地下水情况

本场地40 m以上有两层地下水：第一层为潜水，赋存于第2-1层粉土中，静止水位埋深3.6～4.6 m，标高775.90～776.32 m；第二层为承压水，赋存于第3-2层中砂和第五层中粗砂中（4层粉土部分段缺失）导致3-2层与5层贯通；隔水顶板为2层粉土及3-1层粉质黏土，隔水底板为6层粉质黏土。承压水为4.7～7.0m，高程773.62～775.47 m。

4 设计原理及设计参数

4.1 设计原理

由于基坑较深，水位降深达到近10 m，所以对止水帷幕的要求较高，不能发生漏水现象且止水帷幕的深度要达到40 m，把5层砂彻底封住，切断地下水补给通道，这样才能保证基坑的绝对安全。那么在基坑防水中常见的几种止水帷幕就很难达到这样的高要求。旋喷桩施工方便但止水效果不甚理想，经常发生漏水事故。水泥土搅拌桩的止水效果较好，但就目前的技术很难打到40m的深度，所以就不得不寻找一种新的防水材料。而塑性混凝土防渗墙就可以满足这样的要求，它可以说是不放钢筋的地下连续墙，施工工艺也较成熟。所以经过相关专家的几次论证后，决定采用塑性混凝土防渗墙作为止水帷幕。

4.2 设计参数

由于塑性混凝土防渗墙只作为止水帷幕，并不是挡土支护结构。故防渗墙的设计厚度为600 mm，防渗墙的深度为40 m，并将5层砂彻底封住了，并进入了6层粉质黏土至少2.0 m，这样就保证了防渗墙的止水效果。塑性混凝土防渗墙的混凝土强度28天要达到设计值4 MPa，渗透系数小于1×E（-7），允许坡降J>60。[2]混凝土的参考配合比见表1。

5 技术要求

表1 防渗墙参考配合比 kg/m3

5.1 导墙

为保证成墙质量，在施工之前应设导墙，导墙必须直立、稳固、位置准确。平面位置对地下墙中心线距离的允许偏差值为±10 mm，墙面不平整度小于5 mm。导墙详图见图1。

图1 导墙详图

5.2 清孔控制

造孔完成后，应对造孔质量进行全面检查，合格后进行清孔换浆。清孔换浆采用抽桶出渣法，待清孔换浆结束后1 h，对换浆情况进行检测。清孔换浆合格的标准为：清孔换浆结束后1 h，孔底淤积厚度不大于10cm，槽孔内膨润土泥浆重度不大于1.2g/cm3，漏斗黏度不大于45 s，含砂量不大于5%。[3-4]

5.3 墙板质量控制

墙板安装允许偏差见表2。

表2 墙板安装允许偏差

6 施工工艺

6.1 成槽方式

成槽方式采用液压抓斗两钻一抓成槽，每一槽段3～5 m。槽孔建造质量应按下列要求控制：①槽壁应平整垂直，不应有梅花孔、小墙等；②孔位允许偏差不大于30 mm；③孔斜率：钻抓法施工时不得大于4‰。

6.2 墙体连接

墙段连接采用钻凿法或接头管法，钻凿法接头套接孔的两次孔位中心在任一深度的偏差值不得大于设计墙厚的1/3（13 cm）。二期槽孔清孔换浆结束前，应清除接头槽壁上的泥皮，清除泥皮用钢丝刷子钻头分段刷洗。合格条件是：刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。不管用哪种方法接头一定要保证接头良好不渗水。见图2。为防止墙段搭接处的渗漏在防渗墙每墙段搭接处用两个双管高压旋喷桩进行防渗加固，水泥用量350 kg/m，喷浆压力26 MPa，提升速度为10～15 cm/min，引孔的孔位偏差不大于2 cm，钻孔倾斜不大于0.5%。见图3。[5-6]

图2 塑性混凝土防渗墙墙体连接图

图3 墙段搭接示意图

7 墙板质量检查

7.1 钻芯取样

在成墙28天后,本工程委托监测单位山西省建科院沿防渗墙轴线布设钻孔检查点进行了钻孔检查，用取出的芯样作室内试验检测抗压强度、渗透系数和渗透比降，得出墙体的渗透系数为1.25×E(-8)、渗透比降J为80>60均满足设计要求。

7.2 开挖检查

在成墙28天后，沿防渗墙轴线布设了开挖检查点，开挖检查点每处开挖长3～5 m、深2.5～4.0 m，检查墙体的墙段连接和墙体厚度，通过检查表明墙体质量满足设计要求。

8 结束语

本工程在太原市第一次将塑性混凝土防渗墙引入基坑止水中，通过精心设计以及严格的施工控制达到了良好的工程效果。在基坑施工过程中基本没有发生渗漏事故，不仅缩短了施工工期，而且降低了造价，更重要的是它为基坑防水中提供了一种新的止水形式。参考文献：

[1] 龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.

[2] 程瑶.塑性混凝土配合比试验研究及应用[J].长江科学院院报，2002，19（5）：62-64.

[3] DJ/T5199-2004《水电水利工程混凝土防渗墙施工规范》[S].

[4] JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》[S].

[5] 杜建红.芭蕉河二级水电站围堰砂卵石层帷幕灌浆施工技术[J].西北水力发电，2002（1）：34-37.

[6] 水利水电工程编委会.水利水电工程[M].北京：知识产权出版社，2005.

Application of Concrete Cut-off Wall in Deep Hole Excavated for Building Foundation Waterproofing

Zhang Lei，Liang Renwang

The present paper unifies the Taiyuan Xincheng garden hole excavated for building foundation the waterproof design，introduced quaking concrete cut-off wall this kind of new hole excavated for building foundation stops the water curtain in the Taiyuan’s first application，and introduced the quaking concrete cut-off wall principle of design，the designed depth，the design thickness as well as the concretes mixture ratio design.moreover introduced in this project the cut-off wall job practice and the waterproof effect and so on.

hole excavated for building foundation；quaking concrete；cut-off wall；stops the water curtain；quality control

TU46

A

1000-8136(2011)08-0019-03