袖阀管注浆基底隔渗技术在工程中的应用

卫 芷

1 工程概况

本工程地下车库基底深度为-10.50 m，基坑地下水位位于地表下1.1 m～1.8 m，在勘探深度范围内场地地基土自上而下可划分为6个大层，突水层主要为第③层粉质粘土层与第④层中砂层的承压水，开挖前基坑与止水帷幕、工程桩已施工完毕，由于该工程北面距某办公楼3 m、南面与正在施工的32层楼相连、西面距7层的某家属楼4 m，东侧距太原市迎泽公园迎泽湖仅有1000 m，地下水资源充沛，有良好的补给水源。若采取强降水施工，会造成周围地层不均匀，排水固结，从而引起不均匀沉降，对周围建筑物造成较大影响;经计算，采用降水井降水日抽水量为723.456 m3，施工完成后将抽取掉91155.456 m3地下水，相当于2.51个迎泽湖内的水。为实现深基坑封闭截水，有效保护地下水资源，实现绿色施工，决定采用袖阀管注浆进行基底隔渗。注浆深度10 m的孔为649个，有效加固深度6 m，注浆深度4 m的孔为84个，有效加固深度3.5 m。

2 袖阀管注浆基底隔渗技术的特点

1)袖阀管注浆基底隔渗是一种新的施工方法，目前国内无成熟的施工经验可以借鉴，施工质量的控制是工程的重点和难点。2)袖阀管注浆基底隔渗是利用注浆技术对基底进行加固，通过加固土体来抵抗地下承压水作用，并封闭地下水路，与周围止水帷幕形成封闭截水，达到不降水同样可以正常施工的目的，这是深基坑施工中一个重大的突破，意义深远，也是建设部2010年起推广的建筑业10项新技术中的一项。3)有数据显示，目前华北地区地下水资源已经超采达2000亿m3，在地下已经形成了一个巨大的漏斗。如果在施工过程中仍然采用井点抽水降水，将造成更大的水资源浪费。袖阀管注浆隔渗能减少工程施工对水资源的无度开采和污染，大量减少地下水的消耗，实现封闭截水。有效保护了地下水资源，实现绿色施工。

3 方案比较

工程开工前，组织项目成员考察和调研多个同类型的在施项目，发现在施工深基坑工程和高地下水位的工程时仍采用传统的帷幕+轻型井点降水施工工艺的工程，施工进度一般比较缓慢，施工难度大，同时抽出大量的地下水资源白白排入下水管网浪费掉。

采用袖阀管注浆隔渗封闭截水技术可以达到加固土体的目的。同时该技术与减压井降水相比较不需要抽取地下水，可以节约大量的水资源，保持生态平衡，符合我国节能、降耗的国策，同时也能节约工程施工费用。

4 袖阀管注浆基底隔渗技术应用

4.1 问题的发现

2010年4月8日项目管理人员对试成孔注浆的77根袖阀管注浆质量进行检查，检查发现，注浆质量合格的有59根，合格率为76.6%，不合格的主要项目有吃浆量过大、成孔垂直度偏差大、个别孔位位移导致渗透系数不满足要求(渗透系数降低到10-4cm/s～10-5cm/s以下)，达不到加固软弱土体的目的。

为了找到影响袖阀管注浆施工质量的主要问题，项目管理人员认真地对调查出的影响因素进行了频数统计，见表1。

表1 影响袖阀管注浆施工质量的因素统计表

从表1中可以看出注浆管破裂是影响袖阀管注浆施工质量的主要问题。

4.2 原因分析

经过认真分析检查从19个可能影响因素中分析出主要原因是:

1)套壳料未掺入膨润土;2)注浆料配比不明确;3)袖阀管安装不到位;4)注浆压力选择不当;5)注浆器每次提升高度控制不合理。

4.3 实施

1)为防止袖阀管在注浆过程中变形、变位或破损，保证注浆料通过，在注浆段范围内先浇筑套壳料，套壳料的配比严格按参数控制。

2)配制的浆液具有可调性，浆液本身的防渗性和耐久性满足设计要求。

注浆主剂为水泥(42.5普通硅酸盐水泥)，为防止浆液离析、沉淀、收缩和增加固结体的强度、浆液的可灌性，可适量加入辅剂XPM纳米灌注剂，水为可饮用的井水、河水及其他清洁水，不得采用pH＜4的酸性水、工业废水。浆液的配比按照现场试注后进一步确定为水∶水泥∶XPM 灌注剂 =0.8∶1∶(0.06～0.065)。浆液的搅拌采用立式强制正向搅拌机，容量为0.75 m3，叶片旋转速度150 r/min～180 r/min，功率4 kW。注浆完后经检查全部满足要求。

3)袖阀管管底采用专用管冒封闭，检查胶圈，杜绝破损不牢固的管下入孔内，下管后封闭孔口，防止异物掉入和移机时损坏。通过对袖阀管安装时严格要求，未出现胶圈破损及不牢固的管下入孔内，未发生注浆段开裂现象。

4)详细了解地勘报告，按照试注时注浆结果符合质量要求的参数，明确不同土层的注浆压力，并严格控制。本次成孔及有效加固深度范围主要为第③层粉质粘土与第④层中砂层杂填土，经多次试验，粉质粘土层中注浆压力为0.5 MPa～0.8 MPa，杂填土与砂层中为0.1 MPa～0.3 MPa，套壳料劈裂压力不得大于1.0 MPa。当有浆液从袖阀管内大量泛出时说明双塞有破裂，必须停止注浆并拔出更换。每次提升高度应控制在1.0 m，相邻两孔应交错提升，确保每一层位都能均匀注入。为达到反复注浆可将注浆段隔0.5 m～1.0 m提升一次，二次注浆时可交错隔米施注。通过对不同土体注浆压力的控制，土方开挖过程中，未发现涌水现象。对周围建筑物进行密切观测，未发现有异常现象。

5)结合试验数据明确每次提升的合理高度为0.5 m，相邻两孔交错提升。注浆时遵循注浆范围与注浆量双控制的原则，次序为由下至上，先外排后内排，隔孔隔排进行，外排为定量注浆，内排为饱和注浆，注浆器每隔0.5 m提升一次，严格控制注浆器每次的提升高度，保证每段范围内都能得到充分的浆液注入。通过以上方法，保证了每一层位内都有浆液充分注入。

5 结语

袖阀管注浆历时56 d。在施工期间，有关专家多次亲临现场指导，对施工中出现的技术问题及时进行解决，使工程进展较为顺利。从根本上改善了土质，达到了止水(防止突涌)并加固土体的目的，与灌注桩+帷幕+减压井相比较，共节约费用160428元。通过该工法的应用，积累了经验，培养了一批人才，锻炼了一支队伍，为企业的持续发展提供了保障，为今后类似工程施工提供了经验。

施工方便，节约工期，有效减少对相邻建筑物的影响。应用建筑业推广的十项新技术之一，避免了地下水的抽取浪费，为企业在社会上赢得了一致的好评。

通过该工艺的改进与创新，发布了《袖阀管注浆基底隔渗封闭截水》施工企业标准，编制了袖阀管注浆施工工法，为企业今后类似工程的施工提供依据，填补了省内空白。

一次性的解决了施工中的难题，为之后的施工降低了难度并大幅的提高工程进度和质量。同时充分的体现了绿色施工、节能环保的理念，在保证了工程质量的同时也为国家节约和保护了大量的地下水资源。施工中共节约水资源91155.456 m3，能满足100000人一个月的生活用水。

[1]兰剑锋.压力注浆法在地基处理中的应用[J].山西建筑，2010，36(7):103-104.