止水帷幕及降水技术在深基坑支护工程中的应用

田琦

[摘要]在深基坑支护工程当中，可采用土钉墙、排桩支护、止水帷幕以及管井降水等方式。在进行合理策划与组织的基础上，提升深基坑支护工程的施工质量与进度，并且强化其安全性，节约施工成本，有着不错的技术经济效果，尤其是在狭小场地的深基坑支护工程当中，有着较为良好的应用。

[关键词]止水帷幕；降水技术；深基坑支护工程；应用

文章编号：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0075 - 02

随着近年来城市化进程逐渐加快，越来越多的高层建筑拔地而起，进一步推动了深基坑支护技术的快速发展。深基坑施工有着一定的危险性与施工难度，极易引发基坑周边土体沉降或位移，对附近建筑物、管线以及道路带来隐患，进而出现不可挽回的损失，也拖慢了施工进度。基层支护则能够最大限度地保证土方开挖以及基坑边坡的稳定安全，同时还可确保基坑内部作业环境的干燥，避免附近建筑物由于深基坑的施工而出现沉降，进而对结构安全造成影响，导致建筑物裂缝或倾倒。文章将结合具体工程实际，对止水帷幕及降水技术在深基坑支护工程中的应用进行深入探讨。

1 工程实况

功臣御苑（西区）拟建1#2#3#楼，布设地下室，其基坑开挖深度约为5.5m。基坑长为237m，宽为37m，基坑北侧有两处距离较近的建筑物，为2层框架式结构的配套商铺，基坑距地下室外边线为14m，其余部位较为空旷，无重大荷载。

1.1 场地地质条件

①层，杂填土：杂色，松散，稍湿～湿。成分以混凝土塊、炉渣、砖块等建筑垃圾及生活垃圾为主，含粉土等，局部地段分布有耕土。

该层厚度分度不均，北侧堆土部位分布较厚，揭露厚度介于0. 20～6.90m之间，层底标高介于423.90～ 429. 44m之间。

②层，粉土：黄灰～褐灰色，稍密，湿。土质不均，含灰渣、碳屑、腐殖质等，虫孑L及孔隙发育。摇振反应迅速，切面粗糙，干强度及韧性低。该层具中等压缩性，压缩系数a0.1-0.2平均值为0.267MPa -1、天然含水量∞平均值为23. 9070、天然孔隙比e平均值为0. 719、标准贯入试验实测击数平均值3.6击。

该层厚度分度不均，揭露厚度介于0.80～3.30m之间，层底埋深介于1. 90～8.60m之间，层底标高介于423. 39～428.14m之间。

③层，粉土：褐黄色，稍密，湿。土质均匀，略具粘性，具孔隙，局部夹有粉质粘土条带及细砂团块。摇振反应中等，切面粗糙，干强度及韧性低。该层具中等压缩性，压缩系数a.1～0.2，平均值为0.237MPa -1、天然含水量ω平均值为24. 0%、天然孔隙比e平均值为0. 712、标准贯入试验实测击数平均值10.5击。

该层厚度分度不均，揭露厚度介于4.70～ 10. lOm之间，层底埋深介于8.40～ 17.OOm之间，层底标高介于415.58～ 420.04m之间。

1.2 水文条件

经钻探揭露，场地地下水类型为潜水，稳定水位埋深2. 80～3.50m，标高425. 68～ 426. 38m，地下水自西向东趋势径流，补给汾河。

场地稳定地下水位主要位于第③层粉土上部，局部位于第②层粉土下部，场地地下水主要由大气降水及地下水侧向补给，勘察时为平水期，水位季节性变化幅度在0.50m左右。

2 止水与降水方案选择

结合该工程的场地地质条件与水文条件，并对其附近建筑物、地下管线与道路的具体分布，在北侧设计为三级基坑，采取截水帷幕+管井降水。而通过对基坑开挖可能会受到地下水对基坑和周边环境造成的影响进行分析，便采取水泥土搅拌桩止水帷幕技术进行止水。其中，在设计水泥土搅拌桩止水帷幕时，其桩长为lOm，采用双排帷幕设计，有效成桩直径不得小于500mm，桩与桩的咬合不得小于200mm。

通过对地质勘探报告进行分析可以看出，该场地的地下水较为丰富且水位偏高，虽止水系统已初步形成，但鉴于其水量与水位的缘故，还需在基坑内设置管井进行降水。为了避免在降水过程中基坑地下水流失过度而对环境带来破坏，则还应采取回灌技术来有效控制地下水位，保障周边建筑物的安全。

3 水泥土搅拌桩止水帷幕施工工艺与具体操作要点

3.1 施工工艺流程

具体流程为：施工准备一测量放线一导沟开挖一确定施工顺序一水泥土搅拌机就位一钻具选用一水泥土搅拌机垂直校核一水泥浆注入一钻进搅拌一记录数据一下一施工循环。

3.2 水泥土搅拌桩止水帷幕施工要点

1）结合水泥土搅拌机的具体数量去安排进场施工的先后顺序，同时对施工现场的地下障碍物进行探测并清理干净，确保顺利施工。同时，根据工程项目的基准点与平面设计图去放出控制线，设置临时控制点并要求监理验收。

2）结合基坑围护边线用挖机进行开沟，沟的宽度要根据围护结构的厚度决定。采取跳桩式施工，确保墙体的连续性与接头质量完好。

3）水泥土搅拌机就位时，在施工员的统一指挥下进行桩机就位，保障钻机的垂直度。此外，还需根据土层结构的不同去选择不同的钻具，如针对砂土、粉土等弱土层，则选择普通砂层钻；针对碎石、卵石等硬地层，则选择硬质砂层钻。

4）水泥土搅拌桩止水帷幕在开孔之前要对机械架进行校对，保障止水帷幕垂直度的偏差在0.5%之内，搅拌轴垂直偏差要小于50mm，只有保持水平状态才能进行施工。现如今的水泥土搅拌机能够实现投料拌浆自动化，同时将制作好的水泥浆液按照设定的流量与压力进行注浆。制作好水泥浆之后，将其进行过滤放人储浆桶备用，不过要确保水泥浆从制作好到用完不可超过2h，注浆过程会经由2台注浆泵、l台气泵，从出口注入到孔底土体。水泥土搅拌桩止水帷幕在钻进过程中应保持注浆均匀，第一次与第二次的喷浆量须控制在60%和40010；为避免桩顶喷浆，需保证桩顶水泥土的强度，同时还需保持一定的钻进速度，下沉不得超过每分钟1m，上升不得超过每分钟0.Sm，保证不同深度都要得到充足搅拌。邻近桩体施工间隔时间不可大于24h，预搅拌使还应将软土完全搅拌切碎，使其能够更好的与水泥浆充分拌合。在压浆过程中，倘若送浆不可避免而中断，则需要在恢复送浆时向下钻进50cm，再进行喷浆提升。

4 管井井点降水与回灌井施工

4.1 管井井点降水

在基坑内部设置降水井，保证间隔为13～17m，具体位置可结合不同施工情况而定，该工程总共设置40口降水井。孔直径为600mm，采用无砂管，井深度为9m。在井管周边4mm～ 6mm的位置填上混合滤料，通过抽水洗井待水完全清澈后，再用粘土封住。做好观测井的设置工作，在降水过程中要对周边观测井予以观测，确保水位下降速度不能太快。降水要同步且对称进行，结合设计的要求，保证水位差在0. 5m之内。同时，降水深度也應严格控制，避免由于降水过度而导致周边建筑物和道路遭到破坏，具体深度要严格控制在基坑底面标高以下0.5m。

4.2 回灌井施工

结合工程施工现场的具体情况，在基坑北侧的建筑物之间设置4口回灌井，采用直径为400mm的无砂管，井的深度为20m，详细的做法与降水井施工基本一致。此外，由于回灌井设置在居民住宅区内，有一定的安全隐患，所以在回灌井井口应高于地表0.3～0.5m，并做好防护措施，周边放置醒目警示牌，避免有行人或杂物掉落井中。根据对回灌井中的水位变化进行实时观测，去调节回灌水量，确保地下水位保持平衡，通常回灌水量不应超过原来稳定状态的水面标高。

5 结语

综上所述，对于深基坑施工而言，衡量其安全性的主要参考标准在于边坡的稳定性以及渗漏情况有无。通过文章所述的实际工程的深基坑开挖中，未出现渗漏，同时经由第三方检测机构所鉴定的周边建筑物沉降情况显示，最大沉降量位移为2. 27 mm，完全处于规范与设计要求的范围之内。由此可见，该工程采取的水泥土搅拌桩止水帷幕技术能够有效截断深基坑外围水，同时结合降水与回灌技术，便能最大限度保证地下水位的稳定，保护了深基坑施工的土方开挖工作以及周边建筑物的安全，提升了深基坑施工质量，保障最终完工的工期。

参考文献：

[1]杨斌.止水帷幕及降水技术在深基坑支护工程中的应用[J].安徽建筑，2014，21（3）：92 -93.

[2]苑伟.止水帷幕在深基坑支护及降水中的作用效果研究[J].工程技术：文摘版，2017.

[3]俞美华，宁万辉，止水帷幕和管井降水在深基坑支护中的应用[J].西北水电，2009，（06）：53 -56.