水帷幕的隔水效应分析

周 奕

(西安市房地产经营一公司，陕西 西安 710001)

0 引言

近些年伴随着国家经济的发展，城市建设规模不断扩大，导致城市地面上有限土地资源利用殆尽。所以顺应城市发展趋势，城市地下工程建设施工数量也不断增加，地下商场，地下安防工程，地下停车车库数量不断增加。伴随地下工程施工难度的不断增加对于地下排水难度也不断增加，这时水帷幕的隔水施工技术得到广泛应用，本文所提到的工程就运用到水帷幕的隔水施工技术。该深基坑工程位于西安互助路十字东南角，因为该工程距离西安兴庆湖比较近，导致该工程所在地地下水位偏高，地下水位高达6 m，该工程为全地下4层车库工程，其深度达12 m，并且距离周边居民楼很近。所以开展地下工程时需要先降水排水，受周边居民楼影响太厉害不能降水，所以只能采用水帷幕的隔水施工技术并且要结合基坑降水方法。本文就是通过实例分析得出水帷幕的隔水效应形成条件，为国内相似工程施工提供有效参考。

1 水帷幕形成方法分析

目前在地下工程施工时，运用到水帷幕的隔水施工技术时，需要根据实际工程情况来施工。因面对实际工程情况每种方法都有各自的适用性和不可避免的局限性，所以其设置水帷幕的施工方法可以分为以下几种:第一种高压喷射注浆法，第二种深层搅拌法，第三种压力灌浆法，第四种射水成墙法，第五种小径钻孔灌注桩法，这些是目前较为常用的水帷幕形成方法。

1.1 高压喷射注浆法分析

高压喷射注浆法其适用于竖向和水平帷幕，并且对多种地质条件土层同样适用,如粘土层、软土层、黄土堆积层、细砂质类土层、粉土层都具有良好的隔水效应。但是高压喷射注浆法也有其局限性，就是面对土层中含有大量腐殖土或者含有大而粗的砂质类土层如卵砾石层时隔水效应就会变差。运用高压喷射注浆法时准备水泥浆液其压力应该在10 MPa～20 MPa之间，在该压力下高压喷射注浆法既可以切割破坏楔入土层，面对混凝土围护桩时又可以把其覆盖的混凝土冲洗干净，这样可以为混凝土围护桩和水泥浆液粘结创造良好的条件，达到对围护桩缝隙的填盖效果，隔水效应最大化。

根据不同现场施工情况，水帷幕的厚度一般在500 mm～2 500 mm之间，水泥用量一般在700 kg/m3～800 kg/m3。并且以梅花形对桩位进行平面排列，其中心间距为1.4 m～1.7 m。

1.2 深层搅拌法分析

深层搅拌法和刚性桩不能紧密帖服，对于这个局限性，该方法一般用于竖向水帷幕。深层搅拌法有两种方法:第一种喷浆，第二种喷粉法。深层搅拌法适用效果最好的是地质条件土层为软粘土层和粉质粘土层，并且对土层中含有高岭石等粘土矿物的土层，其隔水效应最佳。对含有氯化物和水铝石英或pH(酸碱度单位)值较低土层，其隔水效应不明显。深层搅拌法也可以用在细砂质类土层、粉土层施工中，但是其对含有大而粗的砂质类土层如卵砾石层不适用。

1.3 压力灌浆法分析

压力灌浆法适用于透水性能强的地质土层，如砂质土层和卵砾石层，在面对土层间空隙比较大的软土层以及湿陷性黄土层时也会用到压力灌浆法。

但是压力灌浆法其具有明显缺点，就是在面对基坑较深的施工情况时，浆液灌入土层中很难达到理想均匀效果导致隔水效应变差，这时就需要配合高压喷射注浆法或深层搅拌法来弥补压力灌浆法的缺点。

1.4 射水成墙法分析

射水成墙法基本形式为射水成槽，并且在工程施工时下放方形钢筋笼并且注入混凝土砂浆。其墙体厚度为255 mm～355 mm，之后形成一种连续性简易地下墙体。射水成墙法用于基坑较浅并且对于水帷幕出现漏水时情况处理工程基坑深度不大于10 m之内水帷幕隔水施工工程。射水成墙法不适用碎卵石含量较多的土层地下施工工程。

1.5 小径钻孔灌注桩法

小径钻孔灌注桩法适用于场地狭小，不能使用其他水帷幕形成方法，并且基坑小于6 m的地下施工工程。在用该方法时混凝土围护桩间隙只能在200 mm～300 mm之间。如果混凝土围护桩间隙大于这个区间不推荐使用该方法。

2 工程实例

2.1 工程概况

该深基坑工程位于西安互助路十字东南角，因为该工程距离西安兴庆湖比较近，导致该工程所在地地下水位偏高，地下水位高达6 m，该工程为全地下4层车库工程，其深度达12 m，并且距离周边居民楼很近。所以开展地下工程时需要先降水排水，受周边居民楼影响太厉害不能降水，所以只能采用水帷幕的隔水施工技术并且要结合基坑降水方法。基坑降水井平面布置图如图1所示。

2.2 地质条件

西安兴庆湖蓄水渗漏在湖周区形成饱和软黄土，黄土地区大面积地表蓄水体渗漏导致该地下水位上升，使黄土湿陷性减退，压缩性增高，地基条件复杂，从而形成大片的饱和软土区，人为造成工程地质条件施工复杂。本文以西安兴庆湖蓄水渗漏在湖周区形成饱和软黄土层，根据该地质条件，结合水帷幕形成方法，决定使用高压喷射注浆法实行水帷幕并且采用基坑降水。

2.3 水帷幕形成方法选择分析

根据该地质条件，结合水帷幕形成方法，决定采用素混凝土桩(部分内插工字钢)、旋喷桩水帷幕以及旋喷锚索相结合的形式施工并且采用基坑降水。共布置739根支护桩，基坑内设8口降水井，深16 m～19 m，基坑外布置6口观测井，井深16 m。运用高压喷射注浆法时准备水泥浆液其压力应该在10 MPa～20 MPa之间，在该压力下高压喷射注浆法既可以切割破坏楔入土层，面对混凝土围护桩时又可以把其覆盖的混凝土冲洗干净，这样可以为混凝土围护桩和水泥浆液粘结创造良好的条件，达到对围护桩缝隙的填盖效果，隔水效应最大化。

3 基坑施工分析

3.1 基坑施工流程

第一层土方开挖(深2.4 m)，土钉墙施工→素混凝土桩，旋喷桩的施工→监测点布置→四周排水井、排水管道的布置，冠梁施工→一层旋喷锚索施工→二层土方开挖→钢筋网安装，喷混凝土→第二、三层旋喷锚索施工→第三、四层土方开挖，钢筋网安装，喷混凝土→第四层清底至设计深度→基础施工→回填换撑、内支撑拆除，施工完毕。

3.2 帷幕隔水效果及加强措施分析

该工程基坑按照设计要求开始施工建设之后，水帷幕的隔水效应达到了所预期的效果。为了防止突发事件削弱水帷幕的隔水效果，我们还有加强措施。

在止水柱后进行注入沙浆补强措施，在基坑墙壁采用钢筋网覆盖工程并且喷涂速干混凝土材料。

如果水帷幕墙后面有多余空间的话，我们可以把水帷幕墙后的浅层粉土去除掉(因为该土层在墙体表面覆盖)把水帷幕后面多余空间用沙袋填满。并且覆盖钢筋网喷涂速干混凝土材料。

在基坑里用编织袋，沙袋，干燥稻草把较大空隙填平，然后覆盖钢筋网喷涂速干混凝土材料。

对基坑中塌陷的地面进行回填修复，没有塌陷的需要喷涂保护材料，再对夯实回填的地面覆盖钢筋网喷涂速干混凝土材料。

4 结语

近些年伴随着国家经济的发展，城市建设规模不断扩大，导致城市地面上有限土地资源利用殆尽。所以顺应城市发展趋势，城市地下工程建设施工数量也不断增加，地下商场，地下安防工程，地下停车车库数量不断增加。伴随地下工程施工难度的不断增加对于地下排水难度也不断增加，这时水帷幕的隔水施工技术得到广泛应用，通过本文我们了解到水帷幕的隔水效应对基坑工程的实际效果及重要性。