深基坑工程止水帷幕渗漏修复工程实例

【摘 要】深基坑止水帷幕失效，如不及时修复，将影响基坑的安全；本文以广东省廉江市某大楼深基坑为实例，介绍了止水帷幕渗漏失效后，采用压力注浆修复止水帷幕的施工技术。

【关键词】深基坑；止水帷幕；失效；修复

一、前言

深基坑施工技术，是国家建筑业10项新技术（2010年版）的施工技术之一，也是行业内重点研究的课题。

深基坑止水帷幕失效，渗漏、流砂、塌方……对基坑安全构成严重威胁，本文仅以注浆修复为例。

二、工程实例

（一）工程概况

某大楼位于中山北路西侧，呈南北向长方形分布，长37.58m，宽27.2m；建筑面积；地上18178.75m2、地下904；建筑高度78.6m，建筑层数；地上23层、地下1层；采用框架结构。其地下室基坑深3.5m，设计采用Φ700mm@600的单管旋喷桩进入强风化岩0.5m，在基坑周边形成止水帷幕以封闭地下水。基础采用人工挖孔桩，持力层为中风化岩。因旋喷时在不同地层采用同一施工技术参数，致使在帷幕局部中粗砂地层中胶结不良或无胶结，并且旋喷法不适应风化黄铁矿层，不能有效隔断基坑内外的水力联系形成止水帷幕，导致在人工挖孔桩施工过程中长期大量排水，一些桩孔出现涌沙现象。同时，抽水形成的降落漏斗使基坑周边地层的有效应力增大和地基沉降不均匀，而使其坑击边数栋房屋发生不均匀沉降，出现裂缝，因此应修补原止水帷幕，减小地下水流量，以便后续人工挖孔桩施工。考虑劈裂注浆即可在中粗砂又可在风化黄铁矿层形成帷幕，且施工简单方便，因此决定采用劈裂注浆法修复基坑原止水帷幕。

（二）地质条件

场地地层自上而下分布如下：①素填土，砖红～褐红色，稍湿，松散，主要为粉质黏土，夹有块石、碎砖等，平均厚1.6mm；②耕植土，灰～褐灰色，稍湿～湿，可塑，土中含有机质和植物根，平均厚1.1m；③粉质黏土，黄褐～红褐色，稍湿～湿，硬塑，土中含少量砂，无摇振反应，平均厚2.9m；④粉细砂，黄褐色，湿～饱和，稍密～中密，砂中含黏土质，平均厚1.0m；⑤中粗砂，黄褐色，饱和，中密，底部含少量砾石，平均厚4.1m；⑥风化黄铁矿层，大都已风化成土状、砂状及块状，顶部夹有一层0.1～0.3m的石英岩碎块，其厚度变化大，平均厚度3.9m；⑦全风化砂岩，砖红色，风化成粉质黏土，湿～很湿，可塑，含少量砂，平均厚4.5m；⑧强风化砂岩，灰～深灰色，节理裂隙极发育，岩石破碎呈块状，碎块状，块径2～8cm，厚工1.5～2.2m；⑨中风化砂岩，灰～深灰色，砂质结构，中厚层状构造。

场地地下水主要储存于粉细砂、中粗砂和风化黄铁矿层中，属承压水，岩体含弱裂隙水，素填土含弱孔隙上层滞水。场区地下水位受来水河水位影响，呈季节性变化，稳定水位埋深4.0～5.1m，场地范围内地下水总体由东往西，由高往低向来水河方向排泄。经试验各土层渗透系数见表

表一

土层名称 平均值/（cm/s）

粉质黏土 2.95×10-6

粉细砂 1.29×10-4

中粗砂 3.85×10-3

风化黄铁矿 1.43×10-2

据抽水试验，水位降低13.4m，流量为5.121L/s（442.45t/d），由抽水试验可知，中粗砂和风化黄铁矿层的综合渗透系数为2.98×10-2cm/s

由以上可知：中粗砂和风化黄铁矿层渗透性较强，是良好的含水层，既是强透水层，同时也有利于注浆的渗透，适合采用注浆来修补基坑原止水帷幕渗漏地段。

（三）注浆设计

（1）注浆孔布置 选择帷幕附近渗漏量大的3、32、33号桩孔地段布置注浆孔（图一）。根据浆液的有效范围相互重叠原则进行注浆孔布置，注浆孔距根据现场注浆试验确定。在3、32、33号桩孔附近设计单排注浆孔，孔距1.5m，注浆防渗帷幕厚0.3～0.5m。帷幕每个渗漏地段附近设计注浆孔5个，孔深至强风化砂岩0.5m，采用先分段充填注浆，后全孔灌注孔底注浆方式。

图一 基坑止水帷幕及注浆孔平面布置

（2）注浆工艺

1）注浆压力 在注浆施工前必须确定极限注浆压力。当注浆压力超过最大极限压力时，浆液就会溢出地表导致地表隆起；当注浆压力小于最小极限压力时，注浆的有效范围将因此而减少。注浆压力与注浆速率、注浆管径、注浆孔深、土性参数、浆液性质与配合比等各种因素有关。劈裂注浆最大极限压力通常按被动土压力理论计算，该工程设计注浆压力为0.2～1.0MPa。

2）注浆浆液及配合比。因在中粗砂和风化黄铁矿层中注浆为充填～劈裂型，在粉质黏土、粉细砂中为压密～劈裂型，故为有效控制注浆范围，提高止水效果。根据各序孔注浆目的，分别采用水泥浆和水泥～水玻璃双液注浆，但以双液注浆为主。水泥浆（S液）采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比（质量比）变化范围是0.6：1，水玻璃浆（C液）用40～45Be’水玻璃调至30～35 Be’。双液注浆时视注浆现场施工情况控制C：S（体积比）=1：0.3～1：1。

3）注浆方法。注浆按间隔跳跃、分序加密的原则人两序孔进行：一序孔注浆以充填土层孔隙为目的；二序孔注浆以劈裂地层，在地层中形成防渗帷幕为目的。因该工程属浅部注浆，故选择小浆量反复多次的注浆措施，以控制孔口及劈裂裂缝冒浆现象。

（四）注浆施工

（1）施工工艺 孔位放样一序孔钻孔插入一序孔花管一序孔封闭浆液配方试验分段注浆（每段长约2m）清管、备用，钻二序孔插入二序孔花管二序孔封闭浆液配方试验注浆清管、备用。

（2）主要施工设备 100m地质钻机一台，BW-250/50型泥浆泵两台，制浆机一台，储浆池、定量加水器、注浆花管、孔口混合器等若干。

（3）注浆施工注意事项

1）双液注浆浆液。水玻璃用量必须用计量器控制；在现场试验浆液的初凝时间，以实际操作能顺利注浆不发生堵管为原则。

2）采取措施

①单液和双液注浆交替进行，单液注浆先稀后稠。

②双液浆液初凝时间控制在40～80s。

③注双液浆液过程中采用间歇式注浆方法，即停注20～30S，让其稍有凝固后再进行注浆，反复多次。

3）注浆结束标准。根据基坑周边地层被潜蚀，空隙较大的情况，一序孔注浆以充填地层的空洞、孔隙为目的，注浆压力

（五）效果检验

（1）现场注浆情况 一序孔注浆终止压力一般为零，地表无开裂现象，基坑周边粉细砂、中粗砂地层因潜蚀而在注浆时得以充填；二序孔造孔过程中均见到水泥胶结物，同时护孔套管中水位明显高于基坑人工挖孔桩水位，说明一序孔注浆起到了充填效果。由于一序对地层的充填作用，二序孔注浆时单位吸浆量相对均匀，单位吸浆率均小于一序孔。各孔注浆时沿基坑修补段形成裂缝，该阶段注浆初始压力为零，而后逐步升压，终止压力0.2～1.1MPa。

（2）排水检验 注浆结束后，人工挖孔桩施工排水量明显减少，基坑周边房屋沉降基本停止。

三、结束语

工程实践和理论分析表明，采用劈裂注浆法修复失效基坑止水帷幕是可行的，它有效地减少了基坑排水量、基坑周边地层的潜蚀、地基和房屋沉降。注浆前应详细了解失效基坑止水帷幕地层和施工技术参数等情况，根据现场地层情况确定浆液配合比与浆液压力。注浆效果还在于施工管理与质量控制。

参考文献：

[1]《最新深基坑支护工程设计施工技术标准实施手册》本书编委会，2003年中国音像出版社出版