高压喷射注浆技术在深基坑止水防渗中的应用

摘要：本文结合工程实例，主要探讨了高压旋喷桩在止水帷幕渗漏与涌砂处理中的应用，验证了高压旋喷施工技术值得广泛推广和应用的明显优势和良好效果。

关键词：高压旋喷桩；止水帷幕渗漏；处理；应用

1 理论概述

在工程实际中，应用高压喷射注浆法处理地基，在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面，已经有了广泛的应用，有关部门也制定了相应的施工设计规范。在一些大城市，随着地铁建设和高层建筑的崛起，不少深基坑工程亦都采用了高压喷射注浆技术来进行深基坑的止水防渗。

高压喷射注浆按注浆管类型可分为单管、二重管和三重管三种方法。单管以单纯喷射水泥浆液；二重管在水泥浆液射流外面包裹一层高压空气同时喷射，来破坏土层结构，同时完成置换、填充；而三重管则是以包裹了高压空气的高压水流来破坏土层结构，再以水泥浆液进行置换、填充。

工程实践证明，该法对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑性粘性土等地基都有良好的处理效果。高压旋喷桩施工中各种技术指标的选取是影响工程施工和质量的关键，目前高压旋喷施工技术已有了广泛的应用。

2 工程概述

南京市南京大华.锦绣华城的N地块：01栋地下一层，地上27层；02栋地下一层，地上29层；03栋地下一层，地上32层；由煤炭工业部南京设计院设计，江苏南京地质工程勘察院负责岩土工程勘察.项目主体基坑设计采用ф900@1200钻孔桩围护，桩间采用ф800高压旋喷桩做止水帷幕。主体基坑土方开挖当挖深达5m时（设计为二级基坑，距原地面深度为8.8m，二级基坑最大挖深为原地面以下15.5m），施工旋喷止水帷幕部分失效，基坑出现渗漏、涌砂现象，采取基坑内堵水，坑外管井降水的方案予以处理。

3 问题现象

根据对施工现场的分析和对比，发现：（1）高压旋喷桩在钻孔桩间设置，由于与钻孔桩间存在两条施工缝隙，正是这两道缝隙是目前涌砂、渗漏的主要通道；（2）由于施工误差，局部高压旋喷桩桩体发生倾斜，不能与钻孔桩密贴，出现夹缝；（3）主体基坑土质为粉砂夹粉土层，较密实（层厚7.9-11m，层底标高为-14.24--12.67m，位于二级基坑开挖面以下0.5m），局部高压旋喷桩搅拌不均匀，桩体存在蜂窝状夹层，出现渗水。（4）由于粉砂夹粉土层较密实，高压旋喷桩射水压力不能穿透土体，桩径达不到设计要求，出现“缩径”现象。（5）主体基坑止水帷幕是通过高压旋喷桩与钻孔桩咬合进行止水的，由于打桩影响，破坏了高压旋喷桩的止水效果。（6）地质为粉砂夹粉土层（全断面），当坑内取土后，造成基坑内外侧水土压力失衡，坑外水土压力过大，冲破桩间并不密实的接缝，而出现大面积涌砂、渗漏现象。

4 实施措施

4.1 机具选择

高压喷射注浆的施工机具包括钻孔机械和喷射注浆设备两类。根据现场的工程地质条件，引孔采用D130钻头成孔，造孔时岩芯管长度小于2.0m，穿过表层含块石的人工填土层时，采用浅孔锤冲击成孔

4.2 施工工艺

参考既定方案，根据施工设备要求，具体施工工艺：放点、定位钻引导孔制浆高压旋喷插钢筋补浆(或补凹穴)检验。

为了保证顺利安放注浆管，采用浅孔锤和钻机孔时，及时调整桩机的垂直度，确保误差小于1.0%。引孔施工时应及时调整桩机的水平位置，防止了因机械振动或地面湿陷造成钻机垂直度偏差过大。

4.3 具体措施

（1）对局部渗水较小的部位，先用防水材料“水溶性H1型聚氨酯”及棉絮进行封堵渗漏点，再用防水材料“堵漏灵”大面积封堵。然后采取挂钢板网片喷射10cm厚C20砼进行封堵，挂网膨胀螺栓固定于两侧钻孔桩砼桩身上，间距为20cm。对没有出现渗漏处，直接采挂钢板网片喷射10cm厚C20砼进行护面，消除安全隐患。（2）对发生涌砂的部位缝隙较小处，采取内侧封堵的办法，内侧封堵主要采取钢板或钢筋进行封堵，钢板封堵具体的做法是在发生涌砂处，把两侧钻孔桩主筋凿开，把钢板焊接在钻孔桩主筋上进行封堵；在发生涌砂处两侧钻孔桩打入膨胀螺栓，并将钢筋倾斜打入涌砂处，钢筋与膨胀螺栓焊接，钢筋与旋喷桩之间填塞棉絮，边开挖边封堵，直至基坑底部下1m。（3）对发生涌砂的部位缝隙较大处，无法采取内侧封堵的，采取在钻孔桩外进行补双重管高压旋喷桩及压密注浆（双液）的方法进行处理。（4）基坑监测：对基坑四周桩沉降、位移、基坑内外的水位、钢支撑轴力进行随时监测，对监测数据进行分析，发生异常情况，立即上报，并及时采取应对措施。

4.4 关键处理

（1）实际问题：1）当施工基坑挖至距设计基坑底还剩4m时，由于随着挖土深度的增加，基坑外侧水土压力也随着增大，多处涌砂部位无法封堵，并且采取内侧封堵的目的是防止涌砂现象，为降低内侧封堵的难度，通过引流方式，降低基坑内外水位差，挖土面明水太多，无法继续进行挖土施工。2）大量明水存在，即使勉强挖至基坑底标高，对综合接地、垫层、防水毯等下道工序施工也带来较多困难和质量隐患。（2）处理方案：按照处理方案，迅速组织管井施工，在管井运行过程中，项目部派专人进行24h监控，随时监测水位情况，确保管井正常运转。管井运行15h后，坑外水位明显下降，从水位观测数据显示，坑外水位平均降至-10m的位置后，由于坑外汇水面积大，管井流量有限，水位下降变化量较小。通过坑外管井降水，基坑内外水位差只有1-2m，在基底以上2m的范围内，有少量的渗水，无涌砂现象，给基坑土方开挖及主体结构施工创造了有利条件。

5 结束语

总之，高压喷射注浆技术既是应用很广的一种地基处理方法，又是一种工艺艺术，工程师们可以利用该技术在地基处理、防渗加固工程中绘制出优美的施工图案。高压喷射注浆技术具有设备简单、施工方便、速度快、节省材料、效率高、成本低、操作简单、适用范围广等优点，在土木工程、水利工程、矿山工程、环境工程等领域都有广泛的应用。值得一提出的是，高压旋喷桩施工中各种技术指标的选取是影响工程施工和质量的关键，目前高压旋喷施工技术已有了比较广泛的应用，但是，针对不同地质情况、不同项目特点，需要选择准确的工艺方法和积累经验，以期获得更好的效果。

参考文献

[1]中华人民共和国冶金工业部标准.高压旋喷注浆技术规程［M］，西安交通大学出版，1993

[2]李相然，贺可强.高压喷射注浆技术与应用［M］，中国建材工业出版社，2007年08月01日

[3]吴若平,张彦玲.高压喷射注浆技术在深基坑工程中的应用［J］，福建建筑，2001年第04期

[4]张柏川.高压喷射注浆止水技术在深基坑开挖中的应用[J]，四川建材，2009年05期