高压旋喷防渗墙在某市政工程基坑施工中的应用

　　摘要：结合某市政工程沉井基坑施工中高压旋喷防渗墙的应用实践，对高压旋喷防渗墙的施工技术和质量保证措施进行了详细探讨，对同类市政工程的施工有一定的参考意义。
　　关键词：市政工程，高压旋喷，沉井，基坑支护
　　1工程概况
　　某市环城公路综合改造工程中需要增设一个道路雨水调运泵站，该泵站泵房结构设计规格为15.6m×12.6m的矩形形状，结构形式为钢筋混凝土沉井结构，沉井结构埋入地下深度为9.5m。泵房沉井结构靠近公路沿长度方向平行于公路边缘设置,远离公路一侧附近存有一栋小高层房屋相邻，距沉井结构的外边届的距离约6m。由于沉井结构距离周边建筑太近，基坑开挖及沉井结构下沉施工过程中，很有可能引起附近土体内地下水的快速流动和基坑周边土体的侧向移动，在施工过程中存在基坑塌陷的危险，也严重危及到附近楼房结构的安全。所以，在沉井基坑开挖及沉井结构下沉施工之前，在基坑周围设置高压旋喷防渗墙止水帷幕，以有效阻止周边场地地下水的渗流，减少基坑周围土体的侧向移动，确保沉井基坑周边道路及邻近建筑结构的安全、稳定。
　　2工程地质和水文地质
　　根据工程提供的场地地质勘察资料，场地土体地质分层具体情况大致如下：
　　（1）杂填土层：普遍分布于整片场地，土体层厚处于1.8～3.0m的厚度范围，多以回填黏性粉土、砂土为主，结构较松散；
　　（2）粉质黏土层：普遍分布于整片场地，但也有局部场地缺失，含少量砾质黏土，土体层厚处于5.6～8.8m的厚度范围，中低压缩性；
　　（3）砂夹粉土层：普遍分布于整片场地，土体层厚处于4.8～7.7m的厚度范围，该层土表层1.0m左右多处于稍密状态，下层土体多为中密状态，湿度大，多以粉质细砂为主，含少量砾质砂土，中低压缩性；
　　（4）砾质砂土层：普遍分布于整片场地，土体层厚处于2.8～6.7m的厚度范围，砾质砂土层中含大量的云母碎片（局部被强风化），以中砂成分为主，局部粉细砂。
　　（5）泥质砂岩层：普遍分布于整片场地，该层未穿透，强风化，透水性差。
　　本工程场地地下水类型主要可分为两种类型：上层滞水与层间水。场地土层中上层滞水主要分布于杂填土层中，补给水体的主要来源主要包括有降水、周边居民生活用水、周边工农业生产排水、道路地下市政自来水管网渗漏水等，场地的上层滞水水位随天气和季节的变化显著。层间地下水主要分布于砂夹粉土层和砂夹粉土层中，地下水水量长年较丰富，水源主要来自于地下径流，其初见水位约在地表下深度为7.8～9.6m的范围，稳定的水位标高约为-10.5～-11.5m之间，基本上没有承压水。
　　3技术方案的确定
　　设计按靠近临近建筑物一侧布置长度约为18.2m的旋喷桩止水帷幕防水墙，旋喷桩之间的间距为0.4m，其他周边三侧旋喷桩桩距定为0.5m，旋喷桩桩顶设计高度为-2.0m，桩端至少进入透水性较差的强风化泥质砂岩层1.5m深度，该高压旋喷桩止水帷幕的桩长平均约为18m，在钻孔施工过程中，依据先导孔确定的旋喷桩成孔深度大多数长度都处于20～21m的范围。
　　为控制场地施工过程中对道路交通造成的影响在可控范围内，现场施工的场地限制相对较窄，因此只能选用一些小型的钻孔机械设备进行钻孔施工。为确保高压旋喷桩防渗墙体施工完成后能形成一圈连续完整的防水帷幕，采取的施工技术方案如下：
　　（1）高压旋喷桩施工过程中，选择采用φ900的大桩径，高压旋喷桩的桩边缘距刃脚外侧的距离控制在300～500mm的范围，钻孔施工时成孔的垂直度偏差控制在1.2%的范围内。
　　（2）在高压旋喷桩施工过程中，沿周边小高层建筑物一侧在距离旋喷桩1.0m左右的区域，利用高压旋喷桩孔流溢的水泥浆进行回灌，再布置一排压密注浆孔，孔间距约为1.0m左右，深度控制在4～5m的范围，该措施既对高压旋喷桩施工时钻孔流溢出来的废浆进行了充分利用，又有效加固了周边小高层建筑的地基基础。
　　（3）在基坑开挖完成后，在沉井结构施工过程中，对沉井结构外侧周边与高压旋喷桩之间的空隙，随着沉井结构的下沉需不断对预留空隙进行补砂措施，以减少结构下沉过程中的阻力。
　　4高压旋喷防渗墙施工
　　本工程由于受施工场地的限制，只能选用小型的地质钻机进行钻孔施工，采用高喷台车进行喷射注浆施工，并最终形成具有防渗功能的连续墙体。其施工工艺流程大致如下：场地平整施工，开挖排泥浅沟，进行钻孔放线定位，地质钻机就位，钻孔施工，移出钻机，高喷台车就位，喷管入孔，、水泥浆液喷射施工（同时进行送水、送气），高喷台车退场，回灌注浆，合理养护，其主要施工环节如下。
　　4.1放线定位
　　严格按照施工设计图纸进行孔位的测量放线，准确定出钻孔的中心位置，同时钉入小木棒做好标记，钻孔孔位的偏差范围控制在20mm内。
　　4.2钻孔
　　本工程选用地质钻机150型，φ150合金钻头进行单管钻进施工。在钻孔施工开始前，场地应进行充分的平整、压实，然后将钻机移至做好标记的桩孔位置，采用水准尺和水平尺对钻机底部的水平状态进行控制，确保钻杆的垂直度满足设计要求。在正式开始钻孔施工前，应校核钻杆的竖直度，对主钻杆竖直度要尤其严格控制。
　　钻进过程中采用泥浆护壁进行护壁，要求钻入深度至少到泥质砂岩层1.7m深度(预留0.20m孔底沉积量)钻进过程中，须详细逐个记录孔位、孔深及孔位处地质地层变化等具体资料，钻孔结束后应用新鲜泥浆清孔。
　　4.3下管喷射
　　在清空施工完成后，高喷台车就位，在场地地面上进行试喷，调整喷射时合适的水压和气压，各项参数均调整好后，将喷射管插入桩孔内至设计深度。在插入下喷射导管的过程中，应边插入边射水，以防止土体泥砂等杂物进入导管堵塞喷嘴，此时水压应控制在1Mpa以下。
　　4.4喷射作业
　　本工程高压旋喷桩施工采取分序作业的方式进行。待喷射导管插入至设计深度后，由下而上进行高压喷射施工，整个桩孔应连续喷射。拆卸喷射导管后，每次进行复喷的长度应不小于1.2m。终孔时应放慢喷射导管的提升速度，在桩孔顶面位置静喷30s左右，一序与二序喷射施工的时间间隔应控制在72h以内。整个喷射施工过程中，冒浆量应控制在灌浆量的20%以内，当超过该范围时，应及时在浆液中加入速凝剂，并同时减慢喷射导管的提升速度，冒浆特别严重时需进行静喷，直至冒浆量正常为止。

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