水泥土止水帷幕局部缺陷处置技术应用

时间：2024-07-28

张启军冯雷王晓鹏乔凤阳

（青岛业高建设工程有限公司，山东青岛 266001）

0 前言

在城市房建和基础建设过程中，经常遇到富含地下水有砂层的深基坑，由于周边环境复杂，一般临近道路、地下管线、建构筑物，不能直接采用明排降水或深井降水的方法，以免引起周边沉降，影响周边的正常使用。这样的基坑一般采用止水帷幕的办法，其中一种最常用的办法就是水泥土帷幕，水泥土帷幕也分旋喷桩帷幕、搅拌桩帷幕等，砂层由于密实度大，搅拌工艺比较困难，主要选用旋喷桩工艺，但由于地层的复杂，水泥土帷幕经常出现搭接不好涌沙涌水，严重威胁基坑内部安全和周边安全。

1 工程概况及地层条件

1.1 工程概况

工程位于本工程位于青岛市南区清远路9 号，场地南、东侧为一期住宅小区；场地北邻澳门路；场地西靠清远路。本基坑开挖深度9.2m，基坑全周长约193.0m。

基坑设计安全等级为一级，基坑支护结构采用桩锚垂直支护体系。场区地下水丰富，采用"止水帷幕止水+坑内集水明排"方案，基坑设置封闭式高压旋喷桩止水帷幕。

1.2 地层及水文条件

第①层杂填土：该层在场区分布广泛，稍湿～饱和，松散～稍密，以回填建筑垃圾、粒径5～10cm 的碎石和砂土为主，局部含较多回填淤泥、粒径15～20cm 的块石及花岗岩风化碎屑。

第④层含淤泥粗砾砂：该层在场区分布广泛，饱和，稍密，以长石、石英为主，含5%～10%淤泥，级配一般，磨圆一般，混少量贝壳，局部见淤泥质土透镜体。

第⑥层含有机质粉质黏土：该层在场区分布较广泛，软塑，，含较多粉细砂，切面较光滑，见少量贝壳碎片，含少量有机质。该层土样含粉细砂较多，压缩模量偏高。

2 涌沙透水经过与分析

该项目施工过程中，在开挖基坑西南侧第一层锚索以下时，发现坡面三个部位出现不同程度的涌砂透水现象，处理好后，在继续开挖过程中，基坑南和西侧又有多处发现涌沙透水问题。

现场施工技术人员在施工旋喷桩时发现，该地层杂填土存在较多孤石。涌沙透水后，还发现地下水还与海水连通，受潮汐因素影响较大，预留的泄水管在海水涨落潮时泄水压力有明显变化，水质略咸。经分析，在前期旋喷桩施工过程中，潮汐带走了部分水泥浆，致使旋喷桩成桩效果较差，难以达到设计的桩径、搭接长度等要求。因此，基坑不同位置出现不同程度的涌砂透水现象。

3 处理方法及流程

3.1 方法简述

首先清理涌出的沙堆，尽快安装主泄水、注浆管，向涌沙塌空区塞入密目网进行填充，安装好辅助泄水、注浆管，桩间塞紧毛毡毯，空区地下水全部经由泄水、注浆管流出，在两侧支护桩上施做固定锚栓，挂设钢筋网，喷射速凝砼封闭，塌空区上方地面钻孔安装观察、卸压管，先对主泄水、注浆管注浆，后对自辅助泄水、注浆管注浆，一直到地面观察、卸压管溢浆停止注浆。为保证再向下部开挖不再发生涌沙问题，基坑内侧贴支护桩施做旋喷桩帷幕，该帷幕与原支护桩紧密粘结，最后开挖下层土方并施做支护结构。帷幕涌沙处理示意图见图1.

图1 帷幕涌沙处理示意图

3.2 操作要点

3.2.1 涌沙清理、安装主泄水、注浆管

泄水、注浆管都要事先加工好，一端周圈打设直径6-10mm 的孔眼用密目网包裹，另一端安装球阀。

由于原帷幕2 局部搭接不好，开挖后缺陷部位即突发涌沙，现场要根据突发涌沙部位的大小确定主泄水、注浆管3 的型号，发现涌沙部位后，迅速清理涌出的沙堆，安装主泄水、注浆管4，安装时注意让空区的水尽量通过主泄水、注浆管1 流出。

3.2.2 填塞密目网、安装辅助泄水、注浆管、塞紧毛毡毯

主泄水、注浆管3 安装好后，涌沙塌空区内马上填塞密目网5，人工使用铁管向空区送塞，必要时用钢筋、钢管打入固定，安装辅助泄水、注浆管4，根据缺口大小，辅助泄水、注浆管4 可以是1 根，也可以是2-3 根。桩间缺口处塞填毛毡毯，辅以短钢管、方木、钢筋等，将毛毡毯固定于桩间，让涌沙塌空区的水自主泄水、注浆管3 和辅助泄水、注浆管4 流出。

3.2.3 修补旋喷桩帷幕

涌沙塌空区通常是因为搭接不好造成的缺陷区，塌空区以下继续有缺陷的几率非常大，因此继续向下挖继续涌沙的几率很大，保险起见，可在基坑内侧对帷幕进行修补。修补旋喷桩帷幕需要使用旋喷机、高压注浆泵、空压机、制浆桶等机械，搅制水泥浆水灰比1：1，添加适量水玻璃，靠近基坑侧壁补充竖向高压旋喷桩修补帷幕10，修补帷幕10 直径600-1200mm，通过高压射流与支护桩能够粘结封闭，形成基坑内侧另一道止水帷幕。若占用基坑内部工作面，开挖时可将修补的旋喷桩部分挖除，开挖面打设固定锚栓7，喷射速凝喷网面层封闭。