深基坑帷幕注漿止水工法

1深基坑注漿止水帷幕施工工法一、前言程開(kāi)挖處于“干”狀態(tài)，減小因地下水的流失對(duì)周邊環(huán)境造成影響，確?；庸こ淌┕ぐ踩?，施工中通有：高壓旋噴注漿法、地下連續(xù)墻法、凍結(jié)法和靜壓注漿法。高壓旋噴注漿法是針對(duì)砂層和粉質(zhì)粘性土層的一種有效方法，但該方法在中強(qiáng)風(fēng)化巖層、斷層裂開(kāi)帶的富水和動(dòng)水條件下存在施工效果差，造價(jià)但該方法對(duì)砂層、粉質(zhì)粘性土層、中強(qiáng)風(fēng)化層、斷層裂開(kāi)帶的富水和動(dòng)水條件下施工效果和工期均難以保證，且施工造價(jià)高；凍結(jié)法在國(guó)內(nèi)外工程中已大量應(yīng)用，但用于深基坑工程存在造價(jià)高，工期長(zhǎng)，需投入大型設(shè)備，且成功實(shí)例少等缺點(diǎn)；靜壓注漿法具有造價(jià)低，工藝易操作，機(jī)械設(shè)備投入少，工期缺等優(yōu)點(diǎn)，但是由于注漿工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)要求高等缺點(diǎn)的存在，使其應(yīng)用范圍受到限制。中鐵隧道集團(tuán)公司在深圳地鐵一號(hào)線益田站基坑工程和廣州地鐵二號(hào)線越秀公園站北基坑工程中通過(guò)承受一般水泥-水玻璃雙液漿〔簡(jiǎn)稱C-S雙液漿〕作為注漿材料；地質(zhì)鉆機(jī)垂直鉆孔；袖閥管后退式分段注漿技術(shù)，漿止水技術(shù)爭(zhēng)論總結(jié)和深化，形本錢(qián)工法。二、工法特點(diǎn)〔一〕承受一般水泥-水玻璃雙液漿〔或超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿〕作為注漿材料。該注漿材料具有凝膠時(shí)間可調(diào)，可有效地掌握漿液在地層中的集中距離，確保地下動(dòng)水條件下漿液的凝膠固結(jié)，且漿液無(wú)毒、無(wú)污染，價(jià)格相對(duì)較廉價(jià)；〔二〕承受袖閥管垂直后退式分段注漿工藝，可以依據(jù)不同地質(zhì)條件承受不同的注漿參數(shù)，能保證止水帷幕的整體連續(xù)性和有效的帷幕厚度；〔三〕施工設(shè)備配套簡(jiǎn)潔，工藝易操作，施工本錢(qián)較低；〔四〕對(duì)場(chǎng)地污染小，有利于文明施工；〔五〕可分區(qū)投入多套設(shè)備，縮短施工工期。三、適用范圍本工法適用于淤泥質(zhì)、粉質(zhì)粘性土、砂層、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、斷層裂開(kāi)帶等地層富水和動(dòng)水條件下基坑工程的止水帷幕施工，也可廣泛應(yīng)用于電力、鐵路和水利等基坑工程。四、工法原理及關(guān)鍵技術(shù)〔一〕工法原理1璃雙液漿，其作用機(jī)理主要表現(xiàn)為裂隙填充和劈裂作用；在砂層中承受超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿，其作承受雙液灌注，工藝實(shí)施簡(jiǎn)潔；漿液原材料均為無(wú)毒材料，大量使用不會(huì)造成環(huán)境污染；可以對(duì)不同地層用不同作用機(jī)理進(jìn)展注漿，確保注漿效果；2、袖閥管為單向袖閥式塑料管，管外側(cè)每33cm設(shè)一組溢漿孔，溢漿孔外部掩蓋橡膠套，這樣能保證漿液在壓力條件下注入地層，而防止地層中的水和砂土進(jìn)入注漿管，影響注漿施工效果。3、承受皮碗式或臺(tái)階式止?jié){塞，以及其配套構(gòu)造，可以形成分段注漿工藝，注漿效果好，能保證帷幕的連續(xù)性和有效性。〔二〕關(guān)鍵技術(shù)1、承受地質(zhì)鉆機(jī)從地面垂直鉆孔，成孔速度快，牢靠性高，垂直度易掌握；2、實(shí)行袖閥管垂直后退式分段注漿工藝，可以針對(duì)不同地層實(shí)行不同的注漿參數(shù)，提高注漿加固的均一性，確保注漿效果；3、實(shí)行定量、定壓雙控指標(biāo)，保證注漿效果，掌握地表隆起。五、工藝流程1造設(shè)止?jié){墻鉆孔造設(shè)止?jié){墻鉆孔安設(shè)注漿管配制漿液注水試驗(yàn)注漿作業(yè)No監(jiān)控量測(cè)第一段注漿到達(dá)要求Yes注其次段……全部段到達(dá)要求No補(bǔ)注Yes完畢注漿1注漿施工工藝流程圖〔一〕造設(shè)止?jié){墻在注漿區(qū)域造設(shè)C15～C20砼止?jié){墻，止?jié){墻厚度20～30cm，以防止注漿過(guò)程中地面冒漿?！捕炽@孔1、測(cè)量放線定出注漿孔孔位；2、承受XJA-1003、鉆孔過(guò)程中一般承受套管定位、泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔，成孔后須馬上清孔；假設(shè)地層為含水砂層等坍孔嚴(yán)峻地層時(shí)，宜實(shí)行套管護(hù)壁法成孔；4、在鉆孔過(guò)程中應(yīng)做好具體的鉆孔記錄，對(duì)鉆孔進(jìn)展地質(zhì)描述，從而有利于下一步的注漿作業(yè)施工；5、按設(shè)計(jì)要求完成鉆孔，安設(shè)好注漿管后，將套管拔出?！踩嘲苍O(shè)注漿管1、結(jié)合供給的地質(zhì)資料，依據(jù)注漿要求，在不注漿部位下A型注漿管，在注漿部位下B型注漿管，底部加下悶蓋；2、將A、B33m3m以防止注漿時(shí)返漿；4、頂部加上悶蓋，以防止雜物和鉆孔過(guò)程中的泥漿流入注漿管?！菜摹匙{作業(yè)1、注水試驗(yàn)注漿前應(yīng)進(jìn)展注水試驗(yàn)，以檢查注漿管路是否正常和推斷地層的吸漿力量等；2、漿液配制水泥漿配制①依據(jù)預(yù)配制漿液的體積，按水灰比和緩凝劑摻量計(jì)算出所需的水泥〔或超細(xì)水泥的用量。一般狀況下，注漿施工中宜承受整袋水泥；②在攪拌機(jī)內(nèi)參加計(jì)算好的用水量〔應(yīng)提前標(biāo)好畫(huà)線，將計(jì)算好的緩凝劑參加，強(qiáng)力攪拌均勻；③待緩凝劑完全溶解后，邊攪拌邊參加計(jì)算好的水泥用量，攪拌均勻后倒入儲(chǔ)漿桶內(nèi)以備注漿。水玻璃漿液配制在拌漿桶中參加濃水玻璃，然后邊攪拌邊加水，同時(shí)用玻美計(jì)測(cè)量其濃度，直至稀釋至需要濃度為止。3、注漿參數(shù)1序號(hào) 參數(shù)名稱2帷幕深度2帷幕深度3～6m。2～3m3～5m3帷幕排數(shù)2～54漿液凝膠時(shí)間30＇～3＂〔依據(jù)注漿管路長(zhǎng)度選擇〕5漿液集中半徑0.5m～0.8m67注漿孔間距注漿速度按式≤1.～1.R進(jìn)展計(jì)算確定。式中a指注漿孔間距；R指漿液集中半徑m。20～40L/min8注漿分段長(zhǎng)度0.4m9注漿終孔1～1.7MPa〔水壓高時(shí)取高值〕按式Q=πR2h·n·α·(1+β)·γ進(jìn)展計(jì)算確定。式中Q指注漿量

注漿參數(shù)表 表1參數(shù)值依據(jù)地質(zhì)參數(shù)計(jì)算確定。一般基坑樁外帷幕厚度為1.5～3m，基底10 單孔注漿量4、注漿施工

〔m3R指漿液集中半徑mn指地層空隙率或裂隙率；α層空隙填充率；β指漿液損失率，一般取10～30%；γ指單孔注漿轉(zhuǎn)化到群孔注漿時(shí)注漿量折合系數(shù)，一般取60～80%。承受注漿泵進(jìn)展注漿作業(yè)。注漿方式實(shí)行后退式分段注漿工藝，即在注漿帶內(nèi)由孔底進(jìn)展注漿，每次注漿段長(zhǎng)0.4m，注完第一注漿段后，后退注漿芯管，進(jìn)展其次注漿段的注漿。在芯管拔出長(zhǎng)度大于一節(jié)管長(zhǎng)時(shí)，停注拆取該節(jié)芯管及接頭，將接頭接在未拔出的芯管上連續(xù)注漿，以此下去，直至完成注漿帶。注漿過(guò)程中如需暫停注漿時(shí)，必需先將水玻璃吸漿管拿出放入清水桶中，然后再拿出水泥管，并同時(shí)將注漿芯管提升0.4m，向孔內(nèi)注清水后再停頓注漿，這樣既保持管路暢通，又保證注漿段不受注水影響。5、注漿挨次注漿挨次可依據(jù)需要實(shí)行約束-開(kāi)放型或開(kāi)放-約束型方式。約束-開(kāi)放型注漿挨次是指在群孔注漿中，首先將四周注漿孔進(jìn)展注漿，從而到達(dá)約束的目的，以防止?jié){液過(guò)遠(yuǎn)集中，然后實(shí)行開(kāi)放型注漿，由一側(cè)〔閉口側(cè)〕向另一側(cè)〔敞口側(cè)〕平行推動(dòng)，以到達(dá)排水目的。開(kāi)放-約束型注漿是指在群孔注漿中，在局部范圍內(nèi)首先對(duì)某孔的外側(cè)四周孔進(jìn)展注漿，注漿量可較大一些，以注漿量作為主要掌握標(biāo)準(zhǔn)，然后對(duì)該孔進(jìn)展注漿，主要以注漿終壓為掌握標(biāo)準(zhǔn)?！参濉潮O(jiān)控量測(cè)30㎜，否則，應(yīng)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，掌握地表隆起變形，確保工程施工安全，有效保護(hù)四周環(huán)境。六、材料〔一〕注漿材料雙液漿。從可行性、牢靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮，針對(duì)粗砂層、砂礫層、淤泥質(zhì)地層、粉質(zhì)粘性土層、中強(qiáng)風(fēng)化巖層和斷層裂開(kāi)帶可選用一般水泥-水玻璃雙液漿；針對(duì)中、細(xì)砂層和粉質(zhì)粘性土層宜選用超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿。1、一般水泥-水玻璃雙液漿〔1〕原材料：425#以上一般硅酸鹽水泥，35Be＇以上水玻璃，緩凝劑NaHPO2 4〔2〕W:C〔1.〕:，C:S=1:，緩凝劑摻量～32～35B2、超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿：原材料：15～20μm35Be＇以上水玻璃，緩凝劑NaHPO2 4〔2〕W:C=(1.～3):，C:S=1:，緩凝劑摻量～32～35B〔二〕注漿管材及其配套止?jié){系統(tǒng)注漿管材承受袖閥管。袖閥管為PVC33cm梅花型鉆設(shè)溢漿孔，外側(cè)掩蓋橡膠套。止?jié){系統(tǒng)由皮碗式或臺(tái)階式止?jié){塞、花管、寶塔頭和管堵組成。七、機(jī)具設(shè)備2。注漿施工主要機(jī)具設(shè)備表 表2序號(hào) 機(jī)械〔具〕種類鉆孔機(jī)械

機(jī)械〔具〕名稱鉆機(jī)鉆頭、鉆桿注漿泵攪拌機(jī)

型號(hào)XJA—100ф89HFV-5DKBY-50/70LJ-300注漿機(jī)械〔具〕設(shè)備 高壓膠管混合器抗震壓力表監(jiān)測(cè)儀器 周密水準(zhǔn)儀水泵提升架

Dg25-Pg16T16MPaWILDNA2自制其它

導(dǎo)鏈 5t管鉗八勞動(dòng)組織依據(jù)工程數(shù)量要求，確定勞動(dòng)力，在注漿施工中，施工人員要聽(tīng)從現(xiàn)場(chǎng)施工組的統(tǒng)一安排，聽(tīng)從指揮，嚴(yán)格施工紀(jì)律。施工勞動(dòng)組織安排如表3所示序號(hào)工種人數(shù)〔每工班〕序號(hào)工種人數(shù)〔每工班〕職責(zé)備注5提管3近冒漿、串漿等狀況的發(fā)生。6合計(jì)81技術(shù)人員1負(fù)責(zé)全面注漿工作和四周環(huán)境巡察2工班長(zhǎng)1幫助技術(shù)人員工作，負(fù)責(zé)勞動(dòng)力安排提管困難3司泵1負(fù)責(zé)注漿泵的操作及注漿施工記錄時(shí)幫助提4制漿2負(fù)責(zé)漿液的配制管九質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求1、注漿孔的孔位標(biāo)注誤差≤1cm；2、鉆孔定位水平誤差≤10cm，鉆孔垂直度≤1.5%；3、安設(shè)注漿管時(shí)，注漿管應(yīng)高出地面5cm，并蓋上悶蓋；4、嚴(yán)格按材料配比進(jìn)展?jié){液配制，嚴(yán)禁擅自轉(zhuǎn)變漿液配比；5、嚴(yán)禁超長(zhǎng)提升芯管，確保注漿區(qū)域在垂直方向的連續(xù)性；6、注漿施工引起的地表隆起值≤30mm。1、注漿完畢后，應(yīng)對(duì)注漿效果進(jìn)展檢查評(píng)定，注漿效果未到達(dá)要求，應(yīng)馬上進(jìn)展補(bǔ)注。注漿效果P-Q-t曲線分析，地層漿液填充率的反算分析；注水試驗(yàn)主要是注漿后對(duì)地層進(jìn)展?jié)B透系數(shù)測(cè)試，地層滲透系數(shù)應(yīng)≤10-4㎝/s；2、建立健全各種崗位安全責(zé)任制，并設(shè)立專職安全員；3、加強(qiáng)施工人員安全意識(shí)，進(jìn)展崗前安全培訓(xùn)；4、嚴(yán)格按注漿技術(shù)交底施工，杜絕野蠻施工；5、各連接部件均應(yīng)承受高壓配件，注漿前必需檢查管路連接狀況；6、除司泵員外，其它人員不得開(kāi)啟注漿泵。十一、效益分析〔一〕社會(huì)效益1、該工法可行牢靠，是基坑工程帷幕止水的一種有效方法，承受該工法能確保工程安全優(yōu)質(zhì)施工；2、該工法施工機(jī)械簡(jiǎn)潔，易操作，施工中不易產(chǎn)生大量泥漿，有利于文明施工；3、該工法可承受多套設(shè)備平行作業(yè)，可有效縮短工期；4、該工法的成功爭(zhēng)論與應(yīng)用，為今后類似工程的設(shè)計(jì)、施工和業(yè)主決策供給了閱歷和借鑒依據(jù)?！捕辰?jīng)濟(jì)效益1、與凍結(jié)法施工相比，可節(jié)約工程資金30～5020～30%；2、該工法施工工藝簡(jiǎn)潔，牢靠性高，承受多套設(shè)備平行作業(yè)，可縮短工期30～60%；3、依據(jù)工程及水文地質(zhì)狀況，合理地選擇注漿參數(shù)，可在保證效果前提下節(jié)約資金。十二、工程實(shí)例〔一〕深圳地鐵一號(hào)線益田站圍護(hù)樁外注漿止水帷幕1、工程概況明挖基坑法施工，基坑長(zhǎng)223.4m，寬27.7m。益田站站區(qū)范圍內(nèi)巖土分層自上而下為第四系全統(tǒng)人工積存層〔Qml、砂層、沖積粘性土及第四系殘積層〔Qel，下伏燕山期花崗巖。本場(chǎng)地地下水按賦存介4質(zhì)可分為孔隙潛水和基巖裂隙水。地下水埋深3.0～5.7m，水位變幅1.0～1.5m。礫砂混粘性土層的滲透系數(shù)為8m/d，強(qiáng)風(fēng)化層滲透系數(shù)為2.5m/d。圍護(hù)構(gòu)造實(shí)行人工挖孔咬合樁構(gòu)造型式，為保證人工挖1.5m厚的注漿止水帷幕，并通過(guò)基坑內(nèi)實(shí)行降水措施，到達(dá)人工挖孔樁的順當(dāng)安全施工。2、注漿設(shè)計(jì)注漿孔沿基坑四周于人工挖孔樁外側(cè)梅花型布置三排，孔間距為115㎝，排距為58㎝，集中半徑為60㎝，注漿后形成止水帷幕厚度為1.5m，帷幕深度為進(jìn)入相對(duì)不透水層2.5m。注漿孔布設(shè)模式如圖2××徑×2益田站注漿孔布設(shè)模式圖〔cm〕3、注漿施工承受KBY-50/700.4m。注漿挨次實(shí)行開(kāi)放-約束型方式。注漿材料和注漿參數(shù)分別見(jiàn)表45工程名稱原材料

注漿材料表 表4益田站止水帷幕 越秀站樁外注止水帷幕 越秀站基底止水帷幕早強(qiáng)型425#一般硅酸425#一般硅酸鹽水泥、40Be’水玻璃、緩凝劑：鹽水泥40Be’水玻璃磷酸氫二鈉W:C1:1～1.33:11.33:1～1.5:11.33:1～1.5:1C:S1:1～1:0.81:11:1水玻璃濃度25～35Be’30～35Be’30～35Be’緩凝劑摻量——2.5～3%1～3%參數(shù)名稱注漿參數(shù)表 表5益田站樁外止水帷幕 越秀站樁外止水帷幕越秀站基底止水帷幕集中半徑0.6m 0.6m0.8m注漿終壓1～1.2MPa 1～1.5MPa1.2～1.7MPa凝膠時(shí)間50＂～1＇30＂ 1＇30＂～2＇30＂50＂～1＇30＂注漿速度20～30L/min 20～30L/min20～30L/min注漿分段長(zhǎng)0.4m 0.4m0.4m單孔分段注漿量

100L(礫質(zhì)粘性土)150L(礫砂層)120L(粉質(zhì)粘性土)

80L(粘性土)120L(斷層裂開(kāi)帶)

100～120L4、效果檢查測(cè)試地層注漿后的滲透系數(shù)為1.8×10-5～2.5×10-6㎝/s，根本到達(dá)了施做止水帷幕的目的。開(kāi)挖后觀看到漿液在地層中形成網(wǎng)狀集中構(gòu)造致密的固結(jié)體，開(kāi)挖時(shí)不坍塌，不涌水，保證了施工安全。〔二〕廣州地鐵二號(hào)線越秀公園站圍護(hù)樁外注漿止水帷幕1、工程概況州體育館，解放北路和流華路。北基坑長(zhǎng)50m，寬27.3m，深19.8m。越秀公園站地層自上而下為雜填土〔素填土、淤泥質(zhì)土、淤泥、粉質(zhì)粘土、含礫中砂、粘土、砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花1～2.5m，其中殘積層和裂開(kāi)帶為主要含水層，特別是裂開(kāi)帶，含水豐富且具有肯定的導(dǎo)水性。為保證圍護(hù)構(gòu)造人工挖孔樁的正常施工，在圍護(hù)樁外側(cè)施作一排封閉的φ600旋噴樁止水帷幕。旋噴樁完成后開(kāi)頭試挖樁，并漸漸增加挖孔樁數(shù)量。到2023.6.15，出入口第一批淺樁群根本完成，而基坑的主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)深樁群由于旋噴樁止水作用不明顯，施工中大量的地下水涌出造成開(kāi)挖困難，至此，深樁僅完成29根，占深樁總數(shù)26.6%。由于施工排水引起四周建筑物廣州體育館產(chǎn)生了較大的沉降，無(wú)法連續(xù)進(jìn)展施工。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理各部門(mén)分析爭(zhēng)論，大家認(rèn)為：φ600旋噴樁在素填土和淤泥質(zhì)土層中效果較好，能正常形成交樁；但在斷層裂開(kāi)帶中，無(wú)法到達(dá)設(shè)計(jì)的集中范圍，難以形成交樁，形不成連續(xù)帷幕，達(dá)不到止水目的。因此，應(yīng)馬上停頓圍護(hù)樁開(kāi)挖，并對(duì)已挖孔樁進(jìn)展回灌，保持水力平衡；同時(shí)在建筑底水平注漿止水帷幕，到達(dá)止水目的，保證基坑的安全順當(dāng)施工。2、注漿設(shè)計(jì)注漿孔沿基坑四周于人工挖孔樁外側(cè)梅花型布置三排，孔間距為100㎝，排距為