复合式防渗墙在水工基坑施工中的应用.doc

1、复合式防渗墙在水工基坑施工中的应用摘要：通过大沙河倒虹吸采用的水泥土搅拌桩和高压旋喷桩结合形成的复合式防渗墙施工方案的应用，重点介绍了复合式防渗墙的搭接部位的施工方案，施工中应注意的要点等，说明了复合式防渗墙在本工程的应用是成功的，值得推广。 关键词：复合式；防渗墙；水工基坑；应用 中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 水工基坑施工中，为减少地下水的抽排量，常采用防渗墙的方法截断地下水通道，从而使坑内的地下水量减小，达到抽水量小、施工进度快等的目的。防渗墙方案有多种。采用哪种防渗墙方案进行施工，要结合实际工程地质条件、工程区既有设备、材料资源等，经过各方面比较，选择出既能达到目的，又经济

2、、便于施工的最优方案。文中利用大沙河倒虹吸基坑防渗墙施工，介绍了高压旋喷注浆及水泥土搅拌桩结合使用形成复合式防渗墙的成功经验，详细叙述了该复合式防渗墙的重要部位的施工方法。 1、工程实例 大沙河倒虹吸建筑物总长 491m，其中管身水平投影长 340m。管身横向为 4 孔箱形钢筋砼结构，单孔孔径为 6.5m6.65m（宽高） 。 建筑物场区地层划分为 6 个工程地质单元。自上而下分别为：卵石，厚 1.21.5m，为新近河床沉积物，主要分布在河床内；重粉质壤土，厚度一般 3.16m，场区内广泛分布。重粉质壤土，厚度一般1.27.0m，场区内广泛分布。卵石，厚度一般 0.68.4m，分布较为广泛，渗

3、透系数为：1.010-12.410-1 cm/s。重粉质壤土，勘察未揭穿，最大揭露厚度 12m，在场区内广泛分布。卵石，仅局部揭露，揭露厚度 0.8m。详见图 1：大沙河地质纵剖面图。 大沙河渠道倒虹吸设计最大开挖深度 15.5m，建基面高程93.31897.918m，主要位于第层卵石和第层重粉质壤土中。 场区地下水为第四系孔隙潜水和承压水，潜水含水层主要为上部重粉质壤土，水位埋深为地面以下 5.0m 左右；承压水主要赋存于第层卵石中，勘探期间承压水位高程 98.8102.2m，承压水头一般 2.14.5m。 由以上工程地质条件可知： （1）大沙河倒虹吸场区地下水位高，仅 5.0m 深度处于地

4、下水位以上，10.5m 图 1 大沙河地质纵剖面图 深度处于地下水位以下，上部重粉质壤土虽然渗透系数较小，但由于基坑面积很大，因此地下水涌水量很大。 （2）第层卵石层为承压水层，渗透系数非常大，整个基坑开挖完成后，有部分卵石层全部揭露，部分卵石层不能揭露完，建筑物座在卵石层上，即卵石层中的承压水将会全部流向基坑中。 因此，经过多种降排水方案比较，工程确定了采用防渗墙结合管井排水的施工方案。 2、防渗墙在本工程施工中的重要性 采用常规的基坑降排水方法如管井法，在本工程如此大的地下水涌水量的情况下，如果不设计防渗墙，则需设计大量的降水井，降水井则需要投入很多的抽水设备，包括辅助的电气设备如配电盘、

5、电缆线尤其是备用电源发电机等，同时需投入的管理人员也很多，造成各种工作量增大，管理难度增大。一旦某一工作环节出现故障，则可能导致水淹基坑，造成非常大的损失。 另外，大沙河倒虹吸工期长，主体建筑物工期需 18 个月，基坑降排水历时长，这样导致降排水费用非常大，从施工成本角度看，非常不利。采用防渗墙结合管井法进行降排水，虽然防渗墙也要投入非常大的费用，但从多个角度比较，其成效远大于不设计防渗墙的效果。 因此，防渗墙方案的选择以及防渗墙的施工质量，将直接影响大沙河倒虹吸的整个施工过程，直接决定大沙河倒虹吸工程是否能够保质保量的按期完成的关键。 3、防渗墙方案选择 根据地质资料分析，要截断潜水层，防渗

6、墙必须伸入第层 1.5m。由于防渗墙必须穿过地层中卵石层，可采用的常规施工方法有高压旋喷、高压摆喷、深层搅拌桩及槽孔连续墙，经对这几种方法的工程造价及防渗效果进行比较，结合大沙河倒虹吸工程地质实际情况、施工安排、施工工期等因素，决定采用水泥土搅拌桩结合高压旋喷注浆的复合式防渗墙施工方案。 4、复合式防渗墙施工方案 工程场区地质条件较为复杂，有重粉质壤土、卵石层，局部加有细砂薄层，结合水泥土搅拌桩桩机及高压喷射桩机施工能力，方案采用重粉质壤土及局部细砂层进行水泥土搅拌桩形成防渗墙；卵石层及其以下地质层采用高压旋喷形成防渗墙。为保证防渗墙墙底最大限度的减小地下水向基坑中的绕渗量，经计算高压旋喷防渗

7、墙墙底深入第层重粉质壤土中 1m 以上，确定为 1.5m。 根据两种工艺特点，首先进行水泥土搅拌桩防渗墙施工，水泥土搅拌桩采用湿法工艺，即为深层搅拌桩，等防渗墙施工结束一定时间，墙体具备一定强度后，再进行下部高压旋喷防渗墙墙施工。高喷工艺成墙具有较强的适应能力，容易实现与其他工艺成墙的搭接，因此高喷施工安排在深搅施工之后进行。深层搅拌防渗墙和高喷板墙搭接长度确定为1 米，由高压旋喷进行搭接施工，确保搭接部位不漏水。垂直截面搭接见图 2。 水泥土搅拌桩和高压旋喷施工原理及施工工艺均为常规方法，文中不再赘述。 水泥土搅拌桩和高压旋喷注浆前必须进行工艺性试验，以确定施工各种参数，按照确定的参数进行施

8、工，绝对不允许未进行试验而盲目进行施工。 高喷注浆过程中，如出现不返浆现象，很可能是因为土体中含有块石、渗漏 体等影响注浆效果，需及时终止施工，并研究确定有效方案进行实施。 大沙河出口段高压旋喷施工过程中，有 7 个孔在孔口向下 1112m 以下时，出现不返浆现象，分析原因为：该段卵石空隙大，致使吸浆量大，即旋喷半径增大，不可能为水压力大引起，因为如水压力大的情况下会带走大量的水泥浆，而此处不是这种现象。 采取的处理措施是：正常时提升速度为 25cm/min，此时先停止提升，进 图 2 成墙垂直截面搭接图 单位：mm 行定喷，直至恢复返浆，然后再以 1518cm/min 速度提升，处理完这 6

9、7m（该处设计 18m 深） 。 5、施工注意要点 （1）由于地质结构复杂，为保证防渗墙搭接部位及防渗墙底部的施工尺寸及质量，防渗墙施工前必须进行地质复勘。本工程防渗墙施工前，由地质单位沿防渗墙设计轴线进行了地质复勘，地质钻孔孔距为2030m，孔深一般进入第层重粉质壤土 35m。由此取得了详细的地质资料，根据复勘地质资料确定了水泥土搅拌桩和高压旋喷防渗墙钻孔成桩的起止位置，然后分别进行施工，确保了施工质量。 （2）防渗墙施工质量是关键，决定着整个倒虹吸的施工工作，因此施工过程中应高度重视施工质量，严格按照设计图纸及有关施工规范进行施工，以确保防渗墙施工方案的成功实施。 （3）管井的设计方案对防

10、渗墙施工期使用有很大的影响，基坑面积大时管井一般都设计在防渗墙以内，但这时要注意防渗墙外部水压力的大小，防止防渗墙内外水压力差过大而使防渗墙受到破坏，必要时可在防渗墙外部设计足够数量的管井进行降水减压。大沙河倒虹吸防渗墙经过计算，防渗墙内外水压力差不大，不会造成破坏，因此仅在防渗墙内部设计了管井进行降水。 6、结语 （1）防渗墙施工完成后在搭接部位进行了取芯检查，芯样获取率均在 97%以上，接缝结合紧密，未见有夹泥夹沙，说明接头的工艺是成功的。（2）大沙河倒虹吸工程施工过程中，防渗墙搭接接头部位未发现有漏水的现象，底部也未发现有大量的地下水流出，说明了本工程防渗墙施工是成功的，也说明了采用这种复合式防渗墙做为基坑降排水的措施之一是可行的，值得推广应用。