基坑止水帷幕技术国内外技术情况分析

基坑止水帷幕技术国内外技术情况分析

梁浩坚

广州大学土木工程学院广东广州510006

摘要：止水帷幕施工是基坑工程施工的关键环节,积极开展新型高效止水帷幕施工技术的研究与应用对于提高建筑企业安全生产和施工水平具有重要意义。本文介绍并分析了目前国内外地下止水帷幕施工的主要技术状况，并通过对止水帷幕失效的技术原因的分析提出相关的处理措施。

关键词：深基坑；国内外止水帷幕技术；止水帷幕失效处理

1引言

本文在前人的研究成果基础上总结分析了近年来国内外主要的深基坑地下止水帷幕技术，以及一些目前正在实践优化的新型止水帷幕工法，力求全面的呈现出本领域的现有技术。同时通过对止水帷幕施工的技术要点和过去止水帷幕失效工程记录的总结分析，指出地下止水帷幕失效的主要原因并相应提出了相关的处理措施。

2止水帷幕在基坑支护中的地位与作用

对于规模较小的基坑，基坑围护主要由3个部分组成：

1，挡土桩部分，其主要的起到挡土墙的作用，形式可能有钢筋混凝土灌注桩或其它形式的桩。

2，止水帷幕部分，其作用是使挡土墙后的土体固结，阻断基坑内外的水层交流，形式可能是水泥土搅拌桩或者压密注浆。

3，支撑。而地下连续墙是基坑围护的另一种形式，多用于深大的基坑。

3国内外止水帷幕技术

3.1国内主要止水帷幕技术

3.1.1水泥搅拌桩止水帷幕

现时国内大部分工程所采用主要的水泥搅拌桩法止水帷幕技术为三轴水泥搅拌桩法。三轴水泥搅拌桩止水帷幕技术主要是利用水泥作为固化剂的主剂，利用三轴搅拌桩机将水泥喷入土体并且利用搅拌的功能对水泥和软土进行充分的搅拌，使软土凝结成坚硬的土体，从而充分地提高地基的强度，使地下中的桩与桩之间粘结成一个整体，从而形成止水帷幕，起到使挡土墙后的土体固结，阻断基坑内外的水层交流的作用，保证深基坑施工的安全进行。

3.1.2高压旋喷桩止水帷幕

高压旋喷桩是一种适用于黄土、粘土夹砂、粉土、砂类土等地层的一种常用的运用范围较广的止水帷幕法。高压旋喷桩按注浆法的不同进行分类可分为定喷、摆喷、旋喷。根据不同工程需要和土质情况可选择采用单管、双管或三管法。

3.1.3帷幕注浆止水

帷幕注浆止水技术主要适用于淤泥质、粉质粘土和中强风化、全风化及破碎代岩层的岩体中，该技术的主要止水原理是通过压浆机贯穿岩体的钻孔，将已按比例配置好的浆液注入岩体中，使其填充到岩体中的空隙、松散破碎岩石的缝隙及裂隙中，大大降低了岩体中的空隙度、提高了密度，使岩体从当前的含水层或透水层转变为隔水层，以此来堵塞地下水活动通道，从而达到止水的目的。

3.1.4钢板桩止水帷幕

相对于传统止水帷幕，钢板桩止水帷幕是一种新型环保工艺，它具有施工简便、工期短、止水效果好、时效性强、造价低、节约土地资源等优点，在２-３层地下室的基坑支护中。其综合优势尤其明显。

3.2国外新型止水帷幕技术分析

3.2.1五轴搅拌桩止水帷幕

五轴搅拌桩止水帷幕是一种新型的地下深基坑止水技术，其主要原理是置五根中空钻杆,三根钻杆喷浆,两根钻杆喷气,钻杆内部分别设置有喷浆通道和喷气通道,钻杆前端设置有喷浆孔,充分利用钻杆作为喷浆管,旋转接头连接注浆管,浆液通过注浆管注入到钻杆内,通过钻头和钻杆上叶片的搅动力以及压缩气体对土体的切割力对地基土进行均匀地搅拌,使水泥土充分搅拌混合,形成连续的水泥土墙作为止水帷幕。

3.2.2RJP工法止水帷幕

RJP工法简介RJP工法是Radinjetpilemethod（超高压旋喷桩工法）的缩写，是一种来自日本的一种创新型深层大直径旋喷施工工法，RJP高压旋喷工法已成功应用于日本七百多个工程实例，表明了其工程应用的可行性和可靠性。

该工法的工艺原理与其他高压旋喷注浆基本一样，均以高压喷射流体将土层的组织结构破环，被其破环的土粒与浆液混合搅拌，凝固后便在地层中形成固结体。当然，RJP工法的加固机理与众不同，主要是进行两次切削破坏土层，第一次是上段的超高压水和压缩空气的复合喷射流体，在第一次切削土层的基础上再次对土体进行切削，这样便增加了切削深度，加大了固结体直径。RJP工法属于半置换类型，加固原理如图1所示。

3.2.3管幕冻结法

人工地层冻结法是利用人工制冷技术临时改变岩土性质以增加土体强度及稳定性、隔绝地下水联系，以便在冻结壁保护下进行施工的特殊工法。该工法已越来越多地应用到矿井，隧道，基坑，盾构进出洞、地铁联络通道以及紧急抢险修复工程中。

4造成止水帷幕失效的技术原因及处理措施

4.1止水帷幕运用于深基坑中技术要点

4.1.1建造止浆墙

止浆墙需要在注浆区域建造，其厚度要求在15-30厘米中间，厚度的设定为了有效防止注浆时从地面冒浆现象的发生。

4.1.2钻孔技术

采用测量放线的方法来确定注浆孔位并做好标记，根据标画孔位运用工程地质专业钻机打孔，这种钻孔过程中要保护孔壁用套管定位或是泥浆循环方式，孔形成后立即清理。

4.2分析深基坑止水帷幕失效原因

4.2.1失效概况

深基坑开挖土方前，按照降水检测方案要求，先检测基坑内外部下水是否相通，具体做法：先从内部基坑由降水井进行抽水，观测坑外水位是否下降，出现明显下降现象再停止抽水，如基坑外水位出现回升，表明深基坑内外地下水循环较好。如出现了渗漏涌水现象，此时说明止水帷幕已经失效。

4.2.2分析止水帷幕失效原因

造成止水帷幕失效的原因是多方面的，通过专业人士鉴定分析归纳为以下几方面：方案设计不当，施工原因及监管不严。

第一，深基坑建造过程中，缺乏严格监管，导致施工员在操作中未按照图纸要求开展，发生少数桩位产生偏差。

第二，施工人员为了加快施工进度，建造止水帷幕后，当桩位强度在初期硬度还不具备条件时，就开始对深基坑进行抽水。

4.3止水帷幕失效处理措施

4.3.1对坑外帷幕注浆进行封堵

注浆封堵包括三步：第一步，确定位置。深基坑止水帷幕以外进行注浆。第二步，布点。准备压密浆针对第一排注浆孔。第三，开始注浆封堵加密，保障止水帷幕有效发挥作用。

4.3.2对坑内帷幕进行混凝土密实封堵

基底距地表深6.8厘米时，这一深度土层处于粉土性质，渗透性能好。针对地质特性在土方开挖前，采用缓凝土浇灌构造坚硬挡墙在排桩和基底交汇处，做到有效密封坑内渗漏点，防止水帷幕现象发生。

4.3.3对坑外管井进行降压

深基坑开挖往往选在春夏交替季节，因此雨水较多土地湿度大，基坑土方挖到地表以下6.8厘米处，由于坑内与坑外的水值差较大，可能产生渗水现象，不利于基坑外注浆封堵实施条件，因此，需要布置坑外降压井来改善坑内外水值差。对于自然环境带来的土层湿度变化要随时观测，间歇式进行抽水。

5结语

深基坑止水帷幕的相关研究近年来不断增多，可见工程界对基础防水的重视。通过对国内外目前不同类型地下止水帷幕技术的了解可见目前地下止水技术都朝着绿色环保，减少对周围人和建筑的影响的方向发展。不断加强地下止水帷幕可靠度提高的相关研究及对止水帷幕失效的处理措施的分析总结将是未来发展的不变主题。