袖閥管注漿基底隔滲技術(shù)在工程中的應(yīng)用

衛(wèi) 芷

1 工程概況

本工程地下車(chē)庫(kù)基底深度為-10.50 m，基坑地下水位位于地表下1.1 m～1.8 m，在勘探深度范圍內(nèi)場(chǎng)地地基土自上而下可劃分為6個(gè)大層，突水層主要為第③層粉質(zhì)粘土層與第④層中砂層的承壓水，開(kāi)挖前基坑與止水帷幕、工程樁已施工完畢，由于該工程北面距某辦公樓3 m、南面與正在施工的32層樓相連、西面距7層的某家屬樓4 m，東側(cè)距太原市迎澤公園迎澤湖僅有1000 m，地下水資源充沛，有良好的補(bǔ)給水源。若采取強(qiáng)降水施工，會(huì)造成周?chē)貙硬痪鶆?，排水固結(jié)，從而引起不均勻沉降，對(duì)周?chē)ㄖ镌斐奢^大影響;經(jīng)計(jì)算，采用降水井降水日抽水量為723.456 m3，施工完成后將抽取掉91155.456 m3地下水，相當(dāng)于2.51個(gè)迎澤湖內(nèi)的水。為實(shí)現(xiàn)深基坑封閉截水，有效保護(hù)地下水資源，實(shí)現(xiàn)綠色施工，決定采用袖閥管注漿進(jìn)行基底隔滲。注漿深度10 m的孔為649個(gè)，有效加固深度6 m，注漿深度4 m的孔為84個(gè)，有效加固深度3.5 m。

2 袖閥管注漿基底隔滲技術(shù)的特點(diǎn)

1)袖閥管注漿基底隔滲是一種新的施工方法，目前國(guó)內(nèi)無(wú)成熟的施工經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，施工質(zhì)量的控制是工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2)袖閥管注漿基底隔滲是利用注漿技術(shù)對(duì)基底進(jìn)行加固，通過(guò)加固土體來(lái)抵抗地下承壓水作用，并封閉地下水路，與周?chē)顾∧恍纬煞忾]截水，達(dá)到不降水同樣可以正常施工的目的，這是深基坑施工中一個(gè)重大的突破，意義深遠(yuǎn)，也是建設(shè)部2010年起推廣的建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)中的一項(xiàng)。3)有數(shù)據(jù)顯示，目前華北地區(qū)地下水資源已經(jīng)超采達(dá)2000億m3，在地下已經(jīng)形成了一個(gè)巨大的漏斗。如果在施工過(guò)程中仍然采用井點(diǎn)抽水降水，將造成更大的水資源浪費(fèi)。袖閥管注漿隔滲能減少工程施工對(duì)水資源的無(wú)度開(kāi)采和污染，大量減少地下水的消耗，實(shí)現(xiàn)封閉截水。有效保護(hù)了地下水資源，實(shí)現(xiàn)綠色施工。

3 方案比較

工程開(kāi)工前，組織項(xiàng)目成員考察和調(diào)研多個(gè)同類(lèi)型的在施項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)在施工深基坑工程和高地下水位的工程時(shí)仍采用傳統(tǒng)的帷幕+輕型井點(diǎn)降水施工工藝的工程，施工進(jìn)度一般比較緩慢，施工難度大，同時(shí)抽出大量的地下水資源白白排入下水管網(wǎng)浪費(fèi)掉。

采用袖閥管注漿隔滲封閉截水技術(shù)可以達(dá)到加固土體的目的。同時(shí)該技術(shù)與減壓井降水相比較不需要抽取地下水，可以節(jié)約大量的水資源，保持生態(tài)平衡，符合我國(guó)節(jié)能、降耗的國(guó)策，同時(shí)也能節(jié)約工程施工費(fèi)用。

4 袖閥管注漿基底隔滲技術(shù)應(yīng)用

4.1 問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)

2010年4月8日項(xiàng)目管理人員對(duì)試成孔注漿的77根袖閥管注漿質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)，注漿質(zhì)量合格的有59根，合格率為76.6%，不合格的主要項(xiàng)目有吃漿量過(guò)大、成孔垂直度偏差大、個(gè)別孔位位移導(dǎo)致滲透系數(shù)不滿足要求(滲透系數(shù)降低到10-4cm/s～10-5cm/s以下)，達(dá)不到加固軟弱土體的目的。

為了找到影響袖閥管注漿施工質(zhì)量的主要問(wèn)題，項(xiàng)目管理人員認(rèn)真地對(duì)調(diào)查出的影響因素進(jìn)行了頻數(shù)統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

表1 影響袖閥管注漿施工質(zhì)量的因素統(tǒng)計(jì)表

從表1中可以看出注漿管破裂是影響袖閥管注漿施工質(zhì)量的主要問(wèn)題。

4.2 原因分析

經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析檢查從19個(gè)可能影響因素中分析出主要原因是:

1)套殼料未摻入膨潤(rùn)土;2)注漿料配比不明確;3)袖閥管安裝不到位;4)注漿壓力選擇不當(dāng);5)注漿器每次提升高度控制不合理。

4.3 實(shí)施

1)為防止袖閥管在注漿過(guò)程中變形、變位或破損，保證注漿料通過(guò)，在注漿段范圍內(nèi)先澆筑套殼料，套殼料的配比嚴(yán)格按參數(shù)控制。

2)配制的漿液具有可調(diào)性，漿液本身的防滲性和耐久性滿足設(shè)計(jì)要求。

注漿主劑為水泥(42.5普通硅酸鹽水泥)，為防止?jié){液離析、沉淀、收縮和增加固結(jié)體的強(qiáng)度、漿液的可灌性，可適量加入輔劑XPM納米灌注劑，水為可飲用的井水、河水及其他清潔水，不得采用pH＜4的酸性水、工業(yè)廢水。漿液的配比按照現(xiàn)場(chǎng)試注后進(jìn)一步確定為水∶水泥∶XPM 灌注劑 =0.8∶1∶(0.06～0.065)。漿液的攪拌采用立式強(qiáng)制正向攪拌機(jī)，容量為0.75 m3，葉片旋轉(zhuǎn)速度150 r/min～180 r/min，功率4 kW。注漿完后經(jīng)檢查全部滿足要求。

3)袖閥管管底采用專(zhuān)用管冒封閉，檢查膠圈，杜絕破損不牢固的管下入孔內(nèi)，下管后封閉孔口，防止異物掉入和移機(jī)時(shí)損壞。通過(guò)對(duì)袖閥管安裝時(shí)嚴(yán)格要求，未出現(xiàn)膠圈破損及不牢固的管下入孔內(nèi)，未發(fā)生注漿段開(kāi)裂現(xiàn)象。

4)詳細(xì)了解地勘報(bào)告，按照試注時(shí)注漿結(jié)果符合質(zhì)量要求的參數(shù)，明確不同土層的注漿壓力，并嚴(yán)格控制。本次成孔及有效加固深度范圍主要為第③層粉質(zhì)粘土與第④層中砂層雜填土，經(jīng)多次試驗(yàn)，粉質(zhì)粘土層中注漿壓力為0.5 MPa～0.8 MPa，雜填土與砂層中為0.1 MPa～0.3 MPa，套殼料劈裂壓力不得大于1.0 MPa。當(dāng)有漿液從袖閥管內(nèi)大量泛出時(shí)說(shuō)明雙塞有破裂，必須停止注漿并拔出更換。每次提升高度應(yīng)控制在1.0 m，相鄰兩孔應(yīng)交錯(cuò)提升，確保每一層位都能均勻注入。為達(dá)到反復(fù)注漿可將注漿段隔0.5 m～1.0 m提升一次，二次注漿時(shí)可交錯(cuò)隔米施注。通過(guò)對(duì)不同土體注漿壓力的控制，土方開(kāi)挖過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)涌水現(xiàn)象。對(duì)周?chē)ㄖ镞M(jìn)行密切觀測(cè)，未發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象。

5)結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)明確每次提升的合理高度為0.5 m，相鄰兩孔交錯(cuò)提升。注漿時(shí)遵循注漿范圍與注漿量雙控制的原則，次序?yàn)橛上轮辽?，先外排后?nèi)排，隔孔隔排進(jìn)行，外排為定量注漿，內(nèi)排為飽和注漿，注漿器每隔0.5 m提升一次，嚴(yán)格控制注漿器每次的提升高度，保證每段范圍內(nèi)都能得到充分的漿液注入。通過(guò)以上方法，保證了每一層位內(nèi)都有漿液充分注入。

5 結(jié)語(yǔ)

袖閥管注漿歷時(shí)56 d。在施工期間，有關(guān)專(zhuān)家多次親臨現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，對(duì)施工中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行解決，使工程進(jìn)展較為順利。從根本上改善了土質(zhì)，達(dá)到了止水(防止突涌)并加固土體的目的，與灌注樁+帷幕+減壓井相比較，共節(jié)約費(fèi)用160428元。通過(guò)該工法的應(yīng)用，積累了經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了一批人才，鍛煉了一支隊(duì)伍，為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了保障，為今后類(lèi)似工程施工提供了經(jīng)驗(yàn)。

施工方便，節(jié)約工期，有效減少對(duì)相鄰建筑物的影響。應(yīng)用建筑業(yè)推廣的十項(xiàng)新技術(shù)之一，避免了地下水的抽取浪費(fèi)，為企業(yè)在社會(huì)上贏得了一致的好評(píng)。

通過(guò)該工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新，發(fā)布了《袖閥管注漿基底隔滲封閉截水》施工企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編制了袖閥管注漿施工工法，為企業(yè)今后類(lèi)似工程的施工提供依據(jù)，填補(bǔ)了省內(nèi)空白。

一次性的解決了施工中的難題，為之后的施工降低了難度并大幅的提高工程進(jìn)度和質(zhì)量。同時(shí)充分的體現(xiàn)了綠色施工、節(jié)能環(huán)保的理念，在保證了工程質(zhì)量的同時(shí)也為國(guó)家節(jié)約和保護(hù)了大量的地下水資源。施工中共節(jié)約水資源91155.456 m3，能滿足100000人一個(gè)月的生活用水。

[1]蘭劍鋒.壓力注漿法在地基處理中的應(yīng)用[J].山西建筑，2010，36(7):103-104.