深基坑止水帷幕施工詳解

深基坑、止水帷幕的要求

1.深基坑

深基坑指開(kāi)挖深度在5m及5m以上的，或地下室3層及3層以上的挖掘工程，同時(shí)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件及周邊環(huán)境較為復(fù)雜的情況下，也可將挖掘工程稱作深基坑。我國(guó)有關(guān)文件定義，開(kāi)挖深度超過(guò)5m，（含5m）的基坑的土方開(kāi)挖、支護(hù)、降水工程；開(kāi)挖深度未超過(guò)5m但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境及地下管線復(fù)雜或影響周邊建筑物安全的基坑的土方開(kāi)挖、支護(hù)、降水工程。

有關(guān)規(guī)定要求，深基坑工作的危險(xiǎn)系數(shù)較高，其專項(xiàng)方案需由施工單位組織專家組成員、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目監(jiān)管單位人員、施工方安全負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人等及勘察、設(shè)計(jì)單位的技術(shù)人員、安全人員共同進(jìn)行安全論證。

2.止水帷幕

止水帷幕是挖掘工程中止水工程的總稱，其工程的意義在于防止或降低基坑內(nèi)地下水的滲透，以保證施工安全，預(yù)防投入使用后房屋沉降。

止水帷幕一般由3部分組成，第1部分是擋土樁，主要作用和擋土墻類似，有鋼筋混凝土灌注樁或其他形式，各樁體之間存在一定的空擋。第2部分是真正的止水帷幕部分，主要用于對(duì)土體的加固，隔斷基坑內(nèi)外水體的相互流動(dòng)，一般應(yīng)用水泥攪拌樁或壓密注漿技術(shù)。第3部分是支撐部分。與普遍的擋土樁不同的是，地下連續(xù)墻應(yīng)用其他形式進(jìn)行基坑加固、維護(hù)，一般用作特大特深基坑。

止水帷幕失效原因是什么？

止水帷幕失效的原因需要通過(guò)對(duì)基坑、攪樁等因素的觀察之后分析得出。基坑圍護(hù)止水帷幕滲漏情況較復(fù)雜，必須對(duì)滲漏類型進(jìn)行劃分，分別治理。通過(guò)多個(gè)基坑施工實(shí)踐，筆者認(rèn)為根據(jù)滲漏深度位置的不同，可分為基坑開(kāi)挖面以上滲漏，和基坑開(kāi)挖面以下滲漏兩種情況；根據(jù)所用的材料不同，又可分為鋼筋混凝土縫隙滲漏和水泥土縫隙滲漏兩種。

同時(shí)，止水帷幕失效的原因可能在與施工中止水帷幕的冷接口在處理上出現(xiàn)漏洞，出現(xiàn)局部不密封的情況。也有可能是3層粉土間的攪拌樁質(zhì)量不合格導(dǎo)致滲漏，因?yàn)楣て诰o，任務(wù)重，在施工完成后，基坑的降水速度過(guò)快，降水量過(guò)大，導(dǎo)致土層中的水流動(dòng)，將尚未凝固的水泥漿稀釋、搬運(yùn)，使攪樁質(zhì)量不能達(dá)到預(yù)期效果。最后一種可能是止水帷幕攪樁在設(shè)計(jì)時(shí)處理不當(dāng)，并且在止水帷幕施工完成后立即進(jìn)行大面積挖掘工作，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，對(duì)攪樁造成損壞，影響攪樁質(zhì)量。

1.基坑底部有較大水壓力的滯水層

止水帷幕深度位于滯水層但又沒(méi)有完全將此層封閉，基坑開(kāi)挖后等于地基卸載，土體中的壓力減少，坑底的大口井、工具柱樁、支護(hù)鋼筋混凝土灌注樁等薄弱部位均有可能產(chǎn)生管涌和流砂，處理不當(dāng)還會(huì)造成坑底隆起，甚至危及周圍地下管線和建筑物的安全。

2.非地下潛水水源對(duì)止水帷幕的破壞

地下管道滲漏、距離河道較近、降雨過(guò)多造成土體含水量過(guò)大，土體顆粒懸浮流動(dòng)，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)受主動(dòng)土壓力增大，由此引發(fā)因圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量過(guò)大造成止水帷幕斷裂，從而產(chǎn)生滲漏，如果外圍水量過(guò)大，還有可能引發(fā)基坑工程事故。

3.外圍基坑滲水

根基地勘報(bào)告本工程地下不存在有較大水壓力的滯水層，但隨著基坑的開(kāi)挖地下管道的滲漏及周邊土體含水量大且地下水位較高，造成從外圍基坑頂部向基坑內(nèi)滲水的情況，形成明漏，同時(shí)由于水泥攪拌樁成樁質(zhì)量的不理想，從基坑中間部位發(fā)生滲漏，且局部滲漏的情況比較嚴(yán)重，已經(jīng)形成暗漏；但通過(guò)觀察，初期滲漏夾帶泥沙較多，后期滲漏為清水，沒(méi)有在地下形成較大空洞，沒(méi)有對(duì)造成較大影響。

4.其他破壞原因 

隨著基坑開(kāi)挖深度的不同，圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受的土水壓力也發(fā)生了一定的變化，一些未被發(fā)現(xiàn)的深層攪拌水泥加固土成墻質(zhì)量問(wèn)題逐漸的體現(xiàn)出來(lái)，如成墻時(shí)相鄰組之間相互沒(méi)咬合上或咬合量較小、斷漿后接縫不嚴(yán)或銜接量不夠、攪拌不均勻帶有雜物造成夾層或夾塊、水泥加固土受地質(zhì)中土的活性以及特殊地質(zhì)的影響固結(jié)不好或沒(méi)有固結(jié)等因素，均可造成止水帷幕滲漏。一般此種滲漏流量較小但夾帶泥沙較多，由于時(shí)空效應(yīng)，基坑外圍局部土體形成流沙，處理不及時(shí)基坑外土體會(huì)形成較大的空洞，危及基坑及周圍地下管線和建筑物的安全。

失效滲漏處理對(duì)策

（1）首先采用坑外帷幕注漿封堵的施工工藝，先對(duì)整體帷幕進(jìn)行定位，在之前設(shè)置好的止水帷幕外側(cè)，距離雙軸深攪拌樁約20cm深的位置裝設(shè)第1排注漿孔，第2排注漿孔位置設(shè)定在與第1排注漿孔相距0.5m位置處，使兩排注漿孔以梅花形排列。在布點(diǎn)這一環(huán)節(jié)，要在第1排注漿孔上進(jìn)行注漿，保證注漿管在壓入時(shí)保持垂直，且要將注漿壓密，將壓入深度控制在6~8m，進(jìn)入第4層粘土約0.5m。將水泥漿、水泥、水玻璃按照1∶1的比例進(jìn)行攪拌，注漿壓力控制在1MPa。

（2）進(jìn)行坑外管井降壓處理。因開(kāi)挖時(shí)周邊自然環(huán)境的影響，可能使水體深入土層，導(dǎo)致土中含有大量水分。當(dāng)土方挖掘至7m時(shí)，坑里及坑外的水頭有較大差距，所以要在坑外加設(shè)降壓井，以減少壓力差，降低坑內(nèi)滲水量，為坑外的注漿封堵工作打好基礎(chǔ)。同時(shí)，要對(duì)帷幕周邊環(huán)境進(jìn)行隨時(shí)觀察，注意濕度變化，進(jìn)行間歇性抽水，做到少抽多抽，抽水時(shí)間要盡量短且高效。一般將降壓井安置在基坑一側(cè)的房屋內(nèi)及房屋西側(cè)，井深要大于注漿管深度，一般在10~12m，兩個(gè)井之間的距離約為20m左右，以綠豆砂作為井管與井孔之間的濾料。

（3）進(jìn)行坑外掛網(wǎng)的噴漿封堵。確保坑內(nèi)掛網(wǎng)噴漿封堵的工作與坑外注漿、降壓工作在同一時(shí)間進(jìn)行。在坑內(nèi)樁間土掛鋼筋網(wǎng)的建設(shè)上，應(yīng)以直徑8mm的鋼筋為主要建設(shè)材料，鋼筋之間的距離控制在15cm，正負(fù)差值為5mm，使鋼筋與樁體進(jìn)行可靠的連接。噴射混凝土的主要材料選用C20，厚度控制在6cm，正負(fù)差值要小于5mm。在噴射過(guò)程中，先噴射3cm厚的C20混凝土，等第1層噴射層凝固并養(yǎng)護(hù)完成后，再進(jìn)行第2層，即剩余3cm的噴射，同樣待其凝固后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。

（4）進(jìn)行坑內(nèi)已經(jīng)密實(shí)的混凝土的封堵。要求基底的標(biāo)高在地下6.8~7m，此處基底層的主要性狀為粉土層，這一類土層的最明顯特征就是滲透率過(guò)大，所以要在土方開(kāi)挖后，以不影響后續(xù)的工程開(kāi)展為前提，在基底層和樁體的交接部位應(yīng)用密實(shí)的混凝土澆筑起一道混凝土隔擋墻，阻擋濕氣、水氣進(jìn)入，有效完成對(duì)坑內(nèi)滲漏位置的滲透封堵，保證帷幕質(zhì)量。

（5）防治住宅樓沉降。在發(fā)生沉降的住宅樓對(duì)應(yīng)側(cè)的地面上進(jìn)行注漿，對(duì)土體進(jìn)行有效加固，這也是保證止水帷幕防滲漏的重點(diǎn)。同時(shí)在各家居民的庭院內(nèi)加設(shè)注漿孔，要求注漿深度為6m，正負(fù)差值為0.5m，注漿壓強(qiáng)為0.5MPa。在注漿環(huán)節(jié)上，將注漿管依次進(jìn)行拆除，在注漿管的一端注漿孔早在填土范圍中，適當(dāng)降低注漿壓強(qiáng)，對(duì)地面情況進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。當(dāng)出現(xiàn)冒漿情況時(shí)，觀察人員要立即下令停止注漿。在注漿完成后，要設(shè)置沉降檢測(cè)點(diǎn)或加裝檢測(cè)模塊、設(shè)備，在注漿環(huán)節(jié)及注漿結(jié)束后進(jìn)行必要的檢測(cè)。

（6）總結(jié)總體施工流程。首先在坑外進(jìn)行壓密注漿的加固處理，加固順序?yàn)橄葘?duì)第1排進(jìn)行加固，在第1排加固完成并修復(fù)后，進(jìn)行第2排注漿孔的注漿及加固、維護(hù)工作。之后在坑外注漿加固的同時(shí)，進(jìn)行坑內(nèi)掛網(wǎng)噴漿。如果在此期間發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，要及時(shí)找出滲漏位置，并應(yīng)用水泥袋對(duì)滲漏點(diǎn)封堵，進(jìn)行加固工作。最后要在樁體和基底間的連接處進(jìn)行密實(shí)混凝土的澆筑，以形成混凝土擋墻，防止?jié)B漏。

（7）在整個(gè)工作完成后要對(duì)工程效果進(jìn)行評(píng)估。首先是對(duì)地下水位的檢測(cè)評(píng)估。檢測(cè)方法是通過(guò)基坑沉降側(cè)設(shè)置的水位觀測(cè)孔進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)基坑外的水位。檢測(cè)結(jié)果為自開(kāi)始進(jìn)行土方挖掘至土方挖掘工程結(jié)束，基坑內(nèi)部滲水沒(méi)有間歇的情況。經(jīng)過(guò)保護(hù)的基坑外水位始終保持穩(wěn)定，中間會(huì)突然出現(xiàn)可控范圍內(nèi)的波動(dòng)，其原因在于自然降水。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，對(duì)于止水帷幕的處理發(fā)揮了應(yīng)有作用，保證了基坑內(nèi)的滲透情況不會(huì)對(duì)基坑外的水位及沉降造成影響。之后進(jìn)行對(duì)房屋沉降現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)方法為在沉降側(cè)的基坑房屋內(nèi)，每個(gè)房屋設(shè)置4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)或加設(shè)4個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備，設(shè)備總量為房屋總量的4倍。設(shè)置系統(tǒng)在房屋出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，在2cm時(shí)發(fā)出警告，對(duì)沉降值進(jìn)行記錄。從記錄分析，自工程施工至工程結(jié)束期間，房屋的總沉降量控制在2cm內(nèi)，表明施工期間的房屋沉降量較小，變化平緩并逐漸穩(wěn)定。

施工管理要點(diǎn)

根據(jù)工程實(shí)踐記錄及分析得出以下結(jié)論。

（1）止水帷幕的施工質(zhì)量受多種因素影響，所以在施工中必須加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控，并對(duì)缺陷部位進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)，確保止水帷幕的有效性。

（2）基坑降水要在帷幕閉合并達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行，避免對(duì)攪拌樁質(zhì)量造成影響。

（3）在止水帷幕失效的情況下，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況分析原因后進(jìn)行處理，確保止水帷幕的安全。