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某鄰近河道深基坑止水處理技術(shù)

文檔作者：李家濤，胡長明，張文萃，趙楠，梅源文檔來源：西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月01日
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2014年1月上
第43卷第1期
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 67
DOI：10．7672／sgjs2014010067
某鄰近河道深基坑止水處理技術(shù)水
李家濤，胡長明，張文萃，趙楠，梅源
(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，陜西西安710055)
[摘要】鄰近河道深基坑工程施工技術(shù)的關(guān)鍵是止水處理，結(jié)合沿海地區(qū)某工程實(shí)例，提出了一種新型的鄰近河道
深基坑兩道止水技術(shù)及其布置形式與施工要點(diǎn)。通過現(xiàn)場監(jiān)測得出：兩道止水技術(shù)能夠很好滿足鄰近河道深基坑
止水要求，其中隔水帷幕不僅可以維持土體的穩(wěn)定，而且能夠提高鄰近河道地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量，二者相互配
合，能夠較好地增強(qiáng)地基的承載力，從而保證深基坑施工過程中的安全穩(wěn)定。
[關(guān)鍵詞]地鐵車站；深基坑；河道；隔水帷幕；高壓旋噴樁；施工技術(shù)
[中圖分類號(hào)】Tu753 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1002-8498(2014)01旬067JD4
Water-resistance Technology of Some Deep Foundation
Excavation Near the River
Li JiataO，Hu Changming，Zhang Wencui，Zha0 Nan，Mei Yuan
(Sc^ooZ礦C如訂E增i聊eri喈，施’nn un如e珊蚵礦Arc^itectⅡre帆d nc^，lo如gy，觚’n凡，S^口口麒i 710055，c^汛口)
Abstract：The key of the deep foundation excavation constmction near the river is the water—resistance
treatment． Combined with a project in coastal areas，authors put forward the layout fom and constrIlction
key points of two water-resistance processes in the deep foundation excavation near tlle riVer． By
analyzing the data of field test，it can be concluded that the ef玷ct of two water stop processes is obVious．
The water—resisti!lnce curtain can on the one hand maintain the stability of the soil， on the otller hand
improVe the constr．uction quality of diaphragm wall near the riVer一，They can enhance the bearing capacity
of f．oundation better and ensure the security and stability in the process of deep fbundation excaVation
constmction．
Key words：subway stations；deep foundation excaVation；riVers；water_resistance curtain；high pressure
jet grouting pile；construction
沿海地區(qū)地下水豐富且埋深淺，基坑支護(hù)工程
往往因地下水問題而帶來一定的施工難度?；?
止水方式處理不當(dāng)所導(dǎo)致的工程事故不僅會(huì)造成
嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)帶來一定的企業(yè)負(fù)面影
響，如南京某軟土深基坑發(fā)生的兩次由滲流引起的
工程事故，武漢某深基坑支護(hù)施工旋噴止水帷幕部
分失效等。目前，有關(guān)鄰近河道止水技術(shù)的研究仍
處于初級(jí)階段，其中鄰近河道基坑止水主要有以下
兩種處理方法：一種是將高壓旋噴樁設(shè)置在支護(hù)樁
之間，與支護(hù)樁共同形成止水帷幕；另一種是采用
兩級(jí)降水井加隔水帷幕。但是通過分析發(fā)現(xiàn)，方法
一不適用于采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深基
·陜西省科技攻關(guān)計(jì)劃(2011K10-20)；包頭市科技計(jì)劃項(xiàng)目
(20llXl006)
【作者簡介】李家濤，碩士研究生，E—mail：lUiat枷126@126．com
[收稿日期】2013琊旬3
坑，方法二不適用于河道和基坑距離較小的深基坑
工程。另外，本工程中地鐵車站深基坑?xùn)|北角處為
機(jī)場護(hù)場河，河流不僅影響基坑外降水效率，而且
會(huì)造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)較大的滲透壓力，為本次深基
坑降水增加了一定的技術(shù)難度。因此，必須采取專
門的系統(tǒng)措施，減小或隔斷基坑地下水與河道的聯(lián)
系，確保深基坑施工安全、穩(wěn)定。
1 工程概況
地鐵車站主體建筑面積為14 498．71m2。深基
坑總長350m，主體圍護(hù)采用800mm厚地下連續(xù)墻。
地鐵車站東北角為機(jī)場護(hù)場河，護(hù)場河河寬約20m，
水深約2．5m，經(jīng)過人工導(dǎo)改后，河道寬度減為10m。
該地區(qū)軟土具有以下典型特征：厚度>25m，呈
軟塑一流塑狀態(tài)。各層土質(zhì)分布如下：①人工填土
物理力學(xué)性質(zhì)差，具有高壓縮性，厚1．4—4．8m；
②淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層位穩(wěn)定，具有高壓縮性，層
萬方數(shù)據(jù)
68 施工技術(shù)第43卷
厚3．0—9．4m；③淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土團(tuán)呈可
塑、局部軟塑狀態(tài)，層厚3．0—9．4m；④粉質(zhì)黏土
土質(zhì)較均一，具有高壓縮性，層厚1．4—5．1m；⑤粉
質(zhì)黏土可塑，層厚1．5—6．2m；⑥礫砂、圓礫物
理力學(xué)性質(zhì)好，揭露層層厚5．5一13．3m。另外，根
據(jù)勘察報(bào)告，場地內(nèi)第四系孔隙水分為松散巖類孑L
隙潛水和孔隙承壓水兩類，其中松散巖類孔隙潛水
主要賦存于場區(qū)表部填土和淺部黏土、淤泥質(zhì)土層
中，孔隙承壓水主要賦存于擬建場地中部及深部埋
藏分布有第1含水層組(Q，)中。
2技術(shù)難點(diǎn)及方案選擇
2．1技術(shù)難點(diǎn)
本工程中地鐵車站深基坑?xùn)|邊10m處為機(jī)場
護(hù)場河，過近的距離會(huì)引起如下技術(shù)難點(diǎn)。
1)護(hù)城河河道所產(chǎn)生的較大滲流壓力對(duì)地下
連續(xù)墻施工及后期止水效果影響較大。
2)工程中地下連續(xù)墻采用鎖口管柔性接頭，由
于接縫的平整度和夾泥夾砂情況難以控制，故此處
成為滲漏水的薄弱環(huán)節(jié)。
3)河道距深基坑僅10m，選擇既能提高回填區(qū)
強(qiáng)度又能滿足經(jīng)濟(jì)要求的河堤形式至關(guān)重要。
2．2鄰近河道深基坑兩道止水技術(shù)
鑒于該地鐵站深基坑工程浩大、土質(zhì)特殊、水
文條件復(fù)雜、施工難度高等特點(diǎn)，提出一種新型的
深基坑綜合止水方案：首先沿河道邊設(shè)置一道高壓
旋噴樁隔水帷幕，綜合考慮其有效性與經(jīng)濟(jì)性，其
設(shè)置深度大概位于基底開挖面，然后進(jìn)行地下連續(xù)
墻施工。兩道止水技術(shù)的布置如圖l所示。
河道／疏干井
、f／ 圈
隔水帷蕞l 基底
＼- √
降壓托
7 、
圖1 兩道止水技術(shù)布置形式
Fig．1 LayOut 0f twO water-reslstance processes
高壓旋噴樁隔水帷幕的主要作用如下：①減小
河道對(duì)基坑周邊地下水滲透壓力的影響，提高基坑
施工質(zhì)量和效率，降低后期堵漏難度；②代替河堤
提高河道邊土體的穩(wěn)定性，具有一定的經(jīng)濟(jì)效果；
③對(duì)地下連續(xù)墻與隔水帷幕之間土體形成約束作
用，從而提高其承載能力。
地下連續(xù)墻作為第2道止水技術(shù)，具有以下優(yōu)
點(diǎn)：①施工深度大，只要選用合適的成槽機(jī)械施工，
即可在各種地質(zhì)條件下成槽；②地下連續(xù)墻本身具
有擋土、防水抗?jié)B和承重等多種功能；③施工過程
中振動(dòng)小，噪聲低，對(duì)周圍環(huán)境、相鄰的工程結(jié)構(gòu)和
地下管線的影響較小；④地下連續(xù)墻剛度大、整體
性好，結(jié)構(gòu)和地基的變形較小，且沉降及變位較易
控制。簡而言之，地下連續(xù)墻既可以作為圍護(hù)結(jié)
構(gòu)，也可用于主體結(jié)構(gòu)。
3鄰近河道兩道止水施工技術(shù)
3．1 高壓旋噴樁隔水帷幕
3．1．1高壓旋噴樁參數(shù)
作為第1道止水防線，高壓旋噴樁的施工效果
至關(guān)重要。因此，成樁時(shí)需控制好水灰比、提升速
度、旋轉(zhuǎn)速度、垂直度及與相鄰樁的咬合度，保證止
水帷幕的連貫性和均一性。本工程中所采用的高
壓旋噴樁注漿參數(shù)如表1所示。
表1 高壓旋噴樁隔水帷幕注漿參數(shù)
Table 1 The grouting parameters of high pressu他jet
grouting pne water-resistance curtaiⅡ
●’
3．1．2高壓旋噴樁施工方法
1)施工準(zhǔn)備①場地平整施工前需進(jìn)行管
線調(diào)查工作，并清除施工場地地面以下2—3m以內(nèi)
的障礙物，無法清除的需做好保護(hù)措施，整平、夯
實(shí)；合理布置施工機(jī)械、輸送管路和電力線路，確保
施工場地的“三通一平”。②樁位放樣施工前用
全站儀測定旋噴樁施工的控制點(diǎn)，經(jīng)過復(fù)測驗(yàn)線合
格后，用鋼尺和測線實(shí)地布設(shè)樁位，并用竹簽或短
鋼筋釘緊，一樁一簽，確保樁孔中心移位偏差<
50mm。③修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)施工前應(yīng)預(yù)
先準(zhǔn)備排漿溝及泥漿池，以便將產(chǎn)生的10％一20％
的返漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據(jù)場地條
件可進(jìn)行無公害排放。沉淀的泥土在開挖基坑時(shí)
一并運(yùn)走。沉淀和排污統(tǒng)一納入全場污水處理
系統(tǒng)。
為了便于作業(yè)，將灰漿拌制系統(tǒng)設(shè)置在水泥罐
附近，系統(tǒng)主要由灰漿拌制設(shè)備、灰漿儲(chǔ)存設(shè)備、灰
漿輸送設(shè)備組成。
2)鉆機(jī)就位鉆機(jī)就位后，對(duì)樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平、
對(duì)中，調(diào)整樁機(jī)的垂直度，保證鉆桿與樁位一致，偏
差在10mm以內(nèi)，鉆孔垂直度誤差<1．5％；鉆孔前
應(yīng)調(diào)試空壓機(jī)、泥漿泵，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常；校驗(yàn)鉆桿
萬方數(shù)據(jù)
2014 No．1 李家濤等：某鄰近河道深基坑止水處理技術(shù)69
長度，并用紅油漆在鉆塔旁標(biāo)注深度線，保證孔底
標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)深度。
3)引孔鉆進(jìn)鉆機(jī)施工前，需在地面進(jìn)行試
噴，待鉆孔機(jī)械試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，開始引孔鉆進(jìn)。鉆
孔過程中需詳細(xì)記錄鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆孔深度的準(zhǔn)
確度。
4)旋噴提升當(dāng)鉆桿鉆至設(shè)計(jì)深度后，由下向
上旋噴泥漿，并及時(shí)將泥漿清理排出。待達(dá)到預(yù)定
的噴射壓力后開始噴漿，并以試樁確定的提升速度
逐漸提升旋噴管。為保證樁底的施工質(zhì)量，需在噴
嘴下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)，原位旋轉(zhuǎn)10s左右，待孔口冒
漿正常后再旋噴提升。施工過程中注意鉆桿旋轉(zhuǎn)
和提升的連續(xù)性。一旦發(fā)生故障，立即停止，并及
時(shí)檢修排除故障。為提高樁底端質(zhì)量，在樁底部
1．0m范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加鉆桿噴漿旋噴時(shí)間。在旋
噴提升過程中，可根據(jù)不同的土層，適當(dāng)調(diào)整旋噴
參數(shù)。
5)鉆機(jī)移位旋噴提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)應(yīng)
停止旋噴，并提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵與輸送
管道，然后將鉆機(jī)移位。
3．1．3透水性試驗(yàn)結(jié)果與分析
隔水帷幕采用直徑600mm的雙排咬合高壓旋
噴樁。對(duì)施工完畢的隔水帷幕進(jìn)行鉆孔壓水試驗(yàn)，
在每孔分3段，原則上每段長5．0m。防滲標(biāo)準(zhǔn)以透
水率g為準(zhǔn)，并用經(jīng)驗(yàn)公式換算出滲透系數(shù)作為參
考，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。通過透水性試驗(yàn)表明：本
工程所采用的高壓旋噴樁施工參數(shù)及施工方案可
行，隔水帷幕滲透能力極小，隔水效果明顯。
3．1．4取芯試驗(yàn)結(jié)果與分析
芯樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)，芯樣尺寸為
妒0mm×90mm，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。通過試驗(yàn)表
明：樁總體噴漿較均勻，膠結(jié)良好，含灰量較高，芯
樣較為完整，樁身芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值滿足
設(shè)計(jì)要求。
表3水泥土平均抗壓強(qiáng)度值
Table 3 The average values of comp麟iVe
streng恤of the cement-so姐
3．2地下連續(xù)墻
3．2．1 地下連續(xù)墻接頭質(zhì)量控制技術(shù)
本工程中地下連續(xù)墻采用鎖口管柔性接頭，接
縫的平整度和夾泥夾砂情況難以控制，一旦處理不
當(dāng)，水極易滲漏出來，因此，要達(dá)到良好的止水效果
必須保證接縫質(zhì)量。經(jīng)過查閱大量的規(guī)范和文獻(xiàn)，
認(rèn)真總結(jié)已有的經(jīng)驗(yàn)成果，本文所提出的保證接縫
處施工質(zhì)量的措施如下。
1)接頭管接頭管直徑應(yīng)等于或略小于槽段
厚度，并分段連接，為了便于運(yùn)輸和拼裝，長度宜取
3一10m。每段接頭管連接處外周要求光滑，連接成
型后保證順直，為便于拔出，可在管身上涂抹黃油。
為了保證接頭管的抗彎性能并使用量經(jīng)濟(jì)，鋼板厚
度一般取為18～20mm，施工過程中定期校驗(yàn)接頭
管的垂直度。
2)成槽施工在進(jìn)行緊挨接縫處成槽施工時(shí)，
需控制好液壓抓斗的水平擺動(dòng)，以保證挖槽的垂直
度，當(dāng)接縫處有鼓包阻礙成槽施工時(shí)，應(yīng)用成槽機(jī)
慢慢刮除，切不可避開待成完槽后再處理。
3)下放鎖口管本工程中地下連續(xù)墻的成槽
深度為36．62，37．62，38．12m，為保證施工質(zhì)量，項(xiàng)
目部配備了2副長度為42m、總長度為84m的鎖口
萬方數(shù)據(jù)
70 施工技術(shù)第43卷
管，要保證每次下放鎖口管均能插入槽底50em，以
免發(fā)生擾流。之后對(duì)鎖口管后面的空當(dāng)用泥袋進(jìn)
行回填，保證鎖口管的垂直度并避免接頭管彎曲。
4)提拔鎖口管接頭的提拔要與混凝土的澆
筑相結(jié)合，將混凝土的澆筑記錄作為提拔接頭管時(shí)
間的控制依據(jù)，即根據(jù)水下混凝土的凝固速度規(guī)律
及施工實(shí)踐控制提拔過程。混凝土澆筑過程中待
拆除第1節(jié)導(dǎo)管4h后開始拔動(dòng)，之后每隔15min提
升1次，其幅度不宜>50～loomm，并保證混凝土與
鎖口管側(cè)面不咬合，這樣0．5h后其提拔速度與混凝
土強(qiáng)度增長速度相適應(yīng)，為2～4m／h，大約過2h后，
將鎖口管逐節(jié)拔出并清理干凈。整根鎖口管拔出
的時(shí)間需控制在8h以內(nèi)。
3．2．2槽孔超聲波檢測
施工過程中待每次成槽結(jié)束刷壁完成后，需用
超聲波檢測儀對(duì)槽壁垂直度及接縫平整度進(jìn)行檢
測，若發(fā)現(xiàn)接縫處有未處理掉的較大突出部分，立
即用成槽機(jī)進(jìn)行刮除處理，必要時(shí)在成槽機(jī)槽口上
設(shè)置鏟板。從本工程中槽孔的超聲波檢測結(jié)果可
以看出，地下連續(xù)墻連接處的混凝土槽壁垂直，未
出現(xiàn)提拔過早引起的下部混凝土凸起，表明地下連
續(xù)墻接頭質(zhì)量控制技術(shù)可行。
4基坑止水效果分析
實(shí)際施工過程中，在基坑開挖完成后，仔細(xì)檢
查了鄰近河道深基坑圍護(hù)墻滲漏情況。檢查結(jié)果
表明，鄰近河道深基坑圍護(hù)墻無一處滲漏，此方案
止水效果明顯。，
5 結(jié)語
1)沿河道設(shè)置一道高壓旋噴樁隔水帷幕，不僅
可以代替河堤提高基坑邊土體的穩(wěn)定性，而且能夠
減小河水對(duì)地下水滲透壓力的影響，從而提高地下
連續(xù)墻的施工質(zhì)量。
2)從施工效果可以看出，本文提出的鄰近河道
深基坑兩道止水方案不僅經(jīng)濟(jì)適用，而且止水效果
明顯。
3)高壓旋噴樁隔水帷幕施工需控制好成樁時(shí)
的水灰比、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度、垂直度及與相鄰樁
的咬合度，以保證止水帷幕的連貫性和均一性。從
施工效果可以看出：工程的有關(guān)施工參數(shù)合理可
行，能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁﹨⒖肌?
4)抓斗式成槽法較適用于軟土地層地下連續(xù)
墻成槽施工。接縫處應(yīng)控制好液壓抓斗的水平擺
動(dòng)，以保證挖槽的垂直度。當(dāng)接縫處有鼓包阻礙成
槽施工時(shí)，應(yīng)用成槽機(jī)慢慢刮除，切不可待成槽完
畢后再處理。
5)成槽施工下放鎖口管時(shí)，應(yīng)保證每次下放鎖
口管均能插入槽底50cm，以免發(fā)生擾流，并對(duì)鎖口
管后面的空當(dāng)用泥袋進(jìn)行回填，保證鎖口管的垂直
度及避免接頭管發(fā)生彎曲。
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我國規(guī)模最大城市地下交通工程竣工
我國最大規(guī)模的城市地下交通工程——南京
青奧軸線地下立交樞紐12月25日將全面完工。今
后，青奧軸線主隧道將直通南京第6個(gè)公路過江通
道，有效改善城市交通狀況。
據(jù)南京重大路橋建設(shè)指揮部負(fù)責(zé)人介紹，整個(gè)
工程主要由青奧軸線主線隧道、濱江大道下穿隧道
和青奧軸線廣場地下空間三部分組成，呈T字形結(jié)
構(gòu)布局，共設(shè)置了11條匝道，各種地下隧道、匝道立
交和地下空間疊落交錯(cuò)，組成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的地
下3層互通立交結(jié)構(gòu)?！伴_挖期間每天的涌水量最
高達(dá)25萬m3，整個(gè)工程一共要抽水6 000萬m’，相
當(dāng)于14個(gè)玄武湖水的容量?！敝袊F建投資公司施
工負(fù)責(zé)人李衛(wèi)華說，南京青奧軸線3層立交深基坑
所在位置距離長江岸邊最近的地方僅有90m，為了
對(duì)基坑開挖進(jìn)行最穩(wěn)固的支護(hù)，地下連續(xù)墻打到了
基巖以下2m深度，總深度達(dá)54．5m。同時(shí)采用自
凝灰漿的新型墻體進(jìn)行分區(qū)隔水，目前這種工藝只
在三峽大壩等少數(shù)工程上使用過。
(摘自“中國建筑新聞網(wǎng)”2013-12-25)

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