铜陵星雨华府深基坑止水帷幕失效的流砂治理

摘 要：在经济飞速发展的今天，高层建筑越来越多，深基坑随之成为热门研究课题，但在复杂地质条件下深基坑止水帷幕施工技术仍不够成熟，常常对建设项目造成较大的安全事故和经济损失。

关键词：深基坑 尾矿砂 止水帷幕 灌注桩 流砂 堵漏高压旋喷桩

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0061-01

1 工程概况

由我单位承建的某项目西标段工程，位于铜陵市，属于棚户区改造的民生工程，受到当地政府的高度重视。本工程包括9栋单体和地下车库，地下室三层，基坑开挖深度约14 m，深基坑采用单排灌注桩和两道钢筋混凝土内支撑作为支护体系，单排双轴深搅桩和桩间高压旋喷桩作为止水帷幕。

2 地质水文情况

根据岩土工程勘察报告，场区地层层序自上而下依次为：

①1层填土：层厚0.50～4.8 m，呈杂色，湿，较松散，其成份主要为粉质粘土夹碎砖石、混凝土块等。

①2层尾砂：层厚4.7～12.00 m，呈深灰色，饱和，松散～稍密状，主要成份为粉细砂，夹少量软塑状粉质粘土薄层，为铜官山铜矿排放的尾矿砂，回填时间超过20年。

①3层尾砂混淤泥：层厚0.80～3.9 m，呈深灰色，饱和，松散状，主要成份为粉细砂，夹20%～40%左右的淤泥，属高压缩性土。

②层可～软塑状粉质粘土：层厚0.70～16.70 m，呈灰黄～灰黑色，很湿，含腐植质，属中等偏高压缩性土。

③层碎石土：层厚0.7～8.1 m，灰黄色，湿，中密～密实状，碎石成份主要为石英砂岩，硬塑状粘土充填。

④层强风化闪长岩。

⑤层中风化闪长岩。

水文条件：勘察期间，钻孔揭露深度内，地下水水位埋深为0.7～2.3 m，标高为15.55～20.63 m，年变化幅度约为1.0 m。

3 止水帷幕施工

由于地质条件差、地下水位高、开挖深度大等特殊因素，止水帷幕施工开始就列为重点控制项目。2011年8月，我单位组织了施工经验丰富的队伍进场，编制了详细的施工方案，在施工前对现场作业人员进行了安全技术交底，对止水帷幕的重要性、场地的复杂性、施工的难度性和设计要求等做了详细的介绍，并列出了本工程施工的重要控制措施。

施工前，根据图纸设计和现场试桩情况，制作了双轴深搅桩施工各项参数公示牌，包括叶片直径、水泥掺量、钻进下沉和搅拌提升速度、垂直度偏差、桩位偏差、送浆压力、钻杆钻速、钻进深度、移机距离等，以方便施工过程控制。施工过程中，我方根据各项参数和技术要点严格控制，因为地质条件复杂，双轴深搅桩施工多次遇到不明障碍物而偏位，钻杆提升后发现磨损严重并附着有细小的磁性颗粒，其中6次发生钻杆抱死无法钻进和提升，最终以钻头折断而失败。我方技术人员立即以绝对坐标记录好位置，经监理和业主单位确认后，设计单位据现场实际情况，在深搅桩未连续施工的区段，增加高压旋喷桩进行补救，确保止水帷幕的质量。

桩间高压旋喷桩施工过程中，因为灌注桩的不规则扩孔，桩间高压旋喷桩不能像图纸设计那样靠近灌注桩，且钻杆也多次遇到障碍而发生较大偏位。由于尾矿砂颗粒较细，喷浆过程中多次出现注浆管爆裂，且水泥浆上涌量较大。

2011年11月开始土方开挖，基坑开挖过程中采用管井和轻型井点降水，并在止水帷幕外设置回灌渠，确保周边建筑和道路的安全。当基坑开挖8 m深时灌注桩间漏水、流砂严重，导致止水帷幕外侧塌陷，基坑内土方无法开挖到设计标高。

4 漏水原因分析

（1）场地内的尾矿砂经过近百年的堆积，尾矿砂中铁矿粉、硫化物等成分经过化学反应形成不均匀的胶结硬块和磁性物质，双轴深搅桩和桩间高压旋喷桩施工过程中，钻杆碰到胶结硬块发生偏位、倾斜，磁性物质吸附钻杆造成钻头折断，致使止水帷幕施工产生搭接不良的质量缺陷，未能形成完整封闭的止水帷幕，是产生侧壁渗漏的主要原因。（2）场地内的尾矿砂细度模数较小，在含水量丰富时沉淀密实度不均匀，桩间高压旋喷桩成桩效果较差，出现不规则的瘦腰缩颈；灌注桩施工时充盈系数偏大（平均约1.5），桩身发生不规则扩孔，桩间高压旋喷桩施工时钻杆不能有效的按照图纸设计位置施工，且灌注桩成孔时的泥浆护壁较厚，致使高压旋喷桩施工时喷浆不能冲破泥皮与灌注桩有效的咬合在一起，出现缝隙。在侧壁水压力较大时出现渗漏水现象，也是产生止水帷幕渗水流砂的重要原因。

5 堵漏方案施工

根据专家组意见，对于已开挖的区域（坑边场地狭小），停止基坑降水，并回填基坑内支护桩边6 m范围内的土体。在支护灌注桩间机械引孔，解决灌注桩扩孔造成的高压旋喷桩施工障碍，再用小型高压旋喷桩机在引孔内注浆，确保堵漏高压旋喷桩与灌注桩能有效的咬合在一起，形成完整的止水体系。

我单位引进专业堵漏施工队伍，经过对现场水文地质条件和实际情况的考察，专业堵漏队伍决定采用GXY-2K型钻机在灌注桩间引孔至设计深搅桩桩底标高，然后用XP-20A型钻机注浆，确保高压旋喷桩施工位置准确。堵漏高压旋喷桩施工各项参数根据图纸设计、试桩记录和专业堵漏经验，参考如下：水泥参量380～400 kg/m、水灰比1∶1、喷浆压力2 MPa、水压30 MPa、喷浆量150～180 L/min、提升速度0.8～0.12 m/min，有效成桩半径约为600～700 mm。钻机引孔前由技术人员确定好桩位，并全程指导堵漏高压旋喷桩施工。

堵漏结束两周后，我方挖开6条桩缝均无明显漏水，但有2处在堵漏桩和灌注桩交界处有轻微渗水，一个小时后便形成漏水缝隙，并夹杂有尾矿砂。虽然比堵漏前有了很大的改观，但仍不能满足基坑施工要求，通过与堵漏单位磋商，对现场有轻微渗水点的部位采用人工堵漏。即先用编织袋装掺有水泥的砂土回填较大的空洞，确保基坑和止水帷幕的安全；然后用稻草和棉絮对漏水点进行堵塞；最后在灌注桩间用纯水泥浆砌筑退台式的挡土墙，并用纯水泥浆抹面，确保挡土墙的完整性和密封性。由于基坑开挖深度较大、地下水位偏高，考虑到侧壁水压力大且挡土墙开始强度较低，砌筑时留置泄水孔，待挡土墙强度来劲后对漏水较小的泄水孔用棉絮进行堵塞。

为了保证地下室能够顺利的施工，我单位编制了基坑内明排水施工方案，在支护桩边砌筑截水沟和集水井，并安排专职人员进行抽水。

6 经验总结

针对西区深基坑止水帷幕的失效治理，项目部召开了经验总结大会。首先通报了事故造成的直接经济损失和工期延误损失，然后分析项目施工管理中的不足，如施工经验欠缺，对特殊地质条件下施工工艺是否合理没有认真的研究，在止水帷幕施工多次出现缺陷时，未能认识到问题的严重性；管理不够细致化，在止水帷幕施工过程中未能全程监督指导，未对各项施工参数进行记录和统计分析，没有分阶段对操作工人进行技术培训和考核。

通过止水帷幕堵漏，我深刻体会到“预防为主”的重要性，解决问题最好的方法是把问题消灭在萌芽状态。谨此实践经验与大家分享，希望能在以后工作中带给大家帮助！