高压旋喷桩在深基坑防渗止水中的应用

石凯 杜博玉

摘  要：在水利工程建设中，基坑属于临时性工程，作用是提供一个施工空间，其基坑的防渗既是工程的重点也是难点，高压旋喷桩防渗围封方案，施工方便，适应性好，具有良好的防渗效果。本文以东江水源工程西枝江泵站取水口改造工程为例，该工程建基面所处的地层为中粗砂层，属强透水层，工程利用高压旋喷桩进行防渗止水，有效地解决了施工难题。

关键词：高压旋喷桩  深基坑  基坑围封  具体应用

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）07（b）-0018-03

Application of High Pressure Rotational Jetting Pile in Water Seepage Prevention of Deep Foundation Pit

SHI Kai1  DU Boyu2

（1.Huizhou Branch， Shenzhen Guanghuiyuan Environmental Water Co.， Ltd.， Huizhou， Guangdong Province， 516000 China; 2.Shenzhen Guanghuiyuan Environmental Water Co.， Ltd.， Shenzhen，

Guangdong Province， 518000 China）

Abstract： In the construction of water conservancy projects， the foundation pit is a temporary project， which is used to provide a construction space. The anti-seepage of the foundation pit is not only the focus but also the difficulty of the project. The anti-seepage enclosure scheme of high-pressure jet grouting pile has the advantages of convenient construction， good adaptability and good anti-seepage effect. Taking the water intake reconstruction project of Xizhijiang Pump Station of Dongjiang water source project as an example， the formation of the foundation surface of the project is medium coarse sand layer， which belongs to strong permeable layer. The project uses high-pressure jetting pile for anti-seepage and water stop， which effectively solves the construction problem.

Key Words： High pressure rotational jetting pile; Deep foundation pit; Foundation pit enclosure; Specific application

1  工程概况

西枝江泵站位于惠州市惠城区马安镇西枝江左岸老二山处永良围堤内，泵站取水口位于外江滩地，西枝江取水口是深圳市东江水源工程的2个取水口之一，将西枝江水通过引水管涵、前池、水泵加压后直接汇入已建成的东江水源工程输水箱涵。

2008年惠州东江水利枢纽建成后，使西枝江泵站取水口处水位雍高，造成泵站前池至取水口段管道只能要进行潜摸检修，无法进行常规检修和清淤27年，存在運行安全隐患，西枝江沼蛤生长情况一直比较严重，输水构筑物内沼蛤大量生长、死亡，影响水质;并且沼蛤生长会导致过水断面面积减小，糙率增加，输水效率降低，对工程供水造成影响。

工程考虑设置检修闸及治蛤沉沙池，以保证检修和清淤工作的正常进行，确保工程安全，并减轻东江水源工程所存在的沼蛤污损[1]。

2  基坑设计

受惠州水利枢纽的影响，西枝江水位常年维持在10.60～10.89m。而治蛤沉沙池建基面高程为3.71m，基坑深度为7.25m，基坑外水头达7.18m。而建基面所处的地层为中粗砂层，属强透水层，并与西枝江连通。在主体项目施工前必须完成基坑围封，尽量缩减水下工程部分施工时间，以免影响东江水源工程的正常运行[2]。

3  方案对比

本工程改造结合现状地形条件、土层性质和施工条件等条件，对基坑围封方案进行以下比选。方案一：采用旋喷桩围封。方案二：采用钢板桩围封。方案三：采用钻孔灌注桩围封[3]。

3.1 旋喷桩方案

高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体[4]，主要适用于以下情况。

（1）高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。

（2）当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含大量植物根茎或有过多的有机质时，对淤泥、泥炭土及已有建筑物的湿陷性黄土地基的加固，应根据现场试验结果确定其适用程度。

（3）高压喷射注浆法，对基岩和碎石土中的卵石、块石、漂石呈骨架结构的地层，地下水流速过大和已涌水的地基工程，地下水具有侵蚀性，应慎重使用。

（4）高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固处理、深基坑止水帷幕、边坡挡土或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆起、地下大口径管道围封与加固、地铁工程的土层加固或防水、水库大坝、海堤、江河堤防、坝体坝基防渗加固、构筑地下水库截渗坝等工程[5]。

由于基坑所处的建基面在中粗沙层，坡比采用1：2.25放坡形式，建基面长44.5m、宽19m，基坑深约7.25m，基底高程为3.71m，基坑周长260m，基坑面积为4850m2，预留24m放坡距离，在开挖线外1m设置一排高压旋喷，在有管道的位置多布置一排高压旋喷，且打穿现有两条直径2m的PCP管道，旋喷桩共300根，桩长18m，单价为740元/m，共400万元。

根据《水利水电高压喷射灌浆技术规范》（JGJ 120-2012），钻孔孔位与设计孔位偏差不得超过50mm，钻孔偏斜率不应超过1%。本次桩长18m，按规范要求最大偏差为46cm。

（5）旋喷桩桩径比选：

单排旋喷桩，桩径为0.8m，间距为0.6m，搭接长度为0.53m，单价取663元/m，旋喷桩共500根，共约600万元;

单排旋喷桩，桩径为1m，间距为0.8m，搭接长度为0.6m，单价约取708元/m，旋喷桩共375根，共约500万元;

单排旋喷桩，桩径为1.2m，间距为1m，搭接长度为0.67m，单价取740元/m，旋喷桩共300根，共约400万元;

双排旋喷桩，桩径为0.6m，间距为0.4m，搭接长度为0.85m，排距0.4m，单价取570元/m。旋喷桩共600根，共约600万元。

考虑桩间搭接厚度及投资，使用桩径1.2m单排旋喷桩。

3.2 钢板桩方案

钢板桩方案布置与旋喷桩方案布置一致，钢板桩施工速度快，由于桩长长达18m，且下桩时受土层岩石影响大，锁口接合部分施工难度大、管道部分无法直接下桩。基坑排水量大，容易影响基坑安全[6]。钢板桩共600根，桩长18m，重0.105t/m，单价为1500元/t，共170万元。

3.3 钻孔灌注桩方案

考虑每侧预留2m的施工位置，基坑长47.5m，宽21.5m。考虑桩悬臂高度为7.25m，桩长按入中风化1m，长18m，根据受力条件计算，桩径采用1m，桩距为1.3m，桩间设直径0.6m的旋喷桩，以保证基坑干水作业。此方案土方开挖约7677m3，钻孔灌注桩107根，桩长18m，单价为1670元/m，总投资约470万元。

方案比选表如表1所示。

考虑本工程基坑深度较大（深度7.25m），基坑外水位受西枝江水位影响，且基坑围封是影响工程实施和东江水源工程运行的关键工序。综合考虑投资、施工难度和基坑安全的重要性，推荐选用方案一：在基坑外采用大桩径单排旋喷桩进行围封止水。

3.4 方案稳定复核

对已选定的推荐方案，即方案一采用旋喷桩围封进行基坑边坡稳定复核，本工程基坑开挖深度为7.25m，其开挖土层为素填土层，粉质粘土层和中粗砂层，地下水位为10.73m，其透水性及富水性均较强，基坑采用在开挖线外设置旋喷桩进行防渗处理，基坑形式采用1∶2.25放坡开挖，基底高程为3.71m，结构物基础坐落在中粗砂层中，由砂和粗砂组成，地基承载力标准值为140kPa，土质条件较好，可直接用作基础持力层。根据勘察成果，综合分析，各岩、土层承载力特征值及压缩模量值如表2所示。

计算方法：按照《水利水电边坡设计规范》（SL 386-2007） 中相关规定，并借助Autobank 7.07软件进行稳定分析，计算得抗滑稳定安全系数，计算简图如图1所示。

4  结语

通过计算选用上述旋喷桩围封，打入深度进入相对不透水层，在配合放坡处理，使开挖达到预期的效果，在工程开挖深基坑中，尤其是地下水位较高，且开挖地层具有很强的透水性时，基坑围封是影响工程实施和工程进度的关键工序，本文论述了与其他围封措施相比，旋喷桩具有良好的防渗止水效果。

参考文獻

[1] 马骏.多头搅拌桩结合高压旋喷桩施工技术在深基坑防渗帷幕中的应用[J].水运工程，2016（6）：183-186.

[2] 龚文杰.深基坑止水工程中灌注桩和高压旋喷桩的应用[J].广东建材，2021（8）：53-55.

[3] 陈勇，罗志浩，屈坤玉，等.高压旋喷桩内插H型钢在基坑支护中的应用[J].建筑施工，2021（7）：1193-1195.

[4] 史彦，崔会杰，崔会超.浅谈高压旋喷桩施工工艺及质量控制措施[J].居舍，2021（22）：69-70.

[5] 刘澄赤，卞睿凡，睢博栋.MJS工法超长高压旋喷桩在深基坑止水工程中的应用[J].施工技术，2021（3）：85-87.

[6] 付涛，郏建树，王亮，等.高压旋喷桩加固扰动地层后桩基承载力分析[J].山东建筑大学学报，2018，33（6）：15-20，36.