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某鄰近河道深基坑止水處理技術

文檔作者：李家濤，胡長明，張文萃，趙楠，梅源文檔來源：西安建筑科技大學土木工程學院		點擊數：	更新時間： 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
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 67
DOI：10．7672／sgjs2014010067
某鄰近河道深基坑止水處理技術水
李家濤，胡長明，張文萃，趙楠，梅源
(西安建筑科技大學土木工程學院，陜西西安710055)
[摘要】鄰近河道深基坑工程施工技術的關鍵是止水處理，結合沿海地區某工程實例，提出了一種新型的鄰近河道
深基坑兩道止水技術及其布置形式與施工要點。通過現場監測得出：兩道止水技術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定，而且能夠提高鄰近河道地下連續墻的施工質量，二者相互配
合，能夠較好地增強地基的承載力，從而保證深基坑施工過程中的安全穩定。
[關鍵詞]地鐵車站；深基坑；河道；隔水帷幕；高壓旋噴樁；施工技術
[中圖分類號】Tu753 [文獻標識碼]A [文章編號]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
沿海地區地下水豐富且埋深淺，基坑支護工程
往往因地下水問題而帶來一定的施工難度。基坑
止水方式處理不當所導致的工程事故不僅會造成
嚴重的經濟損失，而且會帶來一定的企業負面影
響，如南京某軟土深基坑發生的兩次由滲流引起的
工程事故，武漢某深基坑支護施工旋噴止水帷幕部
分失效等。目前，有關鄰近河道止水技術的研究仍
處于初級階段，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置在支護樁
之間，與支護樁共同形成止水帷幕；另一種是采用
兩級降水井加隔水帷幕。但是通過分析發現，方法
一不適用于采用地下連續墻作為圍護結構的深基
·陜西省科技攻關計劃(2011K10-20)；包頭市科技計劃項目
(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東北角處為
機場護場河，河流不僅影響基坑外降水效率，而且
會造成圍護結構承擔較大的滲透壓力，為本次深基
坑降水增加了一定的技術難度。因此，必須采取專
門的系統措施，減小或隔斷基坑地下水與河道的聯
系，確保深基坑施工安全、穩定。
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，主體圍護采用800mm厚地下連續墻。
地鐵車站東北角為機場護場河，護場河河寬約20m，
水深約2．5m，經過人工導改后，河道寬度減為10m。
該地區軟土具有以下典型特征：厚度>25m，呈
軟塑一流塑狀態。各層土質分布如下：①人工填土
物理力學性質差，具有高壓縮性，厚1．4—4．8m；
②淤泥質粉質黏土層位穩定，具有高壓縮性，層
萬方數據
68 施工技術第43卷
厚3．0—9．4m；③淤泥質粉質黏土夾粉土團呈可
塑、局部軟塑狀態，層厚3．0—9．4m；④粉質黏土
土質較均一，具有高壓縮性，層厚1．4—5．1m；⑤粉
質黏土可塑，層厚1．5—6．2m；⑥礫砂、圓礫物
理力學性質好，揭露層層厚5．5一13．3m。另外，根
據勘察報告，場地內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
主要賦存于場區表部填土和淺部黏土、淤泥質土層
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技術難點及方案選擇
2．1技術難點
本工程中地鐵車站深基坑東邊10m處為機場
護場河，過近的距離會引起如下技術難點。
1)護城河河道所產生的較大滲流壓力對地下
連續墻施工及后期止水效果影響較大。
2)工程中地下連續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節。
3)河道距深基坑僅10m，選擇既能提高回填區
強度又能滿足經濟要求的河堤形式至關重要。
2．2鄰近河道深基坑兩道止水技術
鑒于該地鐵站深基坑工程浩大、土質特殊、水
文條件復雜、施工難度高等特點，提出一種新型的
深基坑綜合止水方案：首先沿河道邊設置一道高壓
旋噴樁隔水帷幕，綜合考慮其有效性與經濟性，其
設置深度大概位于基底開挖面，然后進行地下連續
墻施工。兩道止水技術的布置如圖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
河道對基坑周邊地下水滲透壓力的影響，提高基坑
施工質量和效率，降低后期堵漏難度；②代替河堤
提高河道邊土體的穩定性，具有一定的經濟效果；
③對地下連續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。
地下連續墻作為第2道止水技術，具有以下優
點：①施工深度大，只要選用合適的成槽機械施工，
即可在各種地質條件下成槽；②地下連續墻本身具
有擋土、防水抗滲和承重等多種功能；③施工過程
中振動小，噪聲低，對周圍環境、相鄰的工程結構和
地下管線的影響較小；④地下連續墻剛度大、整體
性好，結構和地基的變形較小，且沉降及變位較易
控制。簡而言之，地下連續墻既可以作為圍護結
構，也可用于主體結構。
3鄰近河道兩道止水施工技術
3．1 高壓旋噴樁隔水帷幕
3．1．1高壓旋噴樁參數
作為第1道止水防線，高壓旋噴樁的施工效果
至關重要。因此，成樁時需控制好水灰比、提升速
度、旋轉速度、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
壓旋噴樁注漿參數如表1所示。
表1 高壓旋噴樁隔水帷幕注漿參數
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)施工準備①場地平整施工前需進行管
線調查工作，并清除施工場地地面以下2—3m以內
的障礙物，無法清除的需做好保護措施，整平、夯
實；合理布置施工機械、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，經過復測驗線合
格后，用鋼尺和測線實地布設樁位，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施工前應預
先準備排漿溝及泥漿池，以便將產生的10％一20％
的返漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據場地條
件可進行無公害排放。沉淀的泥土在開挖基坑時
一并運走。沉淀和排污統一納入全場污水處理
系統。
為了便于作業，將灰漿拌制系統設置在水泥罐
附近，系統主要由灰漿拌制設備、灰漿儲存設備、灰
漿輸送設備組成。
2)鉆機就位鉆機就位后，對樁機進行調平、
對中，調整樁機的垂直度，保證鉆桿與樁位一致，偏
差在10mm以內，鉆孔垂直度誤差<1．5％；鉆孔前
應調試空壓機、泥漿泵，使設備運轉正常；校驗鉆桿
萬方數據
2014 No．1 李家濤等：某鄰近河道深基坑止水處理技術69
長度，并用紅油漆在鉆塔旁標注深度線，保證孔底
標高滿足設計深度。
3)引孔鉆進鉆機施工前，需在地面進行試
噴，待鉆孔機械試運轉正常后，開始引孔鉆進。鉆
孔過程中需詳細記錄鉆桿節數，保證鉆孔深度的準
確度。
4)旋噴提升當鉆桿鉆至設計深度后，由下向
上旋噴泥漿，并及時將泥漿清理排出。待達到預定
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量，需在噴
嘴下沉到設計深度時，原位旋轉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
和提升的連續性。一旦發生故障，立即停止，并及
時檢修排除故障。為提高樁底端質量，在樁底部
1．0m范圍內應適當增加鉆桿噴漿旋噴時間。在旋
噴提升過程中，可根據不同的土層，適當調整旋噴
參數。
5)鉆機移位旋噴提升到設計樁頂標高時應
停止旋噴，并提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵與輸送
管道，然后將鉆機移位。
3．1．3透水性試驗結果與分析
隔水帷幕采用直徑600mm的雙排咬合高壓旋
噴樁。對施工完畢的隔水帷幕進行鉆孔壓水試驗，
在每孔分3段，原則上每段長5．0m。防滲標準以透
水率g為準，并用經驗公式換算出滲透系數作為參
考，試驗結果如表2所示。通過透水性試驗表明：本
工程所采用的高壓旋噴樁施工參數及施工方案可
行，隔水帷幕滲透能力極小，隔水效果明顯。
3．1．4取芯試驗結果與分析
芯樣進行無側限抗壓試驗，芯樣尺寸為
妒0mm×90mm，試驗結果如表3所示。通過試驗表
明：樁總體噴漿較均勻，膠結良好，含灰量較高，芯
樣較為完整，樁身芯樣無側限抗壓強度平均值滿足
設計要求。
表3水泥土平均抗壓強度值
Table 3 The average values of comp麟iVe
streng恤of the cement-so姐
3．2地下連續墻
3．2．1 地下連續墻接頭質量控制技術
本工程中地下連續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，水極易滲漏出來，因此，要達到良好的止水效果
必須保證接縫質量。經過查閱大量的規范和文獻，
認真總結已有的經驗成果，本文所提出的保證接縫
處施工質量的措施如下。
1)接頭管接頭管直徑應等于或略小于槽段
厚度，并分段連接，為了便于運輸和拼裝，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濟，鋼板厚
度一般取為18～20mm，施工過程中定期校驗接頭
管的垂直度。
2)成槽施工在進行緊挨接縫處成槽施工時，
需控制好液壓抓斗的水平擺動，以保證挖槽的垂直
度，當接縫處有鼓包阻礙成槽施工時，應用成槽機
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墻的成槽
深度為36．62，37．62，38．12m，為保證施工質量，項
目部配備了2副長度為42m、總長度為84m的鎖口
萬方數據
70 施工技術第43卷
管，要保證每次下放鎖口管均能插入槽底50em，以
免發生擾流。之后對鎖口管后面的空當用泥袋進
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
筑相結合，將混凝土的澆筑記錄作為提拔接頭管時
間的控制依據，即根據水下混凝土的凝固速度規律
及施工實踐控制提拔過程。混凝土澆筑過程中待
拆除第1節導管4h后開始拔動，之后每隔15min提
升1次，其幅度不宜>50～loomm，并保證混凝土與
鎖口管側面不咬合，這樣0．5h后其提拔速度與混凝
土強度增長速度相適應，為2～4m／h，大約過2h后，
將鎖口管逐節拔出并清理干凈。整根鎖口管拔出
的時間需控制在8h以內。
3．2．2槽孔超聲波檢測
施工過程中待每次成槽結束刷壁完成后，需用
超聲波檢測儀對槽壁垂直度及接縫平整度進行檢
測，若發現接縫處有未處理掉的較大突出部分，立
即用成槽機進行刮除處理，必要時在成槽機槽口上
設置鏟板。從本工程中槽孔的超聲波檢測結果可
以看出，地下連續墻連接處的混凝土槽壁垂直，未
出現提拔過早引起的下部混凝土凸起，表明地下連
續墻接頭質量控制技術可行。
4基坑止水效果分析
實際施工過程中，在基坑開挖完成后，仔細檢
查了鄰近河道深基坑圍護墻滲漏情況。檢查結果
表明，鄰近河道深基坑圍護墻無一處滲漏，此方案
止水效果明顯。，
5 結語
1)沿河道設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定性，而且能夠
減小河水對地下水滲透壓力的影響，從而提高地下
連續墻的施工質量。
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濟適用，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
的水灰比、提升速度、旋轉速度、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：工程的有關施工參數合理可
行，能夠為類似工程提供參考。
4)抓斗式成槽法較適用于軟土地層地下連續
墻成槽施工。接縫處應控制好液壓抓斗的水平擺
動，以保證挖槽的垂直度。當接縫處有鼓包阻礙成
槽施工時，應用成槽機慢慢刮除，切不可待成槽完
畢后再處理。
5)成槽施工下放鎖口管時，應保證每次下放鎖
口管均能插入槽底50cm，以免發生擾流，并對鎖口
管后面的空當用泥袋進行回填，保證鎖口管的垂直
度及避免接頭管發生彎曲。
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我國規模最大城市地下交通工程竣工
我國最大規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個公路過江通
道，有效改善城市交通狀況。
據南京重大路橋建設指揮部負責人介紹，整個
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
構布局，共設置了11條匝道，各種地下隧道、匝道立
交和地下空間疊落交錯，組成了一個錯綜復雜的地
下3層互通立交結構。“開挖期間每天的涌水量最
高達25萬m3，整個工程一共要抽水6 000萬m’，相
當于14個玄武湖水的容量。”中國鐵建投資公司施
工負責人李衛華說，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
對基坑開挖進行最穩固的支護，地下連續墻打到了
基巖以下2m深度，總深度達54．5m。同時采用自
凝灰漿的新型墻體進行分區隔水，目前這種工藝只
在三峽大壩等少數工程上使用過。
(摘自“中國建筑新聞網”2013-12-25)

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