深孔注浆止水加固技术在软弱地层中的应用研究

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　　摘    要：软弱地层的岩土力学指标及渗透性较低，不满足工程设计与施工要求，需采取合适加固技术，保障工程施工安全与质量。基于此，文章以四会市道路改造综合PPP项目为例，分析深孔注浆止水加固技术的应用方案、流程与要点，为施工单位应用深孔注浆止水加固技术提供理论与实践帮助。
　　关键词：深孔注浆;止水加固;软弱地层
　　1  前言
　　在工程基坑开挖施工中，软弱地层含水量大，土体稳定性偏低，传统支护方法难以取得理想效果，使基坑出现涌水涌沙、坍塌陷落等问题，影响基坑施工安全与质量。就此，需要探究一种有效稳定土体的支护技术，而深孔注浆止水加固技术可满足该要求，在工程中推广应用。
　　2  工程概况
　　在四会市道路改造综合PPP项目中，商业大道西（S118-高狮段）改造建设工程泵房的基坑下方有一层弱透水的黏土层，属于软弱地层。在基坑开挖施工中，施工单位发现坑底出现大量涌水，且基坑四周出现显著沉陷现象，传统深井降水与潜水泵抽排方式不能有效处理涌水。为保障施工安全，施工单位立即停止开挖，并结合勘察资料，进行方案探讨。探讨结果显示，在泵房工程原本的设计方案中，采用双排三轴水泥搅拌桩，该桩的桩长设计为18m，桩长较短，桩底在基坑中位于中砂层，并未达到弱透水层，不能保障基坑稳定性。就此，施工单位停止基坑开挖与抽排水施工，采取深孔注浆止水加固技术，提高基坑稳定性，确保基坑开挖安全。
　　3  深孔注浆止水加固技术在软弱地层中的应用
　　3.1  施工方案
　　在泵房工程深基坑开挖施工中，施工单位发现施工现场地质条件相对复杂，与施工前的勘察资料存在出入。经过工程各方讨论，对深基坑施工区域进行补勘，结合最新勘察报告，明确深孔注浆止水加固技术的施工方案。在施工方案设计中，设计提出三轴水泥搅拌桩施工方案;设计咨询单位提出高压旋喷桩施工方案。对比两者可行性、经济性，选择三轴水泥搅拌桩施工方案。方案内容如下：加强原本设计方案中的止水帷幕，在原本三轴水泥搅拌桩的外侧，增设φ850@600双排三轴水泥搅拌桩，提高桩的桩长，使桩顶标高达到冠梁顶的位置，桩底穿透透水层，达到弱透水层，避免周边地下水进入基坑，减少涌水量。同时，在基坑内配置8座降水井，将降水深度控制在基坑下方0.5m～1m的位置，确保基坑参数符合施工要求。
　　在施工方案中，设定的施工参数如下：第一道水泥搅拌桩的搭接长度为12.8m，桩长设定为19.4m;第二道水泥搅拌桩的搭接长度为4m，桩长设定为10.6m。两道水泥搅拌桩入强风化岩的深度超过1m，选择四搅四喷施工，配浆水灰比控制在0.5～0.6范围内。单根水泥搅拌桩的空桩用量为55kg/m，实体桩用量为175kg/m。
　　3.2  施工流程与要点
　　3.2.1  基坑支护施工
　　第一，钻孔。泵房工程采用的桩体为嵌岩桩，将中风化花岗岩为桩持力层，在桩身成孔钻入基岩后，每钻进100～500，进行清孔取样，确保参数符合设计要求。在钻孔施工完成后，对孔底进行清洁处理，要求孔底沉渣厚度小于50mm。
　　第二，灌注混凝土。在孔底清理完成后，立即进行混凝土灌注施工。在泵房工程中，施工单位选择导管灌注施工技术，施工人员在施工前准确计算混凝土的灌注量，确保桩顶浮浆层凿除后，混凝土施工质量符合要求，并避免施工浪费现象，保障工程效益。由于混凝土灌注施工在水下进行，施工单位实施连续施工，严格按照混凝土初凝时间，进行混凝土浇注时间的控制，并实时记录浇注过程中出现的异常，避免工程出现质量问题。
　　3.2.2  水泥搅拌桩施工
　　在止水加固施工中，水泥攪拌桩施工为核心，施工单位选择四搅四喷法施工。在水泥搅拌桩施工前，施工单位进行场地平整工作，将施工现场的桩位地表与地层进行清理，要求地表与地下均不存在障碍物，如生活垃圾、树根或石块等。同时，施工单位进行水泥搅拌桩的成桩实验，明确最佳的搅拌桩配比，选择42.5R普通硅酸盐水泥，水泥砂浆的配比在0.5～0.6之间。
　　在水泥搅拌桩施工过程中，施工单位严格按照规范流程施工：（1）准确就位深层搅拌机;（2）下钻进行预搅喷浆下沉施工;（3）提钻进行预搅喷浆提升施工;（4）重复下钻操作，进行预搅喷浆下沉施工;（5）重复提钻操作，进行预搅喷浆提升施工，将其提升至孔口位置，完成施工，关闭设备。
　　施工注意要点如下：（1）在水泥喷浆制备中，选择的固化剂与外掺剂需采取加固土室内试验，确保其满足规范要求后方可使用;（2）在水泥搅拌桩搭接中，对起吊设备的平整度与导向架的垂直度有明确要求，两者偏差应控制在1%内，桩位的偏差应控制在50mm;（3）在水泥搅拌桩下钻施工工序，不应进行冲水处理，如果下钻时发现土层硬度较高，下沉速度较小，施工单位应保障搅拌的均匀性，确保水泥搅拌桩质量符合要求。
　　3.2.3  管井降水系统施工
　　在泵房工程中，管井降水系统为辅助部分，可强化深孔注浆止水加固的效果，保障工程质量。在管井降水系统设计中，应注意以下要点：（1）管井降水系统应包括管井、潜水泵、排水总管等部分，管井应包括井孔、井管、沉淀管与止水封闭层等部分;（2）井管的参数应满足工程施工要求，结合泵房工程参数，施工单位选择168mm钢管作为井管，其成孔孔径为300mm，管壁厚度超过4mm;（3）结合基坑沉陷状况，合理布设坑外管井的井点位置，切实发挥降水井的作用;（4）管井过滤管的孔隙率应超过30%，泵房工程施工单位选择钢管为管井过滤管，孔距为60mm、孔径为30mm，呈梅花型;（5）滤料应选择磨圆度符合要求、粒径均匀的硬质材料，如砂砾或砾石等，粒径控制在5mm左右最佳，滤料的最佳厚度为75mm。在泵房工程中，施工单位选择40目钢丝网（外层结构）与20目尼龙网（内层结构）为滤网。
　　在管井降水系统施工中，应注意以下要点：（1）在系统施工前，进行降水井施工放样，确保其各项参数符合基坑支护设计图纸要求，如果与图纸内容存在冲突，应及时调整，保障工程质量;（2）在管井成孔中，需结合地层条件选择合适钻孔设备，在泵房工程中，适用的设备包括回旋钻、冲击钻与螺旋钻等;（3）成孔直径应设定为300mm，成孔深度应比设计深度大0.3m～0.4m;（4）降水井的深度和设计深度偏差控制在50mm内;（5）在成孔完成后，施工人员应使用大泵量冲洗泥浆，避免孔内出现沉淀，向孔内注入清水，用于稀释泥浆，在泥浆比例大约为1.1后，即可插入井管，放置滤料，发挥其止水作用;（6）在降水过程中，实时监测基坑参数，掌握基坑位移状况。
　　4  结论
　　综上所述，深孔注浆止水加固技术在软弱地层中有良好应用效果，可显著提升基坑稳定性，保障施工安全。通过本文的分析，施工单位需结合基坑现状，合理设置施工方案，明确最优施工参数，并按照规范流程施工，切实发挥深孔注浆止水加固技术的优势，推动工程的可持续发展。
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　　作者简介：
　　何普照（1984—）男，湖北监利，本科， 工程师，研究方向： 水工环地质 。
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