行业要闻

 

      随着北京水资源越来越短缺，并且由于地下水位下降造成地面沉降、路面塌陷、管线断裂等灾害越来越严重，人们越来越清楚地认识到施工降水的危害及保护地下水的重要性。基坑止水帷幕技术的进步和施工经验的积累，为解决施工降水问题提供了技术保障。

      随着北京地铁工程方兴未艾，蓬勃发展，地铁车站深基坑工程明挖也越来越得到广泛关注，车站设计施工中对基坑抗渗性能提出越来越高的要求。本文基于百子湾地铁车站明挖深基坑工程，通过对长螺旋旋喷搅拌止水帷幕试验、施工和检测，论述了长螺旋旋喷搅拌止水帷幕的工艺，并进行分析。

 

      北京地铁7号线百子湾站位于东四环附近，车站主体标准段为双层三跨箱形结构，长235m， 宽 20.9m，高13.5m。采用明挖法施工，桩撑支护体系，局部桩锚支护体系。地下水处理采用钻孔灌注桩间打设长螺旋旋喷搅拌止水帷幕止水。

      主体基坑开挖深度范围内主要包括以下土层：粉土填土①层、杂填土①1层、粉土③层、粉质粘土③1层、粉细砂③3层、粉细砂④3层、中粗砂④4层、圆砾卵石⑤层、粉质粘土⑥层等。圆砾卵石⑤层饱和，低压缩性，最大粒径不小于80mm，一般粒径2～40mm，大于2mm超过50%。典型地层剖面及车站顶底板标高示意如图1所示。

      1.3.1桩垂直度偏差为0.3%。

      1.3.2帷幕桩中心为钻孔桩正中心向基坑外偏移300mm。

      1.3.3帷幕桩设计直径不小于0.9m，与钻孔桩搭接不小于100mm。

      1.3.428天钻孔取芯抗压强度不小于1.5MPa，渗透系数不大于1.0x10-7cm/s。

      本工程止水帷幕采用长螺旋旋喷搅拌桩专利技术。施工前进行试验桩施工试验，采用三水平四因素正交试验法L9（34）优选施工参数。在钻机提升速度固定为1.2m/min时施工参数正交试验安排见表1。

      试验桩施工完成后三天，开挖基坑至5m深对成桩直径进行检测，桩径920～1120mm，钻孔取芯进行抗压强度检测，强度1.7～8.5MPa。采用柔壁渗透仪对芯样进行渗透系数试验检测，渗透系数0.7～2.7x10-7cm/s，试验桩检测结果详见表2。

      根据上表分析可知，最优试验参数为20MPa泵压，上下8遍，水灰比1.3，引孔直径800mm。综合土层、砂层以及砂卵石层渗透系数的比较，以及施工机械设备和经济因素考虑，实际施工采用的施工参数为：20～24MPa泵压，上下6遍，水灰比1.5，引孔直径600mm。

 

      百子湾站基坑开挖由西向东分层分段开挖，基坑西端头开挖至潜水水位以下3m（地表以下14m）后，基坑侧壁开始出现渗漏水，分析其原因是由于西端头位于原半壁店明沟内，明沟内长期污水浸泡，导致地层软弱，钻孔桩旋挖成孔施工时出现塌孔现象，形成“大肚子”，帷幕桩不能按照紧贴钻孔桩外皮的设计位置进行引孔旋喷，只能往基坑外侧移动并增加帷幕桩数量，这样造成帷幕桩与钻孔桩咬合出现缝隙，西端头基坑出现渗漏水情况。车站中段钻孔桩施工时很少出现塌孔现象，帷幕桩与钻孔桩咬合严密，基坑渗漏水明显减少。据此，对钻孔桩塌孔区段的帷幕桩进行了设计变更，取消钻孔桩间帷幕桩，在钻孔桩外侧增加一排自咬合的帷幕桩，如图3所示。基坑开挖后，此区段侧壁基本无渗漏水情况，止水效果明显。如图4所示。

      4.1准确定桩位：用挖掘机清理工作面，桩位用Φ25钢筋打入地面下30cm。引孔前需进行钻头中心和桩中心对中检查。

      4.2保证垂直度：每根桩施工前调平钻机，并加导正器（护筒），利用双锤法调平，在引孔和旋喷过程中，设专人利用两台经纬仪逐根进行钻杆垂直度监测及控制。

      4.3水泥复试：进场水泥按要求进行取样复试，保证原材质量。

      4.4控制水灰比：保证计量准确，加水按事先量好的标准位置加水，水泥准确计数。

      4.5严格过筛：为保证浆液质量，要求过60目筛。

      4.6施工参数保证：泵压采用压力表控制，按照设计压力施工；提下钻速度，司钻在操作时控制变频器，达设计要求；提下钻遍数按设计要求实施。

 

      自2011年5月18日开始施工，依据现场工作面情况至9月份完成所有长螺旋旋喷搅拌桩施工，开挖后检验可满足生产需要及设计要求，效果良好。

 

      6.1深基坑工程使用长螺旋旋喷搅拌桩做止水帷幕，强度、渗透系数、垂直度等可以很好的达到设计要求。

      6.2通过对地层以及钻孔桩施工工艺的分析，选用不同形式的帷幕桩布孔方式，可以使帷幕桩达到更好的止水效果。

      6.3经过现场实践发现，如果采用先施工长螺旋旋喷搅拌帷幕桩，后施工钢筋混凝土围护桩止水效果会更好。