基坑止水帷幕优化设计探析

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1、基坑止水帷幕优化设计探析　　摘要：止水帷幕是利用水泥土（喷浆）搅拌桩相互咬合而成的封闭交圈的帷幕，它的主要作用是阻挡帷幕以外的地下水。本文结合工程实例对基坑止水帷幕的优化设计进行简单探讨。关键词：基坑止水；止水帷幕；设计优化中图分类号：TV551.4文献标识码：A一．前言随着我国的人口的不断增加、人均收入的不断增长以及城市化的进程进一步加快，客观上推动了我国的建筑业的迅猛的发展。房建工程深基坑施工过程中，必须采取有效措施处理好地下水问题，这是因为地下水处理的好坏直接关系到整个基坑开挖工程能否顺利进行。为了确保深基坑在开挖过程中能够一

2、直保持“干”状态，将地下水土流失给附近环境带来的影响降到最低，就需要保证整个基坑工程的施工质量，而最好的处理方式是在整个基坑的外围区域以及基底位置根据实际情况设置竖直或者水平的止水帷幕，进而满足止水需要。二.工程概况7本工程总用地面积约14060m2，总建筑面积约70300m2；地下两层，地上三十四层住宅楼3栋、十四层公寓楼1栋、十七层办公楼1栋；+0.000m相当于绝对标高40.5m，地下室底板的底标高-10.3m相当于绝对标高30.2m；基坑支护总长度约490m。建筑场地岩土层从上至下为：人工填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、圆砾

3、、第四系残积粉质粘土、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩。勘察期间，场内各钻孔均遇见地下水。地下水分为两种类型：上部填土层中的上层滞水和下部圆砾层中的孔隙承压水。上层滞水主要接受大气降水和地表生活排水的补给，其水量较小，无稳定水位，基坑土方开挖时采用明沟排水；下部圆砾层的孔隙水与白沙井水系有水力联系，测得圆砾层中稳定水位28.9～35.3m，渗透系数10.5～12.3m/d，平均值为11.4m/d，为强透水性地层。基坑下部土方开挖和主楼桩基施工需要考虑排水、止水措施。勘察单位提供的抗浮设防水位为37.0m，基础设计须考虑抗浮设计。三

4、.止水帷幕的方案设计1.止水帷幕的设计原则。7设置止水帷幕是为了阻止地下水从基坑侧面或者底部渗入坑内，从而影响基坑的正常施工。在基本上满足基坑干作业的前提下，止水帷幕可以允许少量渗流进入基坑，用明排疏干渗入地下水，这样设置止水帷幕符合经济节约的原则，在加强监控，信息法施工控制下，能达到既经济又安全的目的。对于桩锚支护，在支护桩间布置帷幕桩，填补支护桩间的空间，共同组成既挡土又挡水的连续竖向构筑物。2.止水帷幕的设计。基坑支护使用上部土钉墙+下部桩锚的方式，止水帷幕使用高压旋喷桩。（1）止水帷幕的厚度。一般情况下，如果止水帷幕比围护桩

5、的插入深度浅，则其只需要不开叉、不渗漏，起到止水作用就可以了，由围护桩来承受侧压力。工程在两棵护坡桩之间安置一个高压旋喷，其深度由护坡桩及高压旋喷桩直径小者来确定。（2）止水帷幕的深度。止水帷幕深度由土层分布、围护结构、基坑降水方案以及环境条件共同决定。工程槽底以下均为隔水层，止水帷幕按照落底式止水帷幕进行计算。3.止水帷幕的必要性。本工程填土中的上层滞水的水量虽不大，对基坑土方开挖影响也较小；圆砾层具有强透水性，且与白沙井水系有水力联系，地下室基坑土方开挖和桩基施工都要进入或穿过圆砾，若不进行止水及降排水设计，将出现涌水涌砂对基坑

6、支护本身、甚至对周边的建筑物、道路产生开裂或塌陷的危害，危及其安全。因此基坑需要设置止水帷幕。三.基坑止水帷幕优化设计1.止水帷幕设计方案比选7拟采用的止水帷幕设计方案有：①三重管高压摆喷止水帷幕方案；②钻孔灌注桩加花管注浆止水帷幕方案；③花管注浆止水帷幕方案。方案①在圆砾层中钻孔难度大，效率低；需要大型施工设备，材料尤其是水泥浪费多，水电消耗量大，工程造价较高；如遇到喷嘴附近有卵石遮挡，将使帷幕不连续，造成止水效果欠佳；施工产生的废水废浆多，费时费钱，占用的施工场地面积较大。方案②较方案①造价较低，止水效果可靠，但由于在较厚的圆砾

7、层中钻孔，难度较大，工效较低。7方案③是当基坑开挖和支护至圆砾层之上2.0m左右时，沿基坑底边线，采用小型钻机钻ψ45的小孔，并将钻头和钻杆留在孔内作为注浆管，采用分段高压注浆工艺，使浆液在压力条件下，较均匀地扩散入土层，形成连续帷幕达到止水目的。这种注浆工法的特点是：钻孔和埋设注浆管一次完成，不用泥浆护壁，不用担心垮孔；钻孔、制浆、注浆可实现流水作业，实现劳动力和设备的优化组合，达到“优质、高效”的效果；所使用的小型钻机轻便、灵活，所需劳动力少，有利于工期控制，有利于根据现场地质条件的变化适时调整孔深孔距，便于信息化施工，确保施工

8、质量。通过比较分析，本工程的基坑止水帷幕决定采用方案③，即花管注浆止水帷幕方案。2.施工技术要点（1）钻孔时一般会借助地质钻机进行施工，一般会从地面的垂直地方开始钻孔，并且要尽量的将成孔的速度提高，通常速度越高，它的可靠性也就越大，这