陳宏飛，陳 策

（1.南寧市城市建設(shè)投資發(fā)展有限責(zé)任公司，廣西　南寧 530021；2.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖止水帷幕選型及工藝參數(shù)研究

陳宏飛1，陳 策2

（1.南寧市城市建設(shè)投資發(fā)展有限責(zé)任公司，廣西南寧 530021；2.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

深基坑工程是一個(gè)綜合性的巖土工程問(wèn)題，地下水的控制是關(guān)系到基坑安全的重要因素之一。南寧市某大橋錨碇基坑主要處于強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖層，錨碇基坑開(kāi)挖面臨滲漏水帶來(lái)的邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。在研究滲漏水影響因素后，以基坑止水帷幕設(shè)計(jì)及施工為例，進(jìn)行了帷幕選型及工藝參數(shù)試驗(yàn)，有效控制地下水滲漏問(wèn)題，為同類型工程的設(shè)計(jì)及施工提供參考與借鑒。

強(qiáng)風(fēng)化；硅質(zhì)頁(yè)巖；注漿帷幕

1　概述

南寧市某大橋?yàn)閱慰?20 m地錨式懸索橋，一跨過(guò)邕江。北錨碇平面尺寸48.5 m×56 m，基坑最大深度約44 m，基坑開(kāi)挖面積約1.4萬(wàn)m2，周圍無(wú)重要建（構(gòu)）筑物。南錨碇平面尺寸48.5 m×58 m，基坑最大深度約36 m，基坑開(kāi)挖面積約1.2萬(wàn)m2，基坑外側(cè)約8 m范圍既有廠房須保護(hù)。主橋及錨碇詳見(jiàn)圖1～圖4。

圖1　主橋平面圖

圖2　主橋立面圖

圖3　北錨碇基坑平面圖

圖4　南錨碇基坑平面圖

錨碇基坑距離邕江水平距離約150 m，邕江常水位標(biāo)高約66 m，洪水位標(biāo)高約80 m，錨碇坑底標(biāo)高約50 m。臺(tái)風(fēng)期間洪峰通過(guò)橋址區(qū)域，江水與基坑內(nèi)地下水位出現(xiàn)同漲同落現(xiàn)象，證明基坑與邕江存在一定水力聯(lián)系?；娱_(kāi)挖及錨碇施做過(guò)程中須采取必要的降水、止水措施，保證基坑安全并為錨體施工創(chuàng)造條件。

2　工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)詳勘資料，錨碇范圍內(nèi)的地層巖性按由新到老的順序分別為：人工填土、含礫低液限粘土、強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖、全風(fēng)化泥巖、灰?guī)r。

橋址區(qū)地表水與地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，地表水與地下水受氣象水文因素影響明顯。地下水賦存于基巖裂隙。裂隙發(fā)育基巖透水性較強(qiáng)，裂隙水量較大。

地表水對(duì)混凝土具有微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性；地下水對(duì)混凝土具有微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。

根據(jù)地勘報(bào)告，錨碇所處強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖層節(jié)理、裂隙極為發(fā)育，錨碇距離邕江的水平距離約150 m，邕江常水位標(biāo)高約62 m，與基坑坑底高差達(dá)16 m，為保證基坑施工的安全，須采用必要的降止水措施，為錨碇施工創(chuàng)造必要條件。本工程距離基坑距離邕江水平距離較小，圍巖節(jié)理、裂隙發(fā)育，降水漏斗影響范圍大，地下水與邕江江水存在一定水力聯(lián)系，合理選擇降、止水措施關(guān)系到工程成敗。

3　止水帷幕方案比選［1-8］

基坑開(kāi)挖出露的主要地層滲透系數(shù)詳見(jiàn)表1。

表1　地層滲透系數(shù)表

根據(jù)地層滲透系數(shù)，中風(fēng)化灰?guī)r可認(rèn)為不透水，取為止水帷幕的隔水層。常用的截水措施有高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、壓力注漿等，各措施比選詳見(jiàn)表2。

表2　止水措施比選表

錨碇基坑距離邕江水平距離約150 m，地下水與邕江存在一定水力聯(lián)系，且錨碇基坑外側(cè)存在既有廠房等重要建筑物，基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)主要含水地層為強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖，該巖層裂隙發(fā)育，松散破碎，原巖強(qiáng)度較大。若采用降水措施，地下水最大降深約16 m，降水工程量及風(fēng)險(xiǎn)較大，經(jīng)綜合比選，采用坑外截水、坑內(nèi)抽排的方案。

根據(jù)止水帷幕施工的可行性、適應(yīng)性及造價(jià)綜合考慮，基坑止水采用壓力注漿帷幕。

4　注漿工藝及參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

在止水帷幕施工前進(jìn)行試驗(yàn)，以期在復(fù)雜工程地質(zhì)情況下確定最佳工藝及參數(shù)。按原設(shè)計(jì)工藝及參數(shù)試驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)注漿壓力達(dá)不到要求、單孔延米注漿量遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值的情況。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察明確強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖層裂隙較為發(fā)育，漿液隨裂隙滲透流失，不能有效凝固。為保證止水帷幕的有效性，須保證漿液在設(shè)計(jì)有效擴(kuò)散半徑情況之內(nèi)形成有效凝固。因此通過(guò)調(diào)整漿液配合比，減小水灰比并適當(dāng)摻加外加劑（速凝劑）等措施，方案通過(guò)采用幾組不同水灰比、不同速凝劑摻量的方案，以期獲得較為理想的止水帷幕施工參數(shù)。主要試驗(yàn)參數(shù)及結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3　試驗(yàn)參數(shù)及結(jié)果匯總表

方案一減小漿液水灰比，不添加外加劑，注漿壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)值且延米注漿量過(guò)大，經(jīng)判斷分析漿液有效凝固時(shí)間長(zhǎng)，漿液擴(kuò)散半徑仍較大，不能滿足設(shè)計(jì)要求。

方案二減小漿液水灰比，增加水玻璃（5%、10%），漿液能在短時(shí)間內(nèi)凝固，注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值，但注漿過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生爆管、堵管的情況，注漿不順利，且水玻璃用量較大，費(fèi)用較高，不能滿足設(shè)計(jì)要求。

方案三減小漿液水灰比，增加水玻璃（2%）、同時(shí)摻加速凝劑（5%），注漿較為順利，注漿壓力及延米注漿量均滿足設(shè)計(jì)要求，且費(fèi)用可控。

5　試驗(yàn)結(jié)果及開(kāi)挖驗(yàn)證

注漿試驗(yàn)完成后，委托檢測(cè)單位對(duì)止水帷幕的滲透性進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)單位分別在帷幕深度11.5～12 m、25～25.5 m兩段進(jìn)行了鉆孔降水頭注水試驗(yàn)，兩個(gè)試驗(yàn)段的滲透系數(shù)分別為8.13× 10-6cm/s、9.56×10-6cm/s，小于1.0×10-5cm/s，滿足設(shè)計(jì)要求。

帷幕按照方案三的工藝及參數(shù)進(jìn)行大面積施工，經(jīng)后續(xù)基坑開(kāi)挖驗(yàn)證，帷幕施做完畢后基坑開(kāi)挖坑內(nèi)僅少量滲水，帷幕施工效果良好。

6　結(jié)語(yǔ)

大橋錨碇基坑位于強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖層，該巖層裂隙較為發(fā)育，透水性強(qiáng)，基坑距離邕江較近，經(jīng)方案比選采用坑外帷幕注漿、坑內(nèi)集水明排的方案。施工過(guò)程中對(duì)強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)頁(yè)巖層帷幕注漿施工工藝及參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，調(diào)整了注漿工藝及參數(shù)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及基坑開(kāi)挖坑內(nèi)滲漏量驗(yàn)證滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)方案在滿足基坑安全及錨碇施工相關(guān)要求的情況下，節(jié)約了工程造價(jià)，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，可為類似工程提供借鑒與指導(dǎo)。

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P54

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1009-7716（2016）07-0305-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.090

2016-04-05

陳宏飛（1984-），男，廣西南丹人，工程師，從事市政工程建設(shè)管理工作。