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摘要：利用高压旋喷桩在砂层形成止水帷幕，通过拦截基坑外侧地下水向基坑内渗漏，以确保基坑支护安全，在工程实践中取得良好的效果，根据其在工程中应用的特点，从其设计原理、主要控制因素、质量控制要点、应用效果几个方面对其进行分析。
关键词：高压旋喷桩、止水帷幕、基坑安全
1引言
利用高压旋喷桩在砂层中形成止水帷幕应用的工程位于长春市，宽城区。长春市地质具有以下特性：长春城区位于松辽凹陷的东部边缘，处于北东向展布的郯庐断裂与东西向展布的中朝古板块与西伯利亚古板块陆缘碰撞褶皱造山带的交切复合部位，古生代时期的沉积物较少，局部有二叠纪地层出露，在中生代地台下降，在东部山区有侏罗纪的沉积层。地貌形态以伊通河为界，主要分为伊通河以西波状台地地貌和伊通河以东阶地地貌。台地地貌覆盖层为30m左右厚的第四纪粘性土层，下部不连续分布有3m左右厚砾砂层。阶地地貌覆盖层为10m左右厚的第四纪粘性土、砂层。白垩纪泥岩和砂岩构成基底。
应用的工程经勘察：场地地层上部为人工填土，下部为第四纪冲积形成的粘性土、砂土层，基岩为白垩纪湖盆相沉积的泥岩、砂岩。
勘察深度内，场区地下水分为两层。
第一层属潜水，勘察时水位埋藏较低，埋藏于粗砂层中，稳定水位为自然地面下4.00~7.50m。第二层属基岩裂隙水，主要埋藏于泥岩中，水量较小，不能形成自由水面。
由于应用的工程基坑面积大、开挖深度深，砂层中地下水丰富，施工降水有较大困难；并且基础施工跨越冬季，长春地区冬季寒冷，持续时间长，降水日常运行效率低；此外，冬季通过砂层渗透的水流也将对支护桩间喷护造成冻融破坏，严重影响基坑安全。
工程应用高压旋喷桩与支护桩相结合的形式，在地下砂层范围内，组成止水帷幕；通过形成的止水帷幕，拦截从基坑外侧砂层中的地下水直接冲击支护桩间喷护，再通过基坑降水及时将水将至设计高度，从而保证基坑安全。
2、具体实施
2.1利用高压旋喷桩在砂层形成止水帷幕的设计原理
应用的工程基坑深度17.8m，基坑支护形式为桩锚支护体系。支护桩桩径800mm，间距1.5米，锚索隔桩布置。通过地质勘查报告显示，本工程地下水集中在第四层粗砂层中，下层基岩（全风化泥岩）中仅存在裂隙水，且不能形成自由水面，基岩（全风化泥岩）具有良好的不透水性；根据地质勘查报告信息，本工程设计应用高压旋喷桩与支护桩相结合的形式，在第四层粗砂层中形成一道止水帷幕，利用止水帷幕，拦截基坑外侧地下水向基坑内侧渗漏，同时还防止了冬季地下水渗透桩间喷护造成的冻融破坏。
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工程设计采用三重管法施工高压旋喷桩，即用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的，其加固直径可达800～2000mm。应用的本工程，高压旋喷桩设计桩径800mm，间距1.5米，有效桩长不小于6米，下部嵌固进全风化岩层深度不小于1.5米，旋喷桩中轴线在支护桩中轴线外侧100mm。
2.2利用高压旋喷桩在砂层形成止水帷幕的效果主要决定因素
（1）高压旋喷桩成桩质量
要根据试桩对工艺参数进行调整，将各项工艺参数调整到与本工程地质条件相吻合，不同桩机进场均需进行试桩，对施工参数做相应调整。
（2）高压旋喷桩有效长度的保证措施
高压旋喷桩的有效长度，是决定止水帷幕高度的控制因素，为保证止水帷幕的按照设计发挥有效作用，要根据地质勘查报告，选取与旋喷桩临近的地质断面，确定全风化岩层及砂层绝对标高；测定桩机底座的绝对标高，并在钻杆上做好标记，施工过程中结合全风化岩层及砂层绝对标高以及钻杆入土深度对有效桩长进行控制。
此外，高压旋喷桩形成的固结体顶部会出现下凹的质量缺陷，由于固结体在土层以下，不易观察和处理，因此，在旋喷桩施工过程中将桩顶标高提高500mm，给固结体预留一定的下凹量，保证有效桩长。
（3）高压旋喷桩入全风化岩层深度的保证措施
高压旋喷桩进入全风化岩层深度是决定止水帷幕底部抗渗性能的控制要点，所以要根据地质勘查报告，选取与旋喷桩临近的地质断面，确定全风化岩层绝对标高；测定桩机底座的绝对标高，并在钻杆上做好标记，结合全风化岩层绝对标高及钻杆入土深度对进入全风化岩层深度进行控制。
2.3利用高压旋喷桩在砂层形成止水帷幕的质量控制要点
（1）施工中钻机安放平稳，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1%，钻机位置与设计位置偏差不得大于50mm。注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
（2）喷射注浆时要注意设备开动顺序。三重管旋喷，应先空载起动空压机，待运转正常后，再空载起动高压浆，然后同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高至规定值。风水畅通后，旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵量泵压正常后即可将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估算水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。
（3）喷射注浆：高压喷射注浆开喷后，待水泥浆液返出孔口后，开始提升。喷射过程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。复喷之后搭接：喷射中断0.5h、1h、4h的，分别搭接0.2m、0.5m、1.0m。
3、结束语
利用高压旋喷桩在砂层形成的止水帷幕，充分利用泥岩的不透水性，仅在砂层设置止水帷幕，经济成本低，效果可观。在工程实践中凸显出以下优点：
（1）与降水井结合，有效阻断基坑外侧向基坑内侧渗透的地下水，保证了基坑支护的安全，保障了施工有序运行；
（2）冬季施工过程中，在降水系统运行效率低下的阶段，可有效防止砂层中的地下水透过支护桩间喷护层直接对喷护造成冻融影响；
（3）如发生地下砂层流失，土层发生坍塌，也可有效阻止土压力对桩间喷护的直接作用。
参考文献
[1]张小妮，李晨.高压旋喷桩止水帷幕在深基坑中的应用[J].建筑技术开发，2009,10：35-38.
论文作者:聂洋,陈笑凯,刘洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/18
标签：基坑论文; 高压论文; 帷幕论文; 岩层论文; 地下水论文; 泥岩论文; 标高论文; 《基层建设》2017年第30期论文;