高压喷射注浆在基坑防渗中的应用(西部探矿工程)

高压喷射注浆在基坑防渗中的应用实例

蓝 冰 邓新德

（广东有色地质勘查局九三二队 韶关 512026）

摘要：介绍高压喷射注浆防渗的设计及施工技术要求。 关键词：高压喷射注浆 基坑防渗 设计与施工

作者简介：蓝冰，男，1971年生，桂林冶金地质学院地质系毕业，现任广东有色地质勘查局九三二队信息技术合同部经理，主任工程师，从事岩土工程治理设计与施工工作。

1前言

高压喷射注浆是利用高压射流(水或浆液)切割地基土，形成预定的切割空间，注入浆液充填空间或与部分土体混合凝成固结体，以达到改造土体和其他工程目的的一种方法。主要应用于地基加固、地下工程、防渗帷幕、边坡加固等工程中。

本文主要介绍高压喷射注浆技术在广东地区基坑防渗中的应用实例，并对工程施工中总结出的技术要点作简单介绍。 2工程应用实例

广州某综合楼设两层地下室，采用人工成孔地下连续墙支挡结构。因场地存在厚约8m的砂层，且含承压地下水，须作基坑防渗措施，以确保地下连续墙的顺利开挖及开挖过程中的环境安全。 2.1场地地质条件

据场地工程地质勘察报告，场地地层自上而下依次为：

①杂填土：厚1.6~4.1m，平均厚2.4m。含砖、砼碎块及杂物，松散。

②淤泥：厚2.5~8.5m，平均厚5.3m。含大量贝壳及粉细砂。

③细砂：厚1.2~6.4m，平均厚4.1m。埋深4.6~10.8m，标贯击数4~9击，松散状态。

④粗砂：厚2.1~5.3m，平均厚3.9m。标贯击数20~28击，中密状态。

上述两层砂层合计厚度5.4~10.2m，平均8.3m。渗透系数用抽水试验测定为13.4m3/d（水位下降1.7m流量为106.7 m3/d）。

⑤强风化粉砂质泥岩：埋深14.5~18.0m，平均埋深约16.0m。

地下水具承压性，与珠江水力联系较密切，并主要受河水补给，水面距地面深度约1.0m。 2.2设计说明

工程基坑防渗的对象为封堵砂层和杂填土中地下水，设计采用“摆喷－压浆”联合防渗方案，即土层摆喷，基岩帷幕灌浆，基坑折点旋喷加固，杂填土加密半圆旋喷的联合方式。 2.2.1孔深及防渗工艺

1）基本孔：入强风化岩不少于1.0m，孔深约17.0m，孔距1.6m，全长摆喷，折点处全长旋喷。

2）浅孔：穿过淤泥入砂层1.0m，孔深约9.1m，孔距1.6m。淤泥中高压水切割能力弱，射程短，且淤泥底面界线起伏大，故采用加密半圆旋喷，可消除以上因素对防渗效果的影响。

3）压浆孔：高压喷射注浆完成后，在浅孔位置重新成孔，孔深达中风化岩，深约22.0m，作基岩压力灌浆，封堵基岩裂隙水。

2.2.2高压喷射注浆技术规定

1）浆液：采用425＃普通硅酸盐水泥，W/C=1:1，孔底喷射可掺2％水玻璃。

2）喷射角度：采用三重管喷射，喷咀夹角140o，喷射方向与防渗墙夹角20 o，朝基坑外喷射，摆动10 o（即摆角20 o）。折点处与旋喷桩搭接的摆喷孔，其喷咀夹角为160 o

，指向旋喷桩方向的喷咀喷射方向与基线重合，摆角30 o。 3）喷射参数

a.水压：35~40MPa，水量：75~80l/min；

b.浆压：0.5~0.7MPa，浆量：70~80l/min；

c.风压：0.7MPa，风量：2~3m3/min。

4）喷杆提升速度

a.喷射管喷射正常启动后，在底部静喷1min后方可开始提升；

b.孔底2.0m范围，提升速度为5cm/min；

c.砂层及砂层顶面以上1.0m处，提升速度为7~9cm/min；

d.砂层底往上1.0m至地面，提升速度为10~14cm/min；

e.旋喷桩旋转速度为10r/min，提升速度统一为10cm/min。 5）基岩压浆技术要求

压浆时按“浆液由稀到浓，终灌压力1.0MPa、W/C=1.1”的原则进行。 6）施工顺序与跳喷隔时

a.先喷基本孔，再进行半圆旋喷和压浆；

b.基本孔分三期隔孔跳喷方式。相邻孔间隔时间，摆喷孔2~3天，旋喷孔为1~2天。

7）特殊情况处理

a.机械故障清除后，应反插入故障发生时深度以下0.5m进行复喷。

b.返浆过大过小及邻近孔串浆现象发生时，要及时分析处理。 2.3施工技术要点

高压喷射注浆工艺只要注意喷咀喷射方向安装准确，各仪表工作正常，各参数符合设计要求即可。而钻孔技术则显得极为重要，因为，喷射时须防孔壁坍塌，且孔内不能留套管，砂层中泥浆易被地下水稀释或流失，风化岩亦易掉块且不能打泥浆（水泥浆封堵裂隙好过粘土浆）；重要的是，质量好的钻孔和详尽的地质编录是保证高压喷射防渗墙的搭接和强度的前提，也是处理高压喷射注浆事故的依据。因此，下面着重介绍钻孔技术要点。 2.3.1基本要求

1)倾斜度不超过0.5%；

2)护好孔壁，必要时采用投泥球夯挤护壁工艺；

3)详尽地质记录。

2.3.2护壁工艺

1)土层钻进应使用高浓度的泥浆作冲洗液。

2)杂填土和砂层中，每钻进1.0~1.5m拔出钻具，向孔内投入粘土球并高出该回次进尺的开始深度0.5m左右，下入特制的锥形挤捣器冲捣，将粘土压入孔壁，再进行下一回次钻进。

3)风化岩钻进采用针状合金反循环钻进，低速低压清水钻进，确保孔壁安全完整，且不堵塞裂隙。 2.3.3地质编录

因本场地地层岩性及厚度均有较大的局部变化，钻探时必须有地质人员跟班并详细做好编录工作。

1)布置取芯孔，将岩土芯装入岩芯箱。钻探感觉变层时应及时测量机上余尺并计算变层深度。

2)地质人员及时进行岩性描述。对杂填土，要作重描述硬杂质的性质和含量；对砂层，着重鉴别中砂细砂和粗砂，及砂中卵石石块的含量等；对基岩和残积土，要特别记住基顶面埋深，风化状态交替时的变层深度。 3)砂层顶与淤泥底面之间，夹大砾石或石块的孔，应要求加密半圆旋喷孔钻穿大砾石或石块后再钻1.0m方可终孔。

2.4设计前的围井试验

为确保防渗工程的可靠性，在施工设计前应进行围井试验，以确定设计施工参数

1)设计两组高压喷射注浆施工参数，通过围井试验来验证或调整。

2)抽水孔采用清水跟管钻进，孔径Ф130，终孔后下入Ф108滤管，滤管与套管间填入中粗砂至地面，然后拔出套管。

3)将深井泵下入孔内，进行抽水洗孔，洗孔后即正式作抽水试验。

4)对抽水试验资料进行分析评价。 5)若不能满足要求，应在原抽水孔旁另打一抽水孔，孔深穿过杂填土即可，作抽水试验，以分析是杂填土中防渗有问题，还是砂层中的防渗有问题，再作参数修改。

6)若满足防渗要求，则按试验的参数设计施工或对参数微调后设计施工。 3结束语

高压喷射注浆折线墙结合基岩压力注浆帷幕应用于地下水位高、土层渗透系数大、基岩裂隙发育地区，是切实可行的。施工中详尽的钻孔地质资料和必要的钻孔工艺是指导施工的前提条件，保证了高压喷射注浆和基岩压力注浆能顺利进行，也为单孔高压喷射注浆或单孔基岩压力注浆事故提供了可靠的分析依据。

帷幕设计中应注意地层界线的起伏变化，针对性地设计施工参数，保证防渗效果。

高压喷射注浆设计前还应根据地质资料，在施工区段进行围井试验，以检验和修正设计注浆参数。