CN113622409A - 建筑基坑地下水止水工法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑基坑地下水止水工法，即在建筑基坑支护桩的外侧通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成一圈止水帷幕；在支护桩的内侧形成一圈咬合桩；在支护桩和咬合桩之间通过灌浆施工工艺形成一圈坝基砂砾石帷幕；通过支护桩外侧的止水帷幕、支护桩内侧的咬合桩和坝基砂砾石帷幕共同作用达到止水的目的。本发明有效地解决了建筑基坑涌入地下水的问题，得到业界专家的肯定。本发明与传统的降水法相比，不仅从根本上阻止了地下水涌入建筑基坑的问题，止水效果显著，而且，节省造价，对周围地下水位没有影响，且不受周围地下水位的影响。

Description

建筑基坑地下水止水工法

技术领域

本发明涉及一种阻止建筑基坑内涌入地下水的方法。本发明属于建筑施工技术领域。

背景技术

众所周知，在建设高层建筑物前，需要下挖一如图1所示的建筑基坑，对建筑基坑进行加固，即本领域技术人员常说的打地基，地基加固完毕后，再在地基的基础上搭建建筑物。地面上的建筑物越高，其下挖的建筑基坑越深。通常，在开挖建筑基坑前，测绘人员会测量该地区地下水位线，其目的是使下挖的建筑基坑位于地下水位线以上。

但是，由于各种原因在确定好建筑基坑深度、下挖建筑基坑后，还会发生已下挖的建筑基坑内涌入地下水或渗入地下水，致使在建的建筑基坑无法继续施工的情况。例如：北京丰台区五里店275号安置房建设项目，在施工前，勘察该地区地下水位为-25.00m，稳定水位标高约-26.50m，故，该项目设计的建筑基坑深度约-16.00m，局部深度为-12.1m。但是，在下挖建筑基坑至-7.5m，基坑支护中的第一道、第二道锚索已经全部完成施工时，发现建筑基坑内涌入/渗入大量的地下水，导致施工无法继续进行，整个工程停滞！

探查原因发现由于北京市永定河生态补水，导致该地区(丰台区)地下水位上涨！恰巧该项目的地下水水位同样发生了上升，实测地下水位稳定水位深约-13.50～-14.50m，地下水位超过该项目建筑基坑设计槽底约2m。

为了推进整个工程继续进行，施工方不得不积极寻找阻止建筑基坑内涌入地下水的办法。传统的方法为抽水法，即通过N台大功率抽水泵24小时将基坑内的水抽干，然后，砌止水墙，进行防水施工，这种方法的缺点是：

1、费用高。由于北京市已开始征收水资源处理费，价格为4.3元/吨，将建筑基坑内的水基本抽干，抽水量很大，初步预计该工程需要向丰台区税务部门缴纳至少1亿元的水资源费，费用太高。

2、目前北京市政府也不提倡这种方法。因为抽水与补水是对立的，永定河补水的目的就是提升地下水水位高度，清洁水资源，一方在补水，另一方取在抽水。

3、传统的抽水方法会将卵石中充填的砂颗粒与水一起抽到地表，造成卵石层的下沉！由于本项目与已建好的民用楼房最短距离仅有3.9m，容易造成附近楼房开裂，存在安全隐患！

4、仅仅采用抽水的方法，而不采取其他措施，无法从根本上解决地下水涌入建筑基坑内的问题。因为在抽水的同时，新的地下水还会涌入！

5、在建筑基坑内侧堆砌大颗粒卵石形成止水墙，其缺点是无法保证其垂直度，仍然存在搭接不严实，漏水的现象！

另外，经过多轮专家论证，对于这种特殊情况，都没有十足把握，而且附近失败的案例也比较多。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种建筑基坑地下水止水工法。该工法通过三道止水屏障的共同作用达到阻止地下水涌入基坑内的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种建筑基坑地下水止水工法，即在建筑基坑内四周支护桩的外侧通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成一圈止水帷幕；在支护桩的内侧形成一圈咬合桩；在支护桩和咬合桩之间通过灌浆施工工艺形成一圈坝基砂砾石帷幕；通过所述支护桩外侧的止水帷幕、所述支护桩内侧的咬合桩和所述坝基砂砾石帷幕的共同作用达到止水的目的。

在本发明较佳实施例中，形成所述止水帷幕的各喷射灌浆孔之间的间距为530mm～540mm，咬合搭接270mm～260mm；孔底端伸入泥岩层不少于1m，孔的有效深度应超过设计墙底深度300mm；

所述各咬合桩的桩中心间距为500mm，咬合搭接300mm，咬合桩的底部深度入泥岩层不少于1m，有效深度应超过设计设计深度300mm；

形成所述坝基砂砾石帷幕的各灌浆孔的间距为800mm±50mm，孔底端伸入泥岩层不少于1m，孔的有效深度应超过设计墙底深度300mm。

在本发明较佳实施例中，通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成所述止水帷幕的方法是：1)、放样定位

标注各喷射灌浆孔间距530mm～540mm，咬合搭接270mm～260mm；

2)、钻机引孔、下PVC管

各喷射灌浆孔位标注好并经复核合格后，按照标注的孔位，采用套管跟进钻机进行引孔，成孔深度入泥岩层不少于1m，钻孔有效深度应超过设计墙底深度300mm；

采用跳跃法成孔，成孔后，向孔内下PVC管；

3)、下喷射管

喷射机就位，先检查和调试水嘴，气嘴及喷浆口是否完好畅通；然后，向PVC管内下喷射灌浆管。喷射灌浆管下放过程中，必须保证垂直对准孔心，以确保喷射灌浆管的提升和旋转；

4)、制备浆液

灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比0.8～1.0，浆液中掺加20％膨润土；

制浆采用二级搅拌，首先按规定的水灰比向搅拌桶中放入水和水泥，经过充分搅拌后，经过滤流入第二级搅拌池，再进行高速搅拌；保证水泥浆液搅拌时间不少于30秒，不使用配制后时间超过4h的浆液；

5)、高压喷射灌浆作业

当喷射灌浆管下至设计深度以下10cm左右时开始拌送水泥浆液，然后开启高压水及压缩空气，通过高压喷射机和高压灌浆机，自下而上向喷射灌浆管内高压喷射灌浆；

喷射灌浆管插入孔内，喷嘴达到设计标高后喷射灌浆，喷射灌浆应由下往上进行作业；先原位停留喷射灌浆3分钟，之后再按照施工工艺要求提升喷射灌浆管；

为防止孔间串浆，高压喷射灌浆施工时必须采用跳跃法，间距不少于4m，相邻两孔的施工间隔时间不小于48h；

6)、移至新孔位

喷射灌浆管到达设计孔顶标高后，移至新孔位，高压喷射灌浆，直至所有喷射灌浆孔高压喷射灌浆完毕；

本发明采用跳孔间隔式施工，跳孔施工根据现场情况确定跳孔数量；

7)、回灌

高压喷射灌浆结束后进行回灌，回灌按以下两种方式进行：

(A)采用挖沟的方式将前一个高压喷射灌浆孔与将施工高压喷射灌浆孔相连，利用已施工高压喷射灌浆孔产生的回浆及时进行回灌，直至孔口浆液不下降为止；

(B)当天最后一个高压喷射灌浆孔施工结束后，利用搅浆桶内剩余的水泥浆对当天最后一个高压喷射灌浆孔及时进行回灌，直至孔口浆液不下降为止；

8)、清洗管路和灌浆设备

灌浆完成后，将高压胶管和喷射灌浆管卸开，使用清水清洗灌浆泵和高压胶管。

在本发明较佳实施例中，所述高压喷射灌浆作业采用一次灌浆方式施工，灌浆自下向上顺序施工，自孔底开始灌浆；灌浆压力按为设计压力；通过高压水、气、浆将水泥浆液灌入砂卵石颗粒间孔隙内，使水泥浆液与砂卵石相互胶结，共同形成固结体，以达到止水隔水效果。

在本发明较佳实施例中，所述咬合桩桩径为800mm，咬合搭接300mm，咬合桩底进入泥岩层不少于1.0m；所述咬合桩为素混凝土桩，咬合桩混凝土采用缓凝混凝土，强度等级C20；浇筑时采用隔桩跳打施工，素混凝土桩成桩24h后再施工相邻咬合桩。

在本发明较佳实施例中，所述咬合桩形成的具体方法为：

1)、测量放线，标注咬合桩的位置

标注各咬合桩位置，各咬合桩的桩中心间距为500mm，咬合搭接300mm；

2)、钻机成孔

孔的直径是800mm，成孔深度入泥岩层不少于1m，钻孔有效深度应超过设计墙底深度300mm；

3)、埋设护筒

A)、埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度，要求护筒长度不小于2.0m；护筒固定在正确位置后，用水准仪抄测对称四点标高，标高误差不大于2mm，并用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落；

B)、静态泥浆护壁，泥浆在泥浆池中人工搅拌后用泥浆泵注入孔内，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间，在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm；

C)、在钻进到设计深度时，应立即清孔,常采用封底钻头捞渣；在清孔后，孔底沉渣高度不得大于200mm，并将孔口处杂物清理干净，验孔合格后方可进行下步工序；

4)、下导管

在护筒内下导管，导管材质为铁管，导管下入的长度根据成孔的深度计算，导管低口到孔底的距离不少于0.3～0.5m，导管下入必须居中；

5)、灌注混凝土

灌注混凝土,初灌混凝土面必须保证导管埋深不小于1.5米；导管埋深不得大于6m，也不得小于2m；为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌0.8-1.0m；

6)导管起卸、拔护筒、孔口回填

当根据现场测绳测量，确保起卸导管后，导管在混凝土中的埋深大于2m、并小于于6m；混凝土浇筑结束后即可拔护筒，在拔出最后一节导管前，要用探棒探明灌注砼面标高，符合要求后方可拔管，管内要留有一定砼量，以防拔护筒后砼面下降；

钢护筒在灌注结束，砼初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直性；砼初凝后，回填钻孔。

在本发明较佳实施例中，所述坝基砂砾石帷幕的施工工艺为：

1)、测量放线、标注各灌浆孔的位置

确定各个灌浆区域的具体位置，将各区的轴线固定并加以保护；标注各灌浆孔的位置，各灌浆孔的间距800mm±50mm；

2)、钻进成孔

按照标注的孔位，采用双套管水钻进行成孔即灌浆孔，且必须连续成孔，孔底端进入泥岩层不少于1m，孔的有效深度应超过设计墙底深度30cm；

3)、设管、封孔

在灌浆孔内先下PVC管，再在PVC管内下灌浆管；

灌浆前将灌浆管插入灌浆孔内，使灌浆管底端距离灌浆孔底30～50cm，固定并且密封地表孔口，即采用水泥、膨润土与水混合物进行封孔，封孔距孔口长度不小于50cm；

4)、制备浆液

灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比0.8～1.0；制浆采用二级搅拌，首先按规定的水灰比向搅拌桶中放入水和水泥，经过充分搅拌后，经过滤流入第二级搅拌池，再进行搅拌，保证水泥浆液搅拌时间不少于30秒，不使用配制后时间超过4h的浆液；

5)、灌浆形成坝基砂砾石帷幕

采用纯压灌浆方式施工：灌浆自下向上顺序施工，自孔底开始灌浆，灌浆压力须按设计压力控制，直至孔口，随着浆液的增多，压力不断增大，水泥浆液灌入砂卵石颗粒间孔隙内，使水泥浆液与砂卵石相互胶结，共同形成固结体，以达到止水、隔水效果；

6)、移至新的孔位

采用跳跃法施工，跳孔施工根据现场情况确定跳孔数量；

7)清洗管路和灌浆设备

灌浆完成后，将高压胶管和灌浆管卸开，使用清水清洗灌浆泵和高压胶管。

在本发明较佳实施例中，所述灌浆管为花管，该花管自下而上每间隔50cm沿花管四周均匀设置4个灌浆口，孔径5mm；灌浆前灌浆口被胶带封住，施工作业面往下2～4m不设置灌浆口。

本发明通过在建筑基坑四周支护桩外侧布置一圈新三管法高压喷射灌浆形成的止水帷幕，在支护桩内侧浇筑形成一圈咬合桩，在支护桩和咬合桩之间再布置一圈坝基砂砾石帷幕，通过层层阻挡，阻止地下水涌入建筑基坑内。

本发明应用到北京丰台区五里店275号安置房建设项目中，有效地解决了建筑基坑涌入地下水的问题，使得工程顺利继续推进，得到业界专家的肯定！本发明与传统的降水法相比，不仅从根本上阻止了地下水涌入基坑的问题，止水效果显著，而且，节省造价，对周围地下水位没有影响，且不受周围地下水位的影响！

附图说明

图1是本发明具体实施例建筑基坑俯视图；

图2是本发明建筑基坑地下水止水工法示意图；

图3是本发明通过新三管法高压喷射灌浆工艺形成止水帷幕的工艺流程图；

图4是本发明形成咬合桩的施工工艺流程图；

图5是本发明形成坝基砂砾石灌浆帷幕的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本发明的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本发明的特征显而易见。

在下挖建筑基坑时，随着建筑基坑深度的增加，需要在建筑基坑内的四周浇筑一圈支护桩，然后，在支护桩的顶部浇筑冠梁，通过冠梁将各支护桩连接起来，最后，在基坑的四周与支护桩/冠梁之间固定若干根锚索和锚杆，进一步加固。本项目(北京丰台区五里店275号安置房建设项目)建筑基坑内涌入地下水时，建筑基坑四周已建好一圈支护桩1、冠梁和锚索、锚杆。

为阻止地下水涌入基坑内，如图2所示，本发明在建筑基坑四周支护桩1的外侧，通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成一圈止水帷幕3；在支护桩1的内侧形成一圈咬合桩4；在支护桩1和咬合桩4之间通过灌浆施工工艺形成一圈坝基砂砾石帷幕5，本发明通过支护桩1外侧的止水帷幕3、支护桩1内侧的咬合桩4和坝基砂砾石帷幕5共同作用，从根本上阻止地下水涌入建筑基坑内。

如图3所示，本发明通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成止水帷幕3的方法是：

1、放样定位

标注各喷射灌浆孔间距530mm～540mm，咬合搭接270mm～260mm。

放样时由现场测量人员根据桩位布置图测放，冠梁上的孔位要根据已经施工的锚杆位置确定，冠梁上的孔位尽可能的不破坏已经施工完的锚杆。

2、钻机引孔、下PVC管

各喷射灌浆孔位标注好并经复核合格后，按照标注的孔位，采用套管跟进钻机进行引孔，成孔深度入泥岩层不少于1m，成孔时用水平尺检查钻机机架垂直度，桩机垫平垫稳，钻进中不得发生倾斜和移动，钻孔偏斜率不应超过1％，孔位偏差不大于50mm，钻孔有效深度应超过设计墙底深度300mm。

采用跳跃法成孔，成孔后，向孔内下PVC管。

3、下喷射管

喷射机就位，先检查和调试水嘴，气嘴及喷浆口是否完好畅通；然后，向PVC管内下喷射灌浆管。喷射灌浆管下放过程中，必须保证垂直对准孔心，以确保喷射灌浆管的提升和旋转。

4、制备浆液

灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比0.8～1.0，浆液中掺加20％膨润土。拌制水泥浆所用的水应符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的规定。制浆采用二级搅拌，首先按规定的水灰比向搅拌桶中放入水和水泥，经过充分搅拌后，经过滤流入第二级搅拌池，再进行高速搅拌。保证水泥浆液搅拌时间不少于30秒，不使用配制后时间超过4h的浆液。

5、高压喷射灌浆作业

当喷射灌浆管下至设计深度以下10cm左右时开始拌送水泥浆液，然后开启高压水及压缩空气，通过高压喷射机和高压灌浆机，自下而上向喷射花管内高压喷射灌浆；

喷射灌浆管插入孔内，喷嘴达到设计标高后喷射灌浆，喷射灌浆应由下往上进行作业；先原位停留喷射灌浆3分钟，之后再按照施工工艺要求提升喷射灌浆管；

灌浆中途拆卸喷射灌浆管时，搭接段应进行复喷，复喷长度不得小于0.5m。

为防止孔间串浆，高压喷射灌浆孔施工时必须采用跳跃法，间距不少于4m，相邻两孔的施工间隔时间不小于48h。

在本发明较佳实施例中，本发明通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成止水帷幕3，其高压喷射灌浆的技术指标为：

①灌浆压力：35～40MPa；

②水泥浆流量：70～110L/min；

③高压水压力：35～40MPa；

④水流量：70～100L/min；

⑤空气压力：0.6～0.8MPa；

⑥空气流量：0.8～1.2m³/min；

⑦提升速度为10～12cm/min；

⑧旋转速度为6～10r/min；

6、移至新孔位

喷射灌浆管到达设计孔顶标高(本发明具体实施例为-12m)后，移至新孔位，高压喷射灌浆，直至所有喷射灌浆孔高压喷射灌浆完毕。

本发明采用跳孔间隔式施工，跳孔施工根据现场情况确定跳孔数量；

7、回灌

高压喷射灌浆结束后进行回灌，回灌按以下两种方式进行：

1)采用挖沟的方式将前一个高压喷射灌浆孔与将施工高压喷射灌浆孔相连，利用已施工高压喷射灌浆孔产生的回浆及时进行回灌，直至孔口浆液不下降为止。

2)当天最后一个高压喷射灌浆孔施工结束后，利用搅浆桶内剩余的水泥浆对当天最后一个高压喷射灌浆孔及时进行回灌，直至孔口浆液不下降为止。

8、清洗管路和灌浆设备

灌浆完成后，将高压胶管和灌浆管卸开，使用清水清洗灌浆泵和高压胶管。

当高压喷射灌浆施工完毕后，或在喷射过程中因故中断，短时间(小于或等于浆液初凝时间)内不能继续喷浆时，均应立即拨出灌浆管清洗备用，以防止浆液凝固后拔不出管来。为防止因浆液凝固收缩，产生止水部位有不密贴或脱空现象，可采取冒浆回灌或第二次灌浆等措施。

当喷射灌浆过程中出现下列一次情况时，需查明原因并采取相应措施：

(1)流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄漏情况，并应拔出灌浆管，检查密封性能。

(2)出现不冒浆或断续冒浆时，如系附近有空洞、通道，则应不提升灌浆管继续灌浆直至冒浆为止或拔出灌浆管待浆液凝固后重新灌浆。

(3)压力稍有下降时，可能系灌浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力降低，此时应拔出灌浆管进行检查。

(4)压力陡增超过最高限值、流量为零、停机后压力仍不变动时，则可能系喷嘴堵塞，应拔管疏通喷嘴。

高喷喷射灌浆过程中，若孔内发生严重漏浆，可采取以下措施处理：

(1)孔口不返浆时，应立即停止提升；孔口少量返浆时，应较低提升速度。

(2)降低喷射压力、流量，进行原位灌浆。

(3)限流、限量、间歇灌浆。

(4)在浆液中掺入速凝剂。

(5)加大浆液密度。

(6)向孔内填入砂、土等堵漏材料。

高喷喷射灌浆施工过程中，在以下情况下采取复喷措施

(1)对个别不返浆的高压喷射灌浆孔采取复喷措施。

(2)灌浆中途拆卸喷射灌浆管时，搭接段应进行复喷，复喷长度不得小于0.5m。

本发明在支护桩外侧采用新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成止水帷幕的优点：对于砂卵石层，灌浆在预先下入PVC管，在PVC管内下设喷射灌浆管中进行，灌浆过程中无需担心塌孔；且喷射灌浆孔一次连续完成，灌浆和钻孔工序分开进行，施工效率高。

如图2所示，为进一步达到止水的目的，本发明在支护桩1的内侧形成一圈咬合桩4。该咬合桩4桩径为800mm，咬合搭接300mm，孔底进入泥岩层不少于1.0m。在本发明具体实施例中，施工从-12.0m开始成孔。

本发明咬合桩为素混凝土桩，咬合桩混凝土采用缓凝混凝土，强度等级C20。浇筑时采用隔桩跳打施工，素混凝土桩成桩24h后再施工相邻咬合桩。

如图4所示，本发明浇筑咬合桩的具体方法为：

1)、测量放线，标注咬合桩的位置

标注各咬合桩的位置，各咬合桩的桩中心间距为500mm，咬合搭接300mm。

2)、钻机就位成孔

孔的直径是800mm，成孔深度入泥岩层不少于1m，钻孔有效深度应超过设计墙底深度300mm。

3)、埋设护筒

A)、埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度，要求护筒长度不小于2.0m。护筒固定在正确位置后，用水准仪抄测对称四点标高，标高误差不大于2mm，并用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。

B)、静态泥浆护壁，泥浆在泥浆池中人工搅拌后用泥浆泵注入孔内。由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间。在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。

C)、在钻进到设计深度时，应立即清孔,常采用封底钻头捞渣，可一次或多次进行捞渣。在清孔后，孔底沉渣高度不得大于200mm，并将孔口处杂物清理干净，验孔合格后方可进行下步工序。

4)、下导管

向护筒内下导管，导管材质为铁管，导管下入的长度根据成孔的深度计算，导管低口到孔底的距离不少于0.3～0.5m。导管下入必须居中。

5)、灌注混凝土

灌注混凝土,初灌混凝土面必须保证导管埋深不小于1.5米。在实际操作中，可向导管内投入球胆，放入锥塞，当砼灌满漏斗，立即拔起塞子，同时继续向漏斗补加砼，使砼连续浇注。在完成初灌后，灌注砼要连续从漏斗口边侧溜滑入导管内，不可一次放满，以避免产生气囊。拔管时，要准确测量砼灌注深度和计算导管埋深后，方可拔管。

导管埋深不得大于6m，也不得小于2m。为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌一定高度,不宜小于0.5m，一般在0.8-1.0m。

在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减少，压力差降低。如出现砼顶升困难时，可适当减小导管埋深使灌注工作顺利进行。

6)导管起卸、拔护筒、孔口回填

导管要根据测量孔内混凝土面的高度来判断是否卸导管，导管埋入混凝土内的深度应在2-6m，埋深超过6m就要卸导管，但卸管后埋深不得少于2m。混凝土浇筑结束后即可拔护筒)

在拔出最后一节长导管前，要用探棒探明灌注砼面标高，符合要求后方可拔管，管内要留有一定砼量，以防拔护筒后砼面下降。拔管速度要慢，避免孔内上部泥浆压入桩中。

每天根据灌砼数量按要求制做砼试块。钢护筒在灌注结束，砼初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直性。砼初凝后，回填钻孔。

为确保桩顶质量,在咬合桩浇筑时，桩顶设计标高加灌了一定高度，成桩后需要将桩头剔凿至设计标高。

为确保工程质量，如图2所示，本发明在支护桩1和咬合桩4之间通过灌浆施工工艺还形成一圈坝基砂砾石帷幕5，其施工工艺为，如图5所示：

1)、测量放线、标注各灌浆孔的位置

确定各个灌浆区域的具体位置，将各区的轴线固定并加以保护，以便在施工过程中随时根据轴线随时复核灌浆孔位；标注各灌浆孔的位置，各灌浆孔的间距800mm±50mm。

2)、钻进成孔

按照标注的孔位，采用双套管水钻进行成孔即灌浆孔，且必须连续成孔，孔底端进入泥岩层不少于1m，孔的有效深度应超过设计墙底深度30cm。

3)、设管、封孔

在成孔即灌浆孔内先下PVC管，再在PVC管内下灌浆管。本发明灌浆管采用花管，花管自下而上每间隔50cm沿花管四周均匀设置4个灌浆口，孔径5mm；灌浆前灌浆口被胶带封住，施工作业面往下2～4m不设置灌浆小口(具体长度由现场入岩时孔深考虑)。

灌浆前将灌浆管插入灌浆孔内，使灌浆管底端距离灌浆孔底30～50cm，固定并且密封地表孔口，即采用水泥、膨润土与水混合物进行封孔，封孔距孔口长度不小于50cm。

4)、制备浆液

灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比0.8～1.0。拌制水泥浆所用的水应符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的规定。制浆采用二级搅拌，首先按规定的水灰比向搅拌桶中放入水和水泥，经过充分搅拌后，经过滤流入第二级搅拌池，再进行搅拌。保证水泥浆液搅拌时间不少于30秒，不使用配制后时间超过4h的浆液。

5)、灌浆形成坝基砂砾石帷幕

采用纯压灌浆方式施工：灌浆自下向上顺序施工，自孔底开始灌浆，灌浆压力须按设计压力控制，直至孔口，随着浆液的增多，压力不断增大，水泥浆液灌入砂卵石颗粒间孔隙内，使水泥浆液与砂卵石相互胶结，共同形成固结体，以达到止水、隔水效果；

在灌浆施工时，灌浆管与灌浆泵之间采用高压软胶管连接，灌浆泵与孔位的距离要尽可能缩短，以减少管路中压力消耗。胶管各个接头要求密封性能良好，防止灌浆泄漏。严格控制灌浆压力，同时密切关注灌浆量，当压力突然上升或从孔壁其他部位冒浆时，应立即停止灌浆，查明原因后采取调整灌浆参数或移位等措施重新灌浆。

6)、移至新的孔位

本发明采用跳孔间隔式施工，跳孔施工根据现场情况确定跳孔数量；

7)清洗管路和灌浆设备

灌浆完成后，将高压胶管和灌浆管卸开，使用清水清洗灌浆泵和高压胶管。

坝基砂砾石帷幕灌浆施工过程中，在以下情况下需采取复喷措施

(1)对个别不返浆的高压喷射灌浆孔采取复喷措施。

(2)灌浆中途拆卸喷射灌浆管时，搭接段应进行复喷，复喷长度不得小于0.5m。

本发明在支护桩和咬合桩之间再形成一道坝基砂砾石帷幕的优点是：

1、适用于深厚砂砾石层处理，施工灵活性较大，易于在水下施工。

2、在外排通过高压喷射灌浆施工工艺形成止水帷幕和咬合桩已经施工完的情况下，通过压力灌浆，可以使水泥浆更加充分的充填卵石之间的缝隙，形成良好的止水效果。

3、布设坝基砂砾石帷幕可有效地防止承压水上升，基坑发生管涌等情况。

4、预先下设灌浆管为定制的花管，减少了现场管上开孔、连接的施工时间，大大提高了施工功效。

5、对于砂卵石层，灌浆在预先下设的灌浆管中进行，灌浆过程中无需担心塌孔，相比较与新三管法高压喷射灌浆施工工艺，灌浆段的隔离比较容易。

6、灌浆孔一次连续钻孔完成，灌浆和钻孔工序分开进行，施工效率高。

本发明通过在建筑基坑四周支护桩外侧布置一圈新三管法高压喷射灌浆形成的止水帷幕，在支护桩内侧浇筑形成一圈咬合桩，在支护桩和咬合桩之间再布置一圈坝基砂砾石帷幕，通过层层阻挡，阻止地下水涌入建筑基坑内。

本发明应用到北京丰台区五里店275号安置房建设项目中，有效地解决了建筑基坑涌入地下水的问题，使得工程顺利继续推进，得到业界专家的肯定！本发明与传统的降水法相比，不仅从根本上阻止了地下水涌入基坑的问题，止水效果显著，而且，节省造价，对周围地下水位没有影响，且不受周围地下水位的影响！

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：在建筑基坑内四周支护桩的外侧通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成一圈止水帷幕；

在支护桩的内侧形成一圈咬合桩；

在支护桩和咬合桩之间通过灌浆施工工艺形成一圈坝基砂砾石帷幕；

通过所述支护桩外侧的止水帷幕、所述支护桩内侧的咬合桩和所述坝基砂砾石帷幕共同作用达到止水的目的。

2.根据权利要求1所述的建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：

形成所述止水帷幕的各喷射灌浆孔之间的间距为530mm～540mm，咬合搭接270mm～260mm；孔底端伸入泥岩层不少于1m，孔的有效深度应超过设计墙底深度300mm；

所述各咬合桩的桩中心间距为500mm，咬合搭接300mm，咬合桩的底部深度入泥岩层不少于1m，有效深度应超过设计设计深度300mm；

形成所述坝基砂砾石帷幕的各灌浆孔的间距为800mm±50mm，孔底端伸入泥岩层不少于1m，孔的有效深度应超过设计墙底深度300mm。

3.根据权利要求2所述的建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：通过新三管法高压喷射灌浆施工工艺形成所述止水帷幕的方法是：

1)、放样定位

标注各喷射灌浆孔间距530mm～540mm，咬合搭接270mm～260mm；

2)、钻机引孔、下PVC管

各喷射灌浆孔位标注好并经复核合格后，按照标注的孔位，采用套管跟进钻机进行引孔，成孔深度入泥岩层不少于1m，钻孔有效深度应超过设计墙底深度300mm；

采用跳跃法成孔；成孔后，向孔内下PVC管；

3)、下喷射管

喷射机就位，先检查和调试水嘴，气嘴及喷浆口是否完好畅通；然后，向PVC管内下喷射灌浆管；喷射灌浆管下放过程中，必须保证垂直对准孔心，以确保喷射灌浆管的提升和旋转；

4)、制备浆液

灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比0.8～1.0，浆液中掺加20％膨润土；

制浆采用二级搅拌，首先按规定的水灰比向搅拌桶中放入水和水泥，经过充分搅拌后，经过滤流入第二级搅拌池，再进行高速搅拌；保证水泥浆液搅拌时间不少于30秒，不使用配制后时间超过4h的浆液；

5)、高压喷射灌浆作业

当喷射灌浆管下至设计深度以下10cm左右时开始拌送水泥浆液，然后开启高压水及压缩空气，通过高压喷射机和高压灌浆机，自下而上向喷射灌浆管内高压喷射灌浆；

为防止孔间串浆，高压喷射灌浆施工时必须采用跳跃法，间距不少于4m，相邻两孔的施工间隔时间不小于48h；

6)、移至新孔位

喷射灌浆管到达设计孔顶标高后，移至新孔位，高压喷射灌浆，直至所有喷射灌浆孔高压喷射灌浆完毕；

本发明采用跳孔间隔式施工，跳孔施工根据现场情况确定跳孔数量；

7)、回灌

高压喷射灌浆结束后进行回灌，回灌按以下两种方式进行：

(A)采用挖沟的方式将前一个高压喷射灌浆孔与将施工高压喷射灌浆孔相连，利用已施工高压喷射灌浆孔产生的回浆及时进行回灌，直至孔口浆液不下降为止；

(B)当天最后一个高压喷射灌浆孔施工结束后，利用搅浆桶内剩余的水泥浆对当天最后一个高压喷射灌浆孔及时进行回灌，直至孔口浆液不下降为止；

8)、清洗管路和灌浆设备

灌浆完成后，将高压胶管和喷射灌浆管卸开，使用清水清洗灌浆泵和高压胶管。

4.根据权利要求3所述的建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：所述高压喷射灌浆作业采用一次灌浆方式施工，灌浆自下向上顺序施工，自孔底开始灌浆；通过高压水、气、浆将水泥浆液灌入砂卵石颗粒间孔隙内，使水泥浆液与砂卵石相互胶结，共同形成固结体，以达到止水隔水效果。

5.根据权利要求2所述的建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：所述咬合桩桩径为800mm，咬合搭接300mm，咬合桩底进入泥岩层不少于1.0m；

所述咬合桩为素混凝土桩，咬合桩混凝土采用缓凝混凝土，强度等级C20；浇筑时采用隔桩跳打施工，素混凝土桩成桩24h后再施工相邻咬合桩。

6.根据权利要求5所述的建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：所述咬合桩形成的具体方法为：

1)、测量放线，标注咬合桩的位置

标注各咬合桩的位置，各咬合桩的桩中心间距为500mm，咬合搭接300mm；

2)、钻机成孔

孔的直径是800mm，成孔深度入泥岩层不少于1m，钻孔有效深度应超过设计墙底深度300mm；

3)、埋设护筒

A)、埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度，要求护筒长度不小于2.0m；护筒固定在正确位置后，用水准仪抄测对称四点标高，标高误差不大于2mm，并用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落；

B)、静态泥浆护壁，泥浆在泥浆池中人工搅拌后用泥浆泵注入孔内，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间，在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm；

C)、在钻进到设计深度时，应立即清孔,常采用封底钻头捞渣；在清孔后，孔底沉渣高度不得大于200mm，并将孔口处杂物清理干净，验孔合格后方可进行下步工序；

4)、下导管

护筒内下导管，导管材质为铁管，导管下入的长度根据成孔的深度计算，导管底口到孔底的距离不少于0.3～0.5m，导管下入必须居中；

5)、灌注混凝土

灌注混凝土,初灌混凝土面必须保证导管埋深不小于1.5米；导管埋深不得大于6m，也不得小于2m；为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌0.8-1.0m；

6)导管起卸、拔护筒、孔口回填

当根据现场测绳测量，确保起卸导管后，导管在混凝土中的埋深大于2m、并小于于6m；混凝土浇筑结束后即可拔护筒，在拔出最后一节导管前，要用探棒探明灌注砼面标高，符合要求后方可拔管，管内要留有一定砼量，以防拔护筒后砼面下降；

钢护筒在灌注结束，砼初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直性；砼初凝后，回填钻孔。

7.根据权利要求2所述的建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：所述坝基砂砾石帷幕的施工工艺为：

1)、测量放线、标注各灌浆孔的位置

确定各个灌浆区域的具体位置，将各区的轴线固定并加以保护；标注各灌浆孔的位置，各灌浆孔的间距800mm±50mm；

2)、钻进成孔

按照标注的孔位，采用双套管水钻进行成孔即灌浆孔，且必须连续成孔，孔底端进入泥岩层不少于1m，孔的有效深度应超过设计墙底深度30cm；

3)、设管、封孔

在灌浆孔内先下PVC管，再在PVC管内下灌浆管；

灌浆前将灌浆管插入灌浆孔内，使灌浆管底端距离灌浆孔底30～50cm，固定并且密封地表孔口，即采用水泥、膨润土与水混合物进行封孔，封孔距孔口长度不小于50cm；

4)、制备浆液

灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比0.8～1.0；制浆采用二级搅拌，首先按规定的水灰比向搅拌桶中放入水和水泥，经过充分搅拌后，经过滤流入第二级搅拌池，再进行搅拌，保证水泥浆液搅拌时间不少于30秒，不使用配制后时间超过4h的浆液；

5)、灌浆形成坝基砂砾石帷幕

采用纯压灌浆方式施工：灌浆自下向上顺序施工，自孔底开始灌浆，灌浆压力须按设计压力控制，直至孔口，随着浆液的增多，压力不断增大，水泥浆液灌入砂卵石颗粒间孔隙内，使水泥浆液与砂卵石相互胶结，共同形成固结体，以达到止水、隔水效果；

6)、移至新的孔位

一个灌浆孔灌浆完毕后，移至下一个新的孔位，重复上述操作，直至所有灌浆孔灌浆完毕；

采用跳跃法施工，跳孔施工根据现场情况确定跳孔数量；

7)清洗管路和灌浆设备

灌浆完成后，将高压胶管和灌浆管卸开，使用清水清洗灌浆泵和高压胶管。

8.根据权利要求7所述的建筑基坑地下水止水工法，其特征在于：所述灌浆管为花管，该花管自下而上每间隔50cm沿花管四周均匀设置4个灌浆口，孔径5mm；灌浆前灌浆口被胶带封住，施工作业面往下2～4m不设置灌浆口。

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