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阅读 293 次 浅谈高压旋喷注浆法止水帷幕的施工

摘要:本文简述了宝鸡市经二路30号地下人防工程中成功利用高压旋喷注浆法施工止水帷幕的过程,由于柱距、桩径及浆液配比设计合理,旋喷压力控制严格,帷幕连续性好、强度较高、因此止水效果显著。本文还详细介绍了施工中的参数取值、施工工艺、注意事项、质量检验,对今后同类工程施工具有一定的借鉴意义。...

 浅谈高压旋喷注浆法止水帷幕的施工

刘新潮

陕西建工第二建设集团有限公司

    前言

    止水帷幕就是利用止水材料,将基坑围起来,使坑内地下水与坑外地下水系统隔离,切断外界对坑内的水源补给。然后在坑内抽排水也就不会对周边地质环境造成破坏,杜绝地下水位下降引发的各种工程问题。在深度上止水帷幕的顶部要高于设计期限内可能出现的最该地下水位,帷幕底部位于不透水层一定深度处。

    高压旋喷注浆法分为单管法(只喷射水泥浆)、双管法(喷射水泥浆和压缩空气)、三管法(同时喷射水泥浆、压缩空气和高压水),是利用注浆机械将水泥浆以20-40MPa的高压射流形式注入到地基土内,水泥浆与土体发生一系列的物理化学反应形成一种低渗透性的桩体,能够有效阻止水体的渗透。这种低渗透性的桩体可以将水隔离在基坑以外,从而保证了建筑物基础下土体及基础的稳定性。

    一、工程概况

    宝鸡市经二路30号地下人防工程位于经二路与文化路十字西北角,地下二层,总建筑面积14436.84m2。建设地点地下水位极高,从《岩土工程勘察报告》中得知,地下水位埋深在自然地坪以下5.3-6.0m,年变幅1.5-2.5m,建成后面临极大的防水压力。土层情况:0-1.5m杂填土;1.5-3.3m粉质粘土;3.3-4.7m中粗砂;4.7-8.3m卵石;8.3-10.3m砾砂;10.3-22.8m粉质粘土。施工现场场地狭小,西边紧邻金陵小学,距金陵小学教学楼距离仅5米,东边,南边、北边均为交通要道。

    二、设计施工

    本工程基坑开挖深度11m,设计支护桩钢筋混凝土钻孔桩直径800㎜间距600㎜,桩长16.3m。经设计及现场试验在两混凝土支护桩中间,施工一个孔径100㎜孔深9.1m高压旋喷装可达到旋喷桩紧密包裹混凝土支护桩,旋喷桩与支护桩形成一个整体可起到止水及支护作用。旋喷桩采用水泥浆液,水泥采用425号普通硅酸盐水泥,水灰比:0.65采用高压旋喷单桩法施工,单桩设计直径100㎜。设计桩长9.1m,顶部标高-2.5m,底部位于砂砾土层。排桩平面图如图一,排桩立面图如图二,施工参数如表一所示。

图一 :排桩平面图

图二:排桩立面

表一:高压旋喷桩施工参数

高压旋喷指标

数值

高压水泥浆

压力(Mpa)

25-30

流量(m³.min-1)

0.09

喷嘴孔径、个数

φ1.6,2个

提升速度(m.min-1)

0.1

旋喷速度(r.min-1)

9

浆液比重(g/cm3)

1.58

    根据现场试验确定旋喷影响半径R,并根据设计喷射长度H、单位时间喷浆量q、提升速度v、两桩之间搭接长度α、损失系数β确定灌浆量Q及钻孔间距L。

    钻孔间距:L=2R-α

    注浆量Q=(1+β)Hq/v

    经计算本工程钻孔间距为1.4 m,单桩注浆量为0.9m³。

    三、高压旋喷桩止水帷幕施工工艺流程

    该工程采用单管高压旋喷法施工工艺。

    1、施工工艺流程图

    2、施工方法及要求

   (1)测放桩位:根据根据桩轴线施放桩位,使桩位偏差控制在20㎜以内。

   (2)泥浆准备:水泥质量及水泥浆配合比应符合设计及规范要求,要有合格证及检验报告。并通过无侧限抗压强度、变水头渗透系数试验确定止水帷幕的强度及抗渗指标达到设计要求。水泥浆搅拌时间不少于90s。

   (3)导孔施工:设备安装应平稳对正。为保证钻孔达到设计要求的垂直度,钻机就位后应作水平校正,使钻杆轴线垂直对准钻孔,开孔前严格检查桩位并对桩位进行编号。本工程采用两台钻机施工,保证每天施工15个导孔。引孔孔位误差小于20㎜,垂直度偏差不大于1%,深度偏差不小于100㎜。

   (4)旋喷成桩施工:注浆机械到位下管前需在孔口试验检查,防止喷嘴堵塞。经检查无堵塞后将注浆管管头对准到导孔孔口,开启注浆泵阀门,待压力达到设计之后,开启旋转装置,边喷射边旋转提至桩顶高程处。在喷射工程中必须时刻检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、提升速度等参数符合要求。

   (5)冲洗:单桩施工完毕后应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内不得残存水泥浆。

   (6)移动机具:冲洗完毕把钻机等机具设备移动到新孔位上。

    3、施工中的注意事项

   (1)为防止水泥浆中的硬块堵塞喷嘴,在水泥浆进入高压泵前通过18目的筛网过滤。

   (2)当局部遇容易塌孔地层时,使用同孔径PVC硬管插入护孔,保证旋喷桩桩径及桩长。

   (3)高压旋喷浆液排放问题。设立200×200×300浆液排泄通道,让溢出的浆液集中到挖好的2000×2000×25000的泥浆池中进行处理,避免造成场地泥泞,影响施工。

   (4)为防止高喷灌浆过程中发生严重漏浆,采取向孔内填入砂、土等堵漏材料;在浆液中掺入速凝剂;降低喷射压力、流量,进行原位灌浆等措施。

    四、质量检验

    在已完成的施工段进行开挖检查,发现桩体连续型好,无漏洞;在旋喷桩中心和搭接部分钻孔取样,发现旋喷桩连续,经28天无侧限抗压强度测试,强度值达到了22.0-2.8Mpa;钻孔进行变水头渗透性试验,测得其渗透系数最大值为1.28×10-7cm/s,验证了墙体抗渗效果好。

    五、结语

    本工程采用的是单排旋喷桩。由于桩距、桩径及浆液配比设计合理,旋喷压力控制严格,帷幕连续性好、强度较高、止水效果显著。本工程高压旋喷注浆法施工止水帷幕是成功的,对今后同类工程施工具有一定的借鉴意义。

(本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络工程项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑  刘真 文径 审核)

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