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[摘 要]降水在大型基坑施工中起到了至关重要的作用,降水效果的好坏直至关系到工程的质量及安全甚至投资的成败,如果基坑底面处于地下水位以下,降水有困难时,基本都需要设置止水帷幕,以防止地下水的渗漏。常见的止水帷幕有:旋喷桩、搅拌桩、搅喷桩等,该工艺降水效果好在实际施工中得到广泛应用,笔者现将实际工程中采用旋喷桩降水介绍如下:
[关键词]止水帷幕 旋喷桩 施工工艺 质量控制
中图分类号:TU473.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0278-01
1、工程概况
徐州地下(人防)商业街项目工程位于徐州繁华商业街路下,路现宽18m。建成后的商业街宽度为24m,全长约670m,总开挖面积约16080m2,采用明挖法施工,维护结构采用灌注桩间加旋喷桩止水支护形式。
2、工程地质及水文地质条件
1)工程地质:
在勘探深度范围内,场地内上部土层以杂填土、第四纪全新世河流冲积成因的粉土和软~可塑状粘性土为主,下部⒀层粉质粘土及以下土层为第四纪晚更新世老堆积土(Q3)
2)水文地质情况:
本次勘探范围内揭露主要的地下含水层有①层杂填土、③-1、③-2浅部含水层包括①层杂填土、③-1、③-2层粉土,①层杂填土所含地下水类型为滞水,主要受城市排水和大气降水补给,以蒸发为主要排泄方式;③-1、③-2层粉土所含地下水类型为孔隙潜水,主要受大气降水、城市排水补给,以蒸发为主要排泄方式;
3、旋喷桩施工方法及技术措施:
3.1 现场布置
根据甲方要求,为将地下水封闭于槽外,在基坑两侧护坡桩桩与桩之间各施工二个相互搭接的φ550旋喷桩止水帷幕,旋喷桩上部标高同灌注桩,底部深入底板以下0.50m,桩与桩间相互搭接不小于200,封闭侧壁水体;同时将桩端位于相对隔水的土层封闭槽底,这样护坡桩与旋喷桩组成止水帷幕桩体共同作用形成一道隔水帷幕,隔绝外来水体,保持槽内干作业;
3.2 旋喷设备
(一) 旋喷需用设备表
(二)专用小型器具
A、高压胶管(输送喷射浆液)一般采用钢丝缠绕液压胶管,其工作压力不低于喷射泵压,工作压力31MPa、9MPa,内径19mm。
B、压气胶管(输送压缩空气)用3~8层帆布缠裹浸胶制成,工作压力1.0MPa以上,内径φ16~φ32mm。
C、液体流量计为电磁式,量程10~20L/min。
(三) 劳动力组织
为便于管理,劳动力使用时,根据专业工作性质,将其编为几个作业班组,即泥浆制作班组,设备钻孔班组,进行默契配合,流水作业。
3.3 旋喷桩施工
(一) 主要工序流程:
钻机就位→钻孔→插管→喷射作业→拔管→清洗器具→移开钻具→旋喷下一桩孔
(二)旋喷浆液材料
旋喷浆液的主要材料为水泥,对于无特殊要求的工程,宜采用32·5或42·5等级普通硅酸盐水泥。根据需要可加入适量的速凝、悬浮或防冻等外加剂及掺合料。水泥浆液的水灰比应按工程要求确定,可取水灰比为0.8~1.5,常用1.0,本工程取值0.8。
(三)操作要求
A、测量定位,钻机就位。
(a)钻机安置在设计孔位上,竖好钻架(塔架),机座下应平坦坚实,机座必须作水平校正,使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。
(b)高压泵通过高压橡胶软管将高压浆液输送到钻机上的注浆管,进行喷射注浆。因此钻机与高压水泵、高压注浆泵的距离不宜过远,一般在30米左右为宜。
(四)钻孔
钻孔的目的是为将高压注浆管插入预定地层中。钻孔方法很多,通常单管旋喷多使用76型旋转振动钻机,深度可达30M,适用于标准贯入度小于40的砂类土和粘土层,当遇到坚硬地层时,宜用地质钻机钻孔。
(五) 插管
A、将注浆管插入造好的孔内至地层预定的深度。使用76型钻机钻孔时,插管与钻孔两道工序合二为一,钻孔完毕,插管操作即完成。换上高压注浆钻机重新就位,调正机座水平,竖好机架(塔架),使注浆管轴线垂直并对准钻孔中心,将高压注浆管插入孔内预定深度。
B、插管前用水试喷,确保高压水、注浆液、压缩空气的管路畅通。
(六) 喷射作业
A、当高压注浆管插入孔内预定深度后,由下而上进行喷射作业。当浆液初凝时间超过20小时,应及时停止使用该水泥(正常时水灰比1:1初凝时间为15小时左右)。
B、当高压注浆管插入孔内预定位置后,即可送浆喷射。使用双重管,应先送压缩空气后送浆;在孔底形成射流切割1分钟后,泵入水泥浆,进行喷射注浆。
C、各种形式的高压喷射注浆,均自下而上进行。当注浆不能一次提升完成而需要数次卸管时,卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm,以保证固结体的整体性。
D、在不改变喷射参数的条件下,对同一标高的土层作重复喷射时,能使土体破碎性增加,从而加大有效加固直径和提高加固强度。复喷时可先喷水或喷浆,复喷的次数根据工程要求决定。
E、当高压喷射注浆完毕,应迅速拔出注浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶标高,必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。
(七)冲洗
当喷射作业提升到设计标高后,喷射注浆即告结束。施工完毕应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管、高压胶管内的浆液全部排出。
(八) 移动机具
把钻机等机具设备移到新孔位上。
4、施工重量控制
4.1钻机就位后,应进行水平和垂直教正,钻杆应与桩位一致,偏差应在10mm以内,以保证桩垂直度正确。
4.2在旋喷过程中,往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面,如冒浆量小于注浆量20%,可视为正常现象,超过者或出现不冒浆时,应查明原因,采取相应的措施。
4.3在插管旋喷过程中,要防止喷嘴被泥砂堵塞,水、气、浆、压力和流量必须符合设计值,一旦堵塞,要拔管清洗干凈,再重新插管和旋喷,插管时应采取边射水边插,水压力控制在1MPa,高压水喷嘴要用塑料布包裹,以防泥土入管内。
5、结语
在后期土方开挖施工过程中证实,在砂砾土中的防渗止水效果良好,帷幕墙体外形规则,整体连贯,基本上无漏水现象。个别部位由于有大石块的影响,渗水量较大,在进行了局部静压灌浆后,无集中漏点,满足了施工的条件。
[关键词]止水帷幕 旋喷桩 施工工艺 质量控制
中图分类号:TU473.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0278-01
1、工程概况
徐州地下(人防)商业街项目工程位于徐州繁华商业街路下,路现宽18m。建成后的商业街宽度为24m,全长约670m,总开挖面积约16080m2,采用明挖法施工,维护结构采用灌注桩间加旋喷桩止水支护形式。
2、工程地质及水文地质条件
1)工程地质:
在勘探深度范围内,场地内上部土层以杂填土、第四纪全新世河流冲积成因的粉土和软~可塑状粘性土为主,下部⒀层粉质粘土及以下土层为第四纪晚更新世老堆积土(Q3)
2)水文地质情况:
本次勘探范围内揭露主要的地下含水层有①层杂填土、③-1、③-2浅部含水层包括①层杂填土、③-1、③-2层粉土,①层杂填土所含地下水类型为滞水,主要受城市排水和大气降水补给,以蒸发为主要排泄方式;③-1、③-2层粉土所含地下水类型为孔隙潜水,主要受大气降水、城市排水补给,以蒸发为主要排泄方式;
3、旋喷桩施工方法及技术措施:
3.1 现场布置
根据甲方要求,为将地下水封闭于槽外,在基坑两侧护坡桩桩与桩之间各施工二个相互搭接的φ550旋喷桩止水帷幕,旋喷桩上部标高同灌注桩,底部深入底板以下0.50m,桩与桩间相互搭接不小于200,封闭侧壁水体;同时将桩端位于相对隔水的土层封闭槽底,这样护坡桩与旋喷桩组成止水帷幕桩体共同作用形成一道隔水帷幕,隔绝外来水体,保持槽内干作业;
3.2 旋喷设备
(一) 旋喷需用设备表
(二)专用小型器具
A、高压胶管(输送喷射浆液)一般采用钢丝缠绕液压胶管,其工作压力不低于喷射泵压,工作压力31MPa、9MPa,内径19mm。
B、压气胶管(输送压缩空气)用3~8层帆布缠裹浸胶制成,工作压力1.0MPa以上,内径φ16~φ32mm。
C、液体流量计为电磁式,量程10~20L/min。
(三) 劳动力组织
为便于管理,劳动力使用时,根据专业工作性质,将其编为几个作业班组,即泥浆制作班组,设备钻孔班组,进行默契配合,流水作业。
3.3 旋喷桩施工
(一) 主要工序流程:
钻机就位→钻孔→插管→喷射作业→拔管→清洗器具→移开钻具→旋喷下一桩孔
(二)旋喷浆液材料
旋喷浆液的主要材料为水泥,对于无特殊要求的工程,宜采用32·5或42·5等级普通硅酸盐水泥。根据需要可加入适量的速凝、悬浮或防冻等外加剂及掺合料。水泥浆液的水灰比应按工程要求确定,可取水灰比为0.8~1.5,常用1.0,本工程取值0.8。
(三)操作要求
A、测量定位,钻机就位。
(a)钻机安置在设计孔位上,竖好钻架(塔架),机座下应平坦坚实,机座必须作水平校正,使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。
(b)高压泵通过高压橡胶软管将高压浆液输送到钻机上的注浆管,进行喷射注浆。因此钻机与高压水泵、高压注浆泵的距离不宜过远,一般在30米左右为宜。
(四)钻孔
钻孔的目的是为将高压注浆管插入预定地层中。钻孔方法很多,通常单管旋喷多使用76型旋转振动钻机,深度可达30M,适用于标准贯入度小于40的砂类土和粘土层,当遇到坚硬地层时,宜用地质钻机钻孔。
(五) 插管
A、将注浆管插入造好的孔内至地层预定的深度。使用76型钻机钻孔时,插管与钻孔两道工序合二为一,钻孔完毕,插管操作即完成。换上高压注浆钻机重新就位,调正机座水平,竖好机架(塔架),使注浆管轴线垂直并对准钻孔中心,将高压注浆管插入孔内预定深度。
B、插管前用水试喷,确保高压水、注浆液、压缩空气的管路畅通。
(六) 喷射作业
A、当高压注浆管插入孔内预定深度后,由下而上进行喷射作业。当浆液初凝时间超过20小时,应及时停止使用该水泥(正常时水灰比1:1初凝时间为15小时左右)。
B、当高压注浆管插入孔内预定位置后,即可送浆喷射。使用双重管,应先送压缩空气后送浆;在孔底形成射流切割1分钟后,泵入水泥浆,进行喷射注浆。
C、各种形式的高压喷射注浆,均自下而上进行。当注浆不能一次提升完成而需要数次卸管时,卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm,以保证固结体的整体性。
D、在不改变喷射参数的条件下,对同一标高的土层作重复喷射时,能使土体破碎性增加,从而加大有效加固直径和提高加固强度。复喷时可先喷水或喷浆,复喷的次数根据工程要求决定。
E、当高压喷射注浆完毕,应迅速拔出注浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶标高,必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。
(七)冲洗
当喷射作业提升到设计标高后,喷射注浆即告结束。施工完毕应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管、高压胶管内的浆液全部排出。
(八) 移动机具
把钻机等机具设备移到新孔位上。
4、施工重量控制
4.1钻机就位后,应进行水平和垂直教正,钻杆应与桩位一致,偏差应在10mm以内,以保证桩垂直度正确。
4.2在旋喷过程中,往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面,如冒浆量小于注浆量20%,可视为正常现象,超过者或出现不冒浆时,应查明原因,采取相应的措施。
4.3在插管旋喷过程中,要防止喷嘴被泥砂堵塞,水、气、浆、压力和流量必须符合设计值,一旦堵塞,要拔管清洗干凈,再重新插管和旋喷,插管时应采取边射水边插,水压力控制在1MPa,高压水喷嘴要用塑料布包裹,以防泥土入管内。
5、结语
在后期土方开挖施工过程中证实,在砂砾土中的防渗止水效果良好,帷幕墙体外形规则,整体连贯,基本上无漏水现象。个别部位由于有大石块的影响,渗水量较大,在进行了局部静压灌浆后,无集中漏点,满足了施工的条件。