淺談利用高壓旋噴注漿法止水帷幕的施工及借鑒意義

劉新潮

陜西建工第二建設(shè)集團(tuán)有限公司

    前言

    止水帷幕就是利用止水材料，將基坑圍起來(lái)，使坑內(nèi)地下水與坑外地下水系統(tǒng)隔離，切斷外界對(duì)坑內(nèi)的水源補(bǔ)給。然后在坑內(nèi)抽排水也就不會(huì)對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境造成破壞，杜絕地下水位下降引發(fā)的各種工程問(wèn)題。在深度上止水帷幕的頂部要高于設(shè)計(jì)期限內(nèi)可能出現(xiàn)的最該地下水位，帷幕底部位于不透水層一定深度處。

    高壓旋噴注漿法分為單管法(只噴射水泥漿)、雙管法（噴射水泥漿和壓縮空氣）、三管法（同時(shí)噴射水泥漿、壓縮空氣和高壓水），是利用注漿機(jī)械將水泥漿以20-40MPa的高壓射流形式注入到地基土內(nèi)，水泥漿與土體發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)形成一種低滲透性的樁體，能夠有效阻止水體的滲透。這種低滲透性的樁體可以將水隔離在基坑以外，從而保證了建筑物基礎(chǔ)下土體及基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

    一、工程概況

    寶雞市經(jīng)二路30號(hào)地下人防工程位于經(jīng)二路與文化路十字西北角，地下二層，總建筑面積14436.84m2。建設(shè)地點(diǎn)地下水位極高，從《巖土工程勘察報(bào)告》中得知，地下水位埋深在自然地坪以下5.3-6.0m，年變幅1.5-2.5m，建成后面臨極大的防水壓力。土層情況：0-1.5m雜填土；1.5-3.3m粉質(zhì)粘土；3.3-4.7m中粗砂；4.7-8.3m卵石；8.3-10.3m礫砂；10.3-22.8m粉質(zhì)粘土。施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，西邊緊鄰金陵小學(xué)，距金陵小學(xué)教學(xué)樓距離僅5米，東邊，南邊、北邊均為交通要道。

    二、設(shè)計(jì)施工

    本工程基坑開(kāi)挖深度11m,設(shè)計(jì)支護(hù)樁鋼筋混凝土鉆孔樁直徑800㎜間距600㎜，樁長(zhǎng)16.3m。經(jīng)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)在兩混凝土支護(hù)樁中間，施工一個(gè)孔徑100㎜孔深9.1m高壓旋噴裝可達(dá)到旋噴樁緊密包裹混凝土支護(hù)樁，旋噴樁與支護(hù)樁形成一個(gè)整體可起到止水及支護(hù)作用。旋噴樁采用水泥漿液，水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，水灰比：0.65采用高壓旋噴單樁法施工，單樁設(shè)計(jì)直徑100㎜。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)9.1m，頂部標(biāo)高-2.5m，底部位于砂礫土層。排樁平面圖如圖一，排樁立面圖如圖二，施工參數(shù)如表一所示。

圖一 ：排樁平面圖

圖二：排樁立面

表一：高壓旋噴樁施工參數(shù)

    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定旋噴影響半徑R，并根據(jù)設(shè)計(jì)噴射長(zhǎng)度H、單位時(shí)間噴漿量q、提升速度v、兩樁之間搭接長(zhǎng)度α、損失系數(shù)β確定灌漿量Q及鉆孔間距L。

    鉆孔間距：L=2R-α

    注漿量Q=（1+β）Hq/v

    經(jīng)計(jì)算本工程鉆孔間距為1.4 m,單樁注漿量為0.9m³。

    三、高壓旋噴樁止水帷幕施工工藝流程

    該工程采用單管高壓旋噴法施工工藝。

    1、施工工藝流程圖

    2、施工方法及要求

   （1）測(cè)放樁位：根據(jù)根據(jù)樁軸線施放樁位，使樁位偏差控制在20㎜以內(nèi)。

   （2）泥漿準(zhǔn)備：水泥質(zhì)量及水泥漿配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，要有合格證及檢驗(yàn)報(bào)告。并通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、變水頭滲透系數(shù)試驗(yàn)確定止水帷幕的強(qiáng)度及抗?jié)B指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。水泥漿攪拌時(shí)間不少于90s。

   （3）導(dǎo)孔施工：設(shè)備安裝應(yīng)平穩(wěn)對(duì)正。為保證鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度，鉆機(jī)就位后應(yīng)作水平校正，使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔，開(kāi)孔前嚴(yán)格檢查樁位并對(duì)樁位進(jìn)行編號(hào)。本工程采用兩臺(tái)鉆機(jī)施工，保證每天施工15個(gè)導(dǎo)孔。引孔孔位誤差小于20㎜，垂直度偏差不大于1%，深度偏差不小于100㎜。

   （4）旋噴成樁施工：注漿機(jī)械到位下管前需在孔口試驗(yàn)檢查，防止噴嘴堵塞。經(jīng)檢查無(wú)堵塞后將注漿管管頭對(duì)準(zhǔn)到導(dǎo)孔孔口，開(kāi)啟注漿泵閥門，待壓力達(dá)到設(shè)計(jì)之后，開(kāi)啟旋轉(zhuǎn)裝置，邊噴射邊旋轉(zhuǎn)提至樁頂高程處。在噴射工程中必須時(shí)刻檢查漿液初凝時(shí)間、注漿流量、壓力、提升速度等參數(shù)符合要求。

   （5）沖洗：?jiǎn)螛妒┕ね戤吅髴?yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)不得殘存水泥漿。

   （6）移動(dòng)機(jī)具：沖洗完畢把鉆機(jī)等機(jī)具設(shè)備移動(dòng)到新孔位上。

    3、施工中的注意事項(xiàng)

   （1）為防止水泥漿中的硬塊堵塞噴嘴，在水泥漿進(jìn)入高壓泵前通過(guò)18目的篩網(wǎng)過(guò)濾。

   （2）當(dāng)局部遇容易塌孔地層時(shí)，使用同孔徑PVC硬管插入護(hù)孔，保證旋噴樁樁徑及樁長(zhǎng)。

   （3）高壓旋噴漿液排放問(wèn)題。設(shè)立200×200×300漿液排泄通道，讓溢出的漿液集中到挖好的2000×2000×25000的泥漿池中進(jìn)行處理，避免造成場(chǎng)地泥濘，影響施工。

   （4）為防止高噴灌漿過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重漏漿，采取向孔內(nèi)填入砂、土等堵漏材料；在漿液中摻入速凝劑；降低噴射壓力、流量，進(jìn)行原位灌漿等措施。

    四、質(zhì)量檢驗(yàn)

    在已完成的施工段進(jìn)行開(kāi)挖檢查，發(fā)現(xiàn)樁體連續(xù)型好，無(wú)漏洞；在旋噴樁中心和搭接部分鉆孔取樣，發(fā)現(xiàn)旋噴樁連續(xù)，經(jīng)28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試，強(qiáng)度值達(dá)到了22.0-2.8Mpa；鉆孔進(jìn)行變水頭滲透性試驗(yàn)，測(cè)得其滲透系數(shù)最大值為1.28×10-7cm/s,驗(yàn)證了墻體抗?jié)B效果好。

    五、結(jié)語(yǔ)

    本工程采用的是單排旋噴樁。由于樁距、樁徑及漿液配比設(shè)計(jì)合理，旋噴壓力控制嚴(yán)格，帷幕連續(xù)性好、強(qiáng)度較高、止水效果顯著。本工程高壓旋噴注漿法施工止水帷幕是成功的，對(duì)今后同類工程施工具有一定的借鑒意義。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)   文徑網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)