一種新型旋噴樁止水帷幕的施工技術和應用

1、一種新型旋噴樁止水帷幕的施工技術和應用一種新型旋噴樁止水帷幕的施工技術和應用摘摘要：要：在護坡樁+樁間帷幕的深基坑支護和止水體系中，應用新型的高壓旋噴樁施工工藝，可以達到理想的止水效果，并且有效地縮短工期，降低工程造價，增強了施工企業(yè)的競爭力。關鍵詞：關鍵詞：深基坑；旋噴樁；止水帷幕隨著城市化進程的高速發(fā)展，建設用地寸土寸金，建筑物不僅越建越高，同時地下深度也隨之增加，城市地下空間作為一種寶貴的資源被綜合利用于不同目的。因此，在深基坑的施工過程中，建設、設計和施工單位不可避免的需要面臨著基坑支護和地下水處理的困難。北京市政府為加強地下水資源的管理和保護，減少水資源的浪費，防止相關地質災害，頒布

2、了北京市建設工程施工降水管理辦法，并于 2008-3-1 實施，對地下水的抽取做了嚴格的限制，毋庸諱言這給深基坑的施工帶來了更大的困難。1、工程概況本工程位于北京市海淀區(qū)西北旺鎮(zhèn)，總建筑面積 16000m2，地下三層，地上六層，占地面積 2300m2，基礎埋深 13.2m，第一層潛水埋藏深度 8m，位于粉細砂層；第二層潛水埋藏深度 11.2m，位于粉質粘土層?，F(xiàn)場東側距槽邊 13m有一建成約 1 年左右的高層建筑（鎮(zhèn)政府辦公樓），該建筑基礎埋深 8m，在鎮(zhèn)政府辦公樓和基坑之間是一條正在使用中的道路。主要土層情況如下（B9 孔）：層號土層名稱厚度密實度濕度粘聚力（kpa）內摩角（度）摩阻力（kp

3、a）1填土2.1m松散稍濕2砂質粉土2.0m中密密實濕很濕1625503粉質粘土1.9m中密密實很濕2220504粉細砂3.1m中密密實飽和025705粘質粉土5.7m密實飽和2618506細中砂2.0m密實飽和035907粉質粘土4.1m密實很濕2、支護方案選擇支護設計方案如下：2.1 護坡樁設計樁頂標高：-3.5（自然地坪平均絕對值 46.6）；樁徑：800mm，樁間距：1500mm，樁長：13.0m(含冠梁高度，嵌固段 3.3m)，樁主筋：1225，主筋均勻配置；加強筋：142000；箍筋：6.5200；樁身材料：C25 砼；樁間旋噴樁止水帷幕。2.1 錨桿設計參數(shù)設置 1 道錨桿；設置

4、于-7.0m；鉆孔孔徑：150mm，傾角：15，長度：19m(其中自由段長 5.0m，錨固段長 14m)，桿體材料：21570 鋼絞線，布置間距：一樁一錨，軸向設計拉力值：280kN，鎖定荷載：150kN。注漿材料：W/C=0.500.55 的素水泥漿。腰梁采用 2 根 25b 工字鋼。3、止水帷幕施工方法的比較確定支護方案后，面臨著選擇何種工藝進行止水帷幕施工的問題。傳統(tǒng)上有兩種施工方法：a、水泥攪拌樁；b、高壓旋噴（單管、雙管和三重管）如采用水泥攪拌樁需要在樁后做連續(xù)的帷幕，增大工作量，延長工期，增加造價水泥攪拌成樁的樁徑，取決與鉆頭葉片的直徑，如果水泥攪拌樁鉆機在護坡樁間施工時，鉆機葉片

5、不能切削護坡樁樁體混凝土，在水泥攪拌樁與護坡樁之間，不可避免的留有空隙，在開挖后會造成地下水的滲漏。因此在本工程中不宜采用此種工藝。常用的高壓旋噴是在樁錨支護結構擋土墻的兩根護坡樁之間做旋噴樁，把兩根護坡樁用旋噴樁連接在一起，形成止水帷幕堵水。一般情況下高壓選噴樁施工速度慢（不僅鉆進速度慢，提升速度也慢約 820cm/min）；有效樁徑?。▎喂?400mm 左右），造價高（水泥用量 300800kg/m）；在本工程中，一個樁間需要兩次成孔，不僅加大了工作量，同時增加了樁體咬合次數(shù)，容易造成止水帷幕的滲漏。高壓旋噴樁施工時大約有 1/31/2 帶土的水泥漿從孔內排出地面，不僅浪費，同時也帶來了環(huán)

6、境污染。高壓旋噴樁施工工藝較為復雜，常常因為提升速度、旋噴壓力、土層性質、密實度等原因，容易造成樁徑粗細不均，咬合質量較差，滿足不了擋水要求?；谏鲜鲈?，我們決定采用一種新型的防水樁擋墻成型方法，使用改裝的長螺旋鉆機進行高壓旋噴施工，順利完成了本項工程。基坑開挖后未發(fā)現(xiàn)滲漏，目前取得良好的止水效果。4、施工工藝：（1）揭帽 3.5m 后采用“鉆孔壓灌超流態(tài)砼后插鋼筋籠”工藝完成護坡樁施工；（2）清除鉆出土方，使用改裝的600mm 定、旋噴長螺旋鉆機，在兩根護坡樁的中間點外移 50mm 鉆孔，待鉆進到設計深度時，停止鉆進，旋噴 1min 左右后，鉆具停止轉動（如圖 1）；圖 1（3）調整噴嘴方

7、向、射流壓力和提升速度，用 Po42.5 的水泥制備水泥漿，開動高壓水泥漿泵，壓力穩(wěn)定在 20MPa 左右，沖切、滲拌土體，提升速度5080cm/min，形成一定強度的水泥土或純水泥漿樁體，如遇土層條件較差，可以邊旋轉鉆具邊提升，以擴大止水帷幕厚度，定噴和旋噴形成不同形狀的止水帷幕（4）定、旋噴至設計高度后停止，移開鉆具，蓋上鉆口養(yǎng)生，形成防水樁擋墻。5、施工要點：（1）要確保護坡樁的垂直度不超過施工規(guī)范要求。垂直度偏差大會造成樁間距加大，在未開挖前是無法發(fā)現(xiàn)的，如果還用正常的射流壓力，會在止水帷幕上形成地下水的滲透縫隙；（2）在定噴時確保噴嘴方向正對護坡樁；如對方向沒有把握，就采用旋噴；（3

8、）遇到流沙層或飽和土地層，采用復噴工藝即提升 1m 后，下沉 0.8m 再噴射一遍，以確保成樁質量；（4）如果設計有錨桿，可以在旋噴樁中預留套管，以方便下一步錨桿施工；（5）旋噴樁施工應在護坡樁成樁 3 天后進行。過早，可能會破壞護坡樁砼的完整性；太晚，會由于護坡樁局部擴徑的砼強度較高后，阻礙鉆機成孔。6、效果比對為節(jié)省投資本基坑只在東側做了止水帷幕，其它三側采用大口井+回灌的方法，在同地層使用和未使用止水帷幕的效果形成對比。（如照片 1、2）照片 1：樁+樁間旋噴止水帷幕照片 2：同基坑未做止水帷幕部分7、工程應用總結在常用的基坑支護工藝中，土釘墻、復合土釘墻以及樁錨支護體系占了絕大部分，其

9、它工藝如地下連續(xù)墻等方法由于造價、工期、場地等諸多因素，所占比例不大。隨著北京市建設工程施工降水管理辦法的實施，土釘墻支護工藝由于其作用產(chǎn)生機理以及機械化程度低所造成的施工誤差等因素，其對地下水的變化非常敏感，因地下水的原因所造成的邊坡失穩(wěn)屢有所聞，因此在地下水位高于槽底，并且不降水的情況下，采用土釘墻工藝進行邊坡支護，無疑存在著極大的風險，雖然造價較低，可一旦出現(xiàn)問題，不僅在經(jīng)濟上、企業(yè)聲譽上甚至會對生命安全造成威脅，造成嚴重的后果。樁錨支護體系雖然相比土釘墻而言造價較高，但其計算理論完善，對各種不同地層的適應性較好，機械化程度高，隨著“鉆孔壓灌超流態(tài)砼后插鋼筋籠”法施工技術的完善，節(jié)省了注

10、漿護壁的費用，施工速度大大提高，在實際應用中越來越受到大家的重視。在地下水位以下，利用護坡樁自身的擋水功能配合樁間止水帷幕擋水是深基坑支護施工中很好的選擇，這種新型的止水帷幕施工工藝由于其經(jīng)濟、快捷和良好的止水效果等優(yōu)勢，無疑值得廣泛的推廣。在本次工程實踐中，我們體會到該工藝具有以下幾點優(yōu)勢：1 止水效果好。因為成孔直徑大，兩根護坡樁之間絕大部分土體已被鉆機成孔過程中取出，成孔后與護坡樁外皮間僅剩 50100mm 的殘余土，在 20MPa 以上的高壓射流沖擊下，很容易被切削清除，使得成型后的帷幕與護坡砼，不留縫隙的緊密結合，旋噴樁一次成活，減少了咬合次數(shù)，也減小了發(fā)生地下水滲漏的可能性；2 施

11、工速度快。長螺旋鉆機的動力大，產(chǎn)生的扭矩也大，因此成孔速度快；噴嘴與護坡樁間土體薄，切削清除殘余土的過程相對容易，因此提升速度也快；成樁直徑大，同樣的樁間距，傳統(tǒng)的高壓旋噴樁工藝需要兩次施工，使用該工藝一次成活，減少了一半的工作量，本工程如使用傳統(tǒng)的高壓旋噴樁工藝，大約需要 1015 天，新工藝施工僅用了 3 天；3 造價低。施工完畢后經(jīng)測算，使用新工藝的造價，僅為傳統(tǒng)工藝的1/22/3。8、此工藝在其它方面應用的探討8.1 本工程在支護方案的設計時，考慮到臨近建筑物的基礎深度，不得已將錨桿位置設置較低，這樣會造成樁頂位移較大，理論計算位移應達到 3843mm，開挖后實際觀測值為 12mm，位移很小。分析認為很可能是因為旋噴樁對基底土體的加固作用造成的，提高了支護體系的抗傾覆安全系數(shù)，今后在更多得到工程實踐中，逐漸的積累經(jīng)驗，完善分析理論；8.2 可以在護坡樁外較近的距離，利用該工藝施工簡便、快捷，成樁定位準確，樁體強度高的特點，穿過邊坡的滑裂面，打較深的旋噴樁，同時用錨桿將護坡樁和旋噴樁拉結在一起，利用土體對旋噴樁的約束作用，將旋噴樁作為錨定樁，依靠錨定樁產(chǎn)生的