基坑(沉井及磚砌井)隔水帷幕的構(gòu)筑方法

基坑（沉井及磚砌井）隔水帷幕的構(gòu)筑方法基坑失穩(wěn)的條件中，除地下水會(huì)起到極其重要的影響外，土層的顆粒級(jí)配、孔隙率、抗剪強(qiáng)度、承載力等物理力學(xué)指標(biāo)也起著極其重要的作用，改變土體性質(zhì)及改善土體物理、力學(xué)的性能，也是從根本上改變基坑土體抗失穩(wěn)能力的方法。本標(biāo)段施工中攪拌樁隔水帷幕主要運(yùn)用于本標(biāo)段的以下兩方面：（1）頂管豎井施工使用隔水帷幕的方法1）頂管豎井帶隔水帷幕沉（鋼筋混凝土）井法：在地面上構(gòu)筑鋼筋混凝土井壁，地面下攪拌樁構(gòu)筑隔水帷幕，開挖井內(nèi)土體時(shí)，利用鋼筋混凝土井壁承受土體側(cè)向力，再利用井壁的重量自然下沉，相互咬合的粉噴樁隔水帷幕止水但不承受土體側(cè)向力。2）頂管豎井帶隔水帷幕砌筑法：在地面下先構(gòu)筑隔水帷幕，帷幕的設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到后，由上至下逐漸開挖土體，同時(shí)構(gòu)筑抵御四周土體側(cè)向力的井壁磚砌體，使隔水帷幕不承受土體側(cè)向力。攪拌樁的設(shè)計(jì)（1）攪拌樁的原理及適用范圍1）攪拌樁的加固原理攪拌樁是用于加固飽和軟粘土地基的一種新方法，它利用水泥、石灰等材料作為土體固化劑的主劑，通過深層攪拌機(jī)械，在土層深處就地將軟土和固化劑（漿液或灰粉）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基基礎(chǔ)。2）適用范圍適用土質(zhì)：攪拌工法最適宜加固各種成因的飽和軟粘土，如水力清淤吹填的軟土、沼澤地帶的泥碳土、湖相和海相沉積的粉土和淤泥質(zhì)土等，國內(nèi)一般用于加固的土質(zhì)有淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘土和亞粘土等，加固深度最大為12m。水泥加固土的室內(nèi)試驗(yàn)表明，含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好。含有伊里石、氯化物和水鋁英石等礦物的粘性土及有機(jī)物含量高、酸堿度（PH值）較低的軟粘土，加固效果稍差。適用工程對(duì)象對(duì)于頂管施工，我們看重?cái)嚢铇犊蓪?duì)樁或連續(xù)墻側(cè)背后的土體加固，以提高樁或墻體的側(cè)向承載力及隔水帷幕作用，也看重?cái)嚢铇都庸淘靸r(jià)較低能夠大量使用，以防止開挖基坑過程中，邊坡防坍及基坑底隆起的作用。攪拌樁有二種攪拌構(gòu)筑的方法，一是噴射水泥漿液為主、另一種是噴射石灰粉為主。噴射水泥漿液的方法多用于構(gòu)筑隔水帷幕及承重式擋土墻，我們本節(jié)主要制訂噴射水泥漿液的施工方法。3）攪拌樁的設(shè)計(jì)按本標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì)：本工程攪拌樁構(gòu)筑為柱樁、圓形，大于頂管豎井外徑約1.5-2m，樁徑0.6m、咬合布置、咬合直徑約0.15m，深度由于每座豎井的標(biāo)高不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大于本處豎井最大深度4.0m。在基坑開挖隔水帷幕構(gòu)筑的場合，由于攪拌樁樁體的擴(kuò)散直徑，被嚴(yán)格控制在攪拌葉片旋轉(zhuǎn)直徑的范圍內(nèi)，對(duì)周圍土體無擠壓等力的作用，故可以在既有構(gòu)筑物或排樁邊貼近施工。本隔水帷幕布置1排，樁間的搭接長度為0.15m左右。樁的長度應(yīng)視地下水水層的厚度確定，一般情況下還應(yīng)穿透被隔離的含水土層。攪拌樁的施工攪拌樁的質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)土體加固安全和經(jīng)濟(jì)的保障，合理的加固設(shè)計(jì)，如果沒有好的施工隊(duì)伍實(shí)施，難以保證施工質(zhì)量往往也會(huì)失敗。由于深層攪拌施工在地下實(shí)施，又是新興的技術(shù)，目前國內(nèi)尚無明確、可靠的對(duì)土體加固質(zhì)量的檢驗(yàn)方法，因此對(duì)施工質(zhì)量的控制就顯得尤為重要。（1）攪拌樁的機(jī)械設(shè)備1）攪拌設(shè)備深層攪拌機(jī)是進(jìn)行攪拌樁施工的關(guān)鍵設(shè)備。目前國內(nèi)有中心管噴漿方式和葉片噴漿方式兩種機(jī)械設(shè)備，施工工法大同小異。葉片式噴漿是在攪拌的葉片上裝有一至數(shù)個(gè)噴漿孔，在攪拌噴漿時(shí)使?jié){液與被攪拌的土體混合均勻，這對(duì)于大直徑葉片和連續(xù)攪拌是合適的，但因其噴漿的孔徑小易堵塞，且設(shè)備加工制造技術(shù)復(fù)雜，只能噴注純水泥漿液（頂管施工對(duì)攪拌樁直徑要求不高，故此處不予介紹）。中心管噴漿方式的漿液輸送，是從兩根攪拌軸之間的另一根管子輸出，由于漿液不能直達(dá)被攪拌的土體，攪拌效果相對(duì)葉片式噴漿稍差，但對(duì)葉片直徑1m以下的攪拌樁，攪拌均勻性的影響不大，而且該方式適合多種固化劑，甚至可用于水泥砂漿。SJB型深層攪拌機(jī)是由冶金部建筑研究總院研制的雙攪拌軸中心管輸漿方式的攪拌專用機(jī)械，如左圖31示。它包括：動(dòng)力部分：2*30kw電動(dòng)機(jī)及各自連接一臺(tái)行星齒輪二級(jí)減速機(jī)。攪拌部分：含攪拌軸（每節(jié)長2.45m，直徑/127mm）和攪拌頭（帶硬質(zhì)合金齒的兩片葉片，直徑0.7-0.8m）。輸漿部分：含中心管（/140mm，每節(jié)長2.45m）和穿在中心管內(nèi)部的輸漿管（/68mm）以及單項(xiàng)球閥（球徑/120mm）組成。中心管通過橫向系板與攪拌軸連成整體。2）配套設(shè)備履帶式起重機(jī)：10t,起重壁長15-25m，提升速度0.2-1.0m/min;灰漿攪拌機(jī)：兩臺(tái)，2L。輪流供料?；覞{泵：采用HB6-3型，出由壓力膠管與深層攪拌機(jī)的輸漿管連接。該機(jī)的輸漿量8m3/h、工作壓力1.5MPa、垂直輸送距離40m、水平輸送距離150m、排漿徑50mm、最佳輸送灰漿稠度8-12cm。電氣控制柜、集料斗等，應(yīng)滿足與攪拌設(shè)備的配套使用要求。（2）施工工藝攪拌樁施工工藝流程見圖32示。1）定位：履帶式起重機(jī)懸吊深層攪拌機(jī)達(dá)到指定樁位，對(duì)中。2）預(yù)攪下沉：啟動(dòng)攪拌電機(jī)，放松鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉速度可參考電動(dòng)機(jī)電流表控制，下沉?xí)r調(diào)節(jié)下沉速度，不應(yīng)使攪拌電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，如果地質(zhì)稍硬，可以從輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利于鉆進(jìn)。圖3-1-2抵度攪拌該撤工工藝流程3）制備水泥漿：待下沉攪拌（鉆進(jìn)）至一定深度時(shí)，可開始按設(shè)計(jì)的配比拌制水泥漿，壓漿前將漿液送至料斗中。4）提升噴漿攪拌：攪拌機(jī)攪拌切削至預(yù)定的地層深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入攪拌好的地基鉆孔中，并且邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn)、邊提升，提升時(shí)必須按預(yù)定的提升速度進(jìn)行。5）重復(fù)上、下攪拌：深層攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)加固深度的頂標(biāo)高時(shí)，送料斗中的漿料應(yīng)剛好使用完畢。為使軟土與水泥漿攪拌的更為均勻，可使攪拌機(jī)再次旋轉(zhuǎn)、下沉至土中，到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高底部后，再旋轉(zhuǎn)提升至設(shè)計(jì)深度的頂標(biāo)高，緩緩地提升出地面。6）清洗：向集料斗中導(dǎo)入清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的灰漿，并將攪拌頭上的灰漿、軟土清理干凈。7）移位：將起重機(jī)以往下一樁位。重復(fù)（1）-（7）施工步驟，打入下一根攪拌樁。8）如果考慮攪拌樁上部受力較大，可在樁頂以下的1-1.5m高度范圍內(nèi)，重復(fù)攪拌至樁頂標(biāo)高前，再增加一次噴漿過程。（3）質(zhì)量控制1）預(yù)攪拌：軟土應(yīng)完全預(yù)攪切碎，以利于同水泥漿均勻攪拌。2）水泥漿不得離析，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配比制備水泥漿，制備前應(yīng)先將水泥中的結(jié)塊篩除。為防治水泥漿離析，可使水泥漿在攪拌機(jī)中不斷攪動(dòng)，待噴漿前再倒入料斗。3）確保攪拌樁的強(qiáng)度和均勻性措施噴漿時(shí)應(yīng)保證連續(xù)，輸漿系統(tǒng)不能發(fā)生堵塞。嚴(yán)格按預(yù)先設(shè)計(jì)的配料比例、提升速度制備和噴射水泥漿，提升速度誤差不大于0.1m/mi