高壓定向內(nèi)排防滲墻止水設(shè)施在北京亞運(yùn)村的應(yīng)用

高壓定向內(nèi)排防滲墻止水設(shè)施在北京亞運(yùn)村的應(yīng)用

1工程概論與地質(zhì)條件1.1建筑物不均勻附加沉降該項(xiàng)目位于北京亞運(yùn)村?；厣疃葹?2.7m，高層建筑位于基底東側(cè)、南部和西部的邊緣，僅為6.8m。由于基地距離未建筑太近，如果調(diào)整水量井，不可避免地會(huì)減少建筑物的不均勻沉降，嚴(yán)重時(shí)必然會(huì)危及附近建筑物的安全。因此在基坑?xùn)|、南、西三側(cè)結(jié)合護(hù)坡樁設(shè)置高壓定擺噴防滲墻止水,防滲墻頂?shù)讟?biāo)高與支護(hù)樁一致,對(duì)應(yīng)采取“外灌內(nèi)排”措施保證止水帷幕及附近建筑物的安全。1.2地基土層沉積相擬建場(chǎng)區(qū)所處地貌單元為臺(tái)地,場(chǎng)區(qū)表層為人工堆積層,其下為第四紀(jì)沉積層,在基礎(chǔ)影響深度范圍內(nèi)地基土層以粘性土、粉土及砂土交互沉積層為主,自上而下為:人工堆棧層層厚1.40~2.10m,以房渣土、碎石填土為主。2粘土粉層厚2.40~4.50m,飽和,密實(shí),褐黃-灰色,含云母、氧化鐵,有機(jī)質(zhì),局部夾粉質(zhì)粘土薄層。粉砂層厚3.20~4.30m,中密,灰色,含云母、石英。2粉末粘土層厚1.50~2.80m,飽和,可塑,灰色,含云母、氧化鐵、有機(jī)質(zhì)。2粉末粘土層厚0.90~2.50m,飽和,可塑-硬塑,褐黃色,含云母、氧化鐵,局部夾雜粘質(zhì)粉土、重粉質(zhì)粘土透鏡體,下部夾有姜石。粉沙層厚2.40~2.90m,飽和,密實(shí),褐黃色,含云母、石英。地下水分布及水位層厚2.40~4.10m,可塑-硬塑、飽和,褐黃色,含云母、氧化鐵,局部夾重粉質(zhì)粘土團(tuán)塊。場(chǎng)區(qū)地層中分布有三層地下水:第一層地下水為臺(tái)地潛水,埋藏較淺,雨季水位埋深2.35~4.60m,年變化幅度為1.0~2.0m;層間水①雨季水位埋深為6.20~8.20m;層間水②雨季水位埋深為13.40~14.10m;層間水位年變化幅度為1.0m左右。2解決深基坑施工時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)本工程高壓定擺噴防滲墻止水的目的,主要是要解決在基坑開挖和地下建筑物施工時(shí),防止基坑外側(cè)地下水滲入,保證深基坑干燥和地下建筑物施工安全。2.1高壓定擺噴防滲墻深度確定高壓定擺噴防滲墻帷幕止水法是采用工程鉆機(jī)成孔至設(shè)計(jì)處理的深度后,用高壓注漿裝置,通過安裝在鉆桿桿端的特殊噴嘴,定向擺動(dòng)向土體噴設(shè)一定濃度的水泥漿,同時(shí)鉆桿以一定的速度漸漸向上提升,高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)遭到破壞,并使土與水泥漿混合、膠結(jié)、硬化,在地層土中形成一定厚度的墻體,所成墻體與鋼筋砼護(hù)坡樁相交接形成聯(lián)合止水帷幕,其抗?jié)B性能好,能有效阻止地下水滲向基坑內(nèi),達(dá)到止水目的。根據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),本工程高壓定擺噴防滲墻中心線確定在基坑護(hù)坡樁軸線上,高噴孔位設(shè)在兩護(hù)坡樁正中間,孔距同護(hù)坡樁間距為1.4m,兩側(cè)噴嘴定向護(hù)坡樁,擺噴角度為30°。由于護(hù)坡樁嵌固深度4.0m,樁底進(jìn)入相對(duì)不透水層1.50m,樁頂距地面2.0m,確定高壓定擺噴防滲墻深度同護(hù)坡樁樁長(zhǎng)。墻的厚度不小于150mm。為了及時(shí)監(jiān)測(cè)高噴防滲墻外側(cè)水位并配合防滲墻有效整體工作,在防滲墻外側(cè)布置觀測(cè)回灌井,防滲墻內(nèi)側(cè)基坑底部布置降水減壓井,形成“外灌內(nèi)排”的布置,井底標(biāo)高同護(hù)坡樁底標(biāo)高,井間距均為12.0~15.0m。當(dāng)外側(cè)水位降深大于1.0m時(shí),即采取有壓回灌措施。2.2噴射管安裝范圍高噴施工采用三管法,在正式施工前進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn),試驗(yàn)中高噴主要的技術(shù)參數(shù)是:高壓水壓為35~40MPa,流量為75L/min;壓縮空氣的風(fēng)壓為0.6~0.8MPa,風(fēng)量為1~2m3/min;水泥漿液采用強(qiáng)度等級(jí)為P.O32.5水泥配制,水泥漿漿壓為0.4~0.6MPa,漿量75L/min,進(jìn)漿密度1.5~1.6g/cm3,回漿密度不小于1.2g/cm3。要求噴射管噴嘴直徑1.8~2.0mm(雙噴嘴)。施工中噴射管擺角,以及擺噴起線與軸線夾角的允許誤差為±2°。噴射管的提升速度,在粘質(zhì)粉土及粉質(zhì)粘土層中為12~15cm/min,在粉砂層中為5~10cm/min,擺動(dòng)速度為10次/min。3生產(chǎn)力試驗(yàn)3.1施工前控制要點(diǎn)為了獲取適合本工程地質(zhì)條件并滿足設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)施工參數(shù)和高噴工藝,在正式施工前進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn)。具體內(nèi)容為:(1)確定適合本工程的高壓水壓力、漿壓、漿量、漿液密度、風(fēng)壓、風(fēng)量、回漿密度等參數(shù)。(2)了解鉆孔工效及高噴工效。(3)確定每米高噴灌漿材料的用量。(4)開挖檢查成墻厚度、成墻質(zhì)量及墻體材料強(qiáng)度。生產(chǎn)性試驗(yàn)選定在基坑北側(cè)不需進(jìn)行高噴施工的護(hù)坡樁間進(jìn)行,根據(jù)設(shè)計(jì)初定的高噴技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn),從而確定高噴水氣漿等各項(xiàng)參數(shù),了解施工情況。3.2噴射管安裝工藝優(yōu)化生產(chǎn)性試驗(yàn)共進(jìn)行了3個(gè)孔,試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下:(1)3個(gè)高噴孔的鉆孔效率基本相同,分別為8.78m/h、8.45m/h和9.15m/h。(2)按施工技術(shù)要求控制噴射管的提升速度,每根樁成樁時(shí)間約2小時(shí)。(3)水泥用量平均為460.0kg/m。3.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果除施工過程中嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的參數(shù)和工藝進(jìn)行外,還采用開挖方法來檢查高噴防滲墻的質(zhì)量。試驗(yàn)段施工完成7天后,對(duì)高噴孔進(jìn)行開挖檢查,開挖長(zhǎng)度6.0m,深度3.5m。實(shí)地觀察結(jié)果表明,高噴形成的水泥土墻體以高噴孔為中心向兩側(cè)護(hù)坡樁擴(kuò)大成馬鞍狀,高噴孔處墻體最薄厚度為180mm,墻體與護(hù)坡樁接合處最厚達(dá)400mm,且墻體與護(hù)坡樁接合非常緊密,現(xiàn)場(chǎng)取7天的墻體材料進(jìn)行強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明7天的墻體材料強(qiáng)度大于1.4MPa。試驗(yàn)結(jié)果說明,試驗(yàn)段的高噴墻墻體密實(shí),滿足了設(shè)計(jì)墻厚大于150mm的要求。因此,設(shè)計(jì)提出的施工技術(shù)參數(shù)和工藝是可行的,能夠保證工程質(zhì)量,它們可以在以后高噴施工中應(yīng)用。4擺動(dòng)噴射噴漿壓漿本工程共投入3臺(tái)套高噴設(shè)備施工,完成高噴326個(gè)孔,總進(jìn)尺4792.2m。水泥用量平均為449.0kg/m,略少于試驗(yàn)時(shí)水泥用量。在施工過程中,嚴(yán)格按照生產(chǎn)性試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)和工藝進(jìn)行,并按下列要求控制施工質(zhì)量。高噴臺(tái)車就位后,為了檢查高壓系統(tǒng)的完好性,首先在進(jìn)行地面試噴,以保證水壓達(dá)到設(shè)計(jì)要求,氣漿通暢。地面試噴正常后,將三重管噴桿一次下入孔底,即可供漿、供風(fēng)開噴。待水氣漿的壓力和流量參數(shù)均達(dá)到要求,且孔口返出漿液密度不小于1.2g/cm3(誤差不大于0.1g/cm3)時(shí),即按既定的提升速度進(jìn)行擺動(dòng)噴射灌漿。噴漿過程中遇到不同地層時(shí),在孔口冒漿的情況也不一樣。為了保證噴漿質(zhì)量,要根據(jù)情況決定噴桿是否提升,或者提升快慢。一般孔口冒漿量不大于注漿量的20%時(shí),正常地連續(xù)提升和轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行噴漿作業(yè)?？卓诓幻皾{時(shí)停止提升,直到開始冒漿。當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間孔口不冒漿,或冒漿不正常的情況下,在靜噴一定時(shí)間后,以低于正常提升速度提升,待恢復(fù)正常后,按常規(guī)速度提升。當(dāng)孔口冒漿量大于注漿量的20%時(shí),適當(dāng)加快提升速度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。噴漿作業(yè)到孔口后,對(duì)孔內(nèi)漿面下沉部分,應(yīng)及時(shí)用水灰比為0.6的水泥漿或用下一個(gè)高噴孔冒出的漿液進(jìn)行補(bǔ)灌,并要預(yù)防其它鉆孔排出的泥土或雜物進(jìn)入。5高壓定壓廣告防滲透墻效果在基坑開挖過程中,對(duì)高壓定擺噴防滲墻效果進(jìn)行了3個(gè)方面的檢查,效果非常好。(1)墻頂部防滲墻中心線與護(hù)坡樁軸線基本一致,墻體與護(hù)坡樁接合非常好,墻體厚度滿足設(shè)計(jì)要求。(2)wo清除防滲墻基坑內(nèi)側(cè)樁間土,防滲墻表面無孔洞,墻面與護(hù)坡樁接合非常好,防滲墻還完全承擔(dān)了樁間護(hù)土作用。(3)停止水的效果除少量的墻面潮濕外,沒有地下水滲入