三重管高壓擺噴注漿止水帷幕在基坑支護(hù)中的應(yīng)用.doc

三重管高壓擺噴注漿止水帷幕在基坑支護(hù)中的應(yīng)用 摘要：三重管高壓擺噴注漿技術(shù)屬于高壓噴射灌漿技術(shù)中的一種，高壓噴射灌漿技術(shù)按照噴射流的移動(dòng)方式分為旋噴、定噴和擺噴，根據(jù)噴射介質(zhì)和管路多少可分為單管法、二管法、三管法，本文通過具體項(xiàng)目介紹三重管高壓擺噴注漿技術(shù)在基坑支護(hù)工程中作為止水帷幕的應(yīng)用情況，以及該技術(shù)的施工工藝流程及操作要點(diǎn)。為該技術(shù)在類似工程的施工提供借鑒。 關(guān)鍵詞：三重管高壓擺噴注漿；止水帷幕；基坑支護(hù) 三重管高壓擺噴注漿技術(shù)是高壓噴射灌漿法加固技術(shù)中的一種，適用于工業(yè)與民用建筑工程進(jìn)行地基加固的工程，也可以用于既有建筑和新建筑的地基處理，深基坑側(cè)壁擋土或擋水，堤壩的加固與防水帷幕等工程，本項(xiàng)目即為三重管高壓擺噴注漿技術(shù)在基坑支護(hù)中的應(yīng)用。 1 工程概況 復(fù)地濱江項(xiàng)目位于長沙湘春路與湘江中路交叉路口，該項(xiàng)目為五星級(jí)酒店與高檔商住小區(qū)，由超高層，高層建筑和多層建筑組成，結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)。規(guī)劃凈用地面積55432，總建筑面積28.7萬。 基坑四周采用三重管高壓擺噴注漿方法進(jìn)行帷幕隔水，單排，孔間距1000mm，帷幕防滲施工地層為基坑壁四周的粉土、中粗砂、圓礫和卵石強(qiáng)透水層，拐角點(diǎn)處適當(dāng)加密，擺噴分兩序孔進(jìn)行施工，連續(xù)噴射作業(yè)，使其形成防滲板墻的四周封閉系統(tǒng)。 2 工藝原理 高壓噴射法就是利用工程鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)處理的深度后，用高壓泥漿泵，通過安裝在鉆桿（噴桿）桿端置于孔底的特殊噴嘴，向周圍土體高壓噴射固化漿液(一般使用水泥漿液)，同時(shí)鉆桿（噴桿）以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，并強(qiáng)制與固化漿液混合，凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結(jié)體。 固結(jié)體的形狀和噴射流的移動(dòng)方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射(簡稱旋噴)，定向噴射(簡稱定噴)和擺動(dòng)噴射(簡稱擺噴)。旋噴樁主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善地基土的變形性能，使其在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，不至破壞或產(chǎn)生過大的變形。定噴固結(jié)體呈壁狀，擺噴形成厚度較大的扇狀固結(jié)體。定噴和擺噴通常用于地基防滲，改善地基土的水力條件及邊坡穩(wěn)定等工程。高壓噴射法按噴射介質(zhì)及其管路多少可分為單管法、二管法、三管法等， 單管法：單根管路噴射高壓漿液； 二管法：在單管法的基礎(chǔ)上又加以壓縮空氣，并使用雙通道的二重灌漿管；三管法：使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重灌漿管。2.1 加固機(jī)理三管高噴法用壓縮空氣包裹高壓噴射水流沖擊破壞攪動(dòng)土體，同時(shí)用低壓灌漿泵灌入漿液，漿液被高壓水、氣射流卷吸帶入，同時(shí)與被攪動(dòng)土體混合形成固結(jié)體。加固地基，形成樁、板、墻的機(jī)理可用五種作用來說明： (1)高壓噴射流切割破壞土體作用:噴流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊土體，使土體結(jié)構(gòu)破壞出現(xiàn)空洞。 (2)混合攪拌作用:鉆桿在旋轉(zhuǎn)和提升的過程中，在射流后面形成空隙，在噴射壓力作用下，迫使土粒向與噴嘴移動(dòng)相反的方向(即阻力小的方向)移動(dòng)，與漿液攪拌混合后形成固結(jié)體。 (3)置換作用:三重管高噴法又稱置換法，高速水射流切割土體的同時(shí)，由于通入壓縮空氣而把一部分切割下的土粒排出灌漿孔，土粒排出后所空下的體積由灌入的漿液補(bǔ)入。 (4)充填、滲透固結(jié)作用:高壓漿液充填沖開的和原有的土體空隙，析水固結(jié)，還可滲入一定厚度的砂層而形成固結(jié)體。(5)壓密作用:高壓噴射流在切割破碎土體的過程中，在破碎帶邊緣還有剩余壓力，這種壓力對(duì)土層可產(chǎn)生一定的壓密作用，使高噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。2.2 三重管高壓擺噴工藝 三重管高壓擺噴是利用擺噴水泥漿液與土體混和攪拌來處理地基的一種方法。它改善土的物理力學(xué)性能，增強(qiáng)土體強(qiáng)度，養(yǎng)活孔隙比，從而達(dá)到加固防滲的目的。它利用工程鉆機(jī)鉆孔作為導(dǎo)孔，將帶有特殊噴嘴的擺噴射管插入設(shè)計(jì)的地層深度，擺噴管內(nèi)有水、氣、漿三管，先以35-38Mpa壓力將高壓水對(duì)導(dǎo)孔側(cè)向噴射，破壞地層結(jié)構(gòu)，同時(shí)用0.5-0.7Mpa的壓力噴射漿液，使之充填高壓水流造成的空隙，與地層介質(zhì)的顆粒攪拌混合，邊擺邊噴，經(jīng)過凝固后形成固結(jié)體。結(jié)合復(fù)地濱江項(xiàng)目具體情況，擬采用25度的擺噴加固方式，為保證帷幕厚度均勻，搭接良好，三重管提升速度宜控制在68cmmin。(注：水、氣、漿三管壓力、擺噴角度、提升速度等各施工參數(shù)由具體工程的地質(zhì)情況和現(xiàn)場注漿試驗(yàn)確定。) 3 施工工藝流程及操作要點(diǎn) 3.1 工藝流程本工程采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，高噴臺(tái)車噴射注漿形成墻體的施工工藝，其工藝過程如下： 平整場地，挖排泥溝放線定位鉆機(jī)就位鉆孔鉆機(jī)退出高噴臺(tái)車就位下噴管定噴射方向送水、送氣、噴水泥粘土漿液高噴臺(tái)車退出注漿回灌。 3.2 施工準(zhǔn)備 (1)平整場地：將場地進(jìn)行平整，便于鉆機(jī)、臺(tái)車就位。 (2)挖排泥溝：沿場地內(nèi)側(cè)挖排泥溝和排泥池的設(shè)置要便于高噴灌漿防滲墻的施工。(3)建立制漿站：在止水帷幕施工沿線建立6處制漿站。 3.3 放線定位 測量放線，定出孔位和中心線，用小木樁做好標(biāo)記，孔位誤差不大于50mm。經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方允許進(jìn)行下一步工序的施工。 3.4 鉆機(jī)鉆孔 鉆孔采用XY-1型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行。將鉆機(jī)移至所定樁位，使鉆機(jī)鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心。為保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度，鉆機(jī)就位后必須對(duì)鉆機(jī)底盤進(jìn)行調(diào)平，四角的水平誤差應(yīng)控制在1mm以內(nèi)。調(diào)整水平度采用水準(zhǔn)尺進(jìn)行，并用水平尺檢查鉆桿的垂直度，使鉆桿與鉆機(jī)底盤保持垂直。鉆孔施工時(shí)采用110合金鉆頭，單管鉆進(jìn)，鉆進(jìn)中采用泥漿護(hù)壁，鉆孔孔深到設(shè)計(jì)高程下0.4m，如在鉆進(jìn)過程中，出現(xiàn)泥漿嚴(yán)重漏失，孔口不返漿等情況時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整泥漿比重，加大比重，直到孔口返漿為止。鉆進(jìn)時(shí)，必須詳細(xì)記錄孔位、孔深、地層變化等情況，鉆進(jìn)暫?；蚪K孔待噴時(shí)，孔口應(yīng)加蓋保護(hù)。 3.5 高噴臺(tái)車就位 鉆機(jī)移開后，將高噴臺(tái)車就位，在地面上試驗(yàn)噴射方向，調(diào)整噴射的水壓、氣壓，下入噴射管至設(shè)計(jì)深度。在下管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，采取塑料袋包裹噴頭防止噴嘴堵塞。 3.6 攪制水泥漿 水灰比應(yīng)大于0.8：1，另加2的水玻璃作速凝劑，以防在含水量豐富的地層中漿液流失嚴(yán)重。每米控制水泥用量400kg左右，水泥漿應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁繑嚢钑r(shí)間不少于2min，水泥漿通過泥漿泵前應(yīng)過篩，以防水泥顆粒吸入泥漿泵或輸漿管造成堵塞。另外水泥漿不宜停置時(shí)間過長，以防水泥漿離析影響帷幕質(zhì)量，質(zhì)檢員應(yīng)定期檢查水泥漿比重、濃度。 3.7 噴射作業(yè) 當(dāng)噴射管下到設(shè)計(jì)高程后，由下至上進(jìn)行高壓噴射作業(yè)，使用的施工參數(shù)見下表（高壓噴漿技術(shù)參數(shù)）。高噴灌注分序進(jìn)行，一序施工與二序施工的間隔時(shí)間不小于48小時(shí)，灌漿應(yīng)全孔連續(xù)作業(yè)，每次拆卸噴射管后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，其長度不小于0.2m。操作人員及值班人員必須隨時(shí)注意漿液的初凝時(shí)間、注漿量、水、水壓、氣壓、提升速度及冒漿量等參數(shù)，并做好施工記錄，同時(shí)保證孔內(nèi)漿液上下暢通，注意觀察冒漿情況，對(duì)冒漿情況進(jìn)行嚴(yán)格控制，將汽油桶設(shè)置在排泥池邊坡上，使排泥槽內(nèi)的廢漿直接流到油桶內(nèi)，根據(jù)油桶內(nèi)的廢將量的體積與灌漿量的體積進(jìn)行對(duì)比，控制冒漿量在灌漿量的20以內(nèi)，以此判斷地層變化情況，選定合理的技術(shù)參數(shù)，確保板墻的質(zhì)量。噴射作業(yè)完成后，應(yīng)將注漿泵的吸水管移到水箱內(nèi)，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除，防止殘存的水泥漿將管路堵塞。 3.8 施工順序 為保證擺噴防滲帷幕搭接成整體，要間隔施工，即待相鄰兩擺噴體初凝體初凝后再施工中間孔。 3.9 水泥漿回灌注漿完成后，由于漿液的析水作用，一般固結(jié)體均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，故應(yīng)在完成擺噴后，停滯一定時(shí)間，根據(jù)漿液回落情況，利用孔口回漿或混合漿液及時(shí)進(jìn)行回灌，直至不下沉為止。 3.10 質(zhì)量檢測手段 待混合土體達(dá)到一定強(qiáng)度后，采用抽芯或注 水試驗(yàn)或幕墻兩側(cè)鉆孔超聲波透視，監(jiān)測擺噴體的內(nèi)在及外觀質(zhì)量。 4 結(jié)語三重管高壓擺噴注漿止水帷幕具有成本較低，施工速度較快，固結(jié)體強(qiáng)度大，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，采用的水泥漿液不會(huì)造成環(huán)境和地下水污染，且耐久性較好；施工噪音較小，擺噴適用于粒徑不大于60mm的松散地層，大角度擺噴適用于粒徑不大于100mm的松散地層。對(duì)于地下水流速過大，噴射的漿液無法在灌漿管周圍凝