摘  要：结合本工程特点，主要从“长螺旋旋喷搅拌帷幕止水桩”的优点、设计条件、施工控制、质量检验等方面，对本帷幕止水技术工艺在含水砂卵石地层中有效止水作用进行深入、系统的介绍。作为成功实例之一，力求此项新技术工艺能得到更好的推广、完善， 在含水砂卵石地层中的基坑帷幕止水工作更得心应手，有助于减少浅部地下水排放，保护浅部地下水资源。

 

关键词：长螺旋旋喷搅拌帷幕止水桩概念；含水砂卵石地层；帷幕桩设计参数；帷幕桩施工控制；帷幕桩质量检验；

 

文号：KJS011-2013

原文：

 

1.0 引言

“长螺旋旋喷搅拌帷幕止水桩”优点及原理：针对砂卵石含水地层中的阻水，当采用传统的搅拌桩工艺、旋喷桩工艺时，往往是阻水效果很不理想，主要表现为水泥浆固化后的“砂卵石水泥土”均匀性差、强度低，漏水点太多，甚至出现帷幕墙体残缺现象。因此，针对砂卵石含水地层中的帷幕阻水工作一直处于攻坚状态。近几年，北京建材地质公司首先提出了“长螺旋旋喷搅拌帷幕桩”技术，其最大特点是，利用长螺旋钻机强劲的动力，增大了对砂卵石地层的搅动能力，通过主钻杆输浆，再由钻杆底部改装后的螺旋叶片侧面出浆孔高压喷射水泥浆等浆液至设计标高，经多次上下搅拌、多次喷浆，最终形成的砂卵石水泥土帷幕桩固化体均匀性较好、强度较高，止水效果明显好于常规的单一搅拌桩工艺、旋喷桩工艺止水。此项技术正在推广之中，并在不断完善。

 

2. 工程概况

2.1  位置：本工程场地位于某医院院内，现有门诊楼的北侧。

 


 

2.2 拟建物情况

拟建工程为门诊楼，东西长约80.0m，南北宽约24.0m，门诊楼为地上3层，地下4层，钢框架结构，独立基础。

本工程槽深约为14.82m，局部为16.42m。

2.3  地下水条件：  钻孔中实测到一层地下水，地下水稳定水位埋深为13.0m，地下水类型为层间水。含水层为卵石④层，含水层厚度约5.50m;

2.4  地层条件： 自上而下主要地层依次为：

杂填土①层，以房渣土为主，稍密，湿，厚约4.0～5.0m，最厚达8.0m；

砂质粉土②层，土黄色，湿，密实，厚约3.0～4.0m；

细粉砂③层，土黄色，湿，密实，厚约4.0～5.0m；

卵石④层，杂色，湿-饱和，中密，粒径一般2.0～4.0cm，最大8cm，级配好，中砂充填，含量25～40%。厚约3.0～5.0m；

粉质粘土、粘质粉土⑤层，褐黄色，饱和，中上密，厚约2.5～3.0m；

其下略。参见“图2. 典型地层剖面示意图”                           

 2.5  拟建物周边环境情况：

（1）拟建物北侧为人工湖，拟建物地下室外墙北侧东段距湖岸仅1.0m，西段距湖岸约10.0m，湖底深约4.0m，湖内水深约1.5m。

（2）拟建物东侧为医院内道路。

（3）拟建物南侧及西侧为现有门诊楼，拟建物基础南界距现门诊楼外墙最小水平距离约3.6m，西界距现门诊楼外墙最小水平距离约2.7m。现门诊楼地上3层，地下1层，独立柱基，基础埋深3.6m。

 

   

3.0 基坑支护及止水方案


 

本工程基坑深度约14.82m，局部16.42m，基坑安全等级判定为一级，基坑侧壁重要性系数取1.1，

根据场内地层条件、基坑周边环境及基坑深度，在基坑开挖及使用过程中，既要保证基坑侧壁本身的安全，也要保护比邻的已有门诊楼的安全，同时，必须对地表湖水及地下潜水进行控制，达到基坑干槽作业。  www.tmgc8.com

经方案比选，本次选用“支护排桩 + 桩顶挡土墙 + 旋喷搅拌帷幕止水桩方案”。

本次主要介绍基坑北侧的支护～止水方案。

 

3.1   基坑北壁东段支护方案

   基坑北侧壁采用桩锚支护结构，桩顶设挡土墙，高度2.0m，桩径800mm，桩间距1.60m，嵌固深度5.0m，设2道锚索。详见表 1.


3.2   基坑北壁东段帷幕止水方案

（1）基坑北壁止水层位：需要阻止2层水体进入基坑，即，阻止积水潭湖水侧向渗漏至拟建基坑，同时阻止坑底附近的层间潜水涌入基坑。

基底标高、目标止水层基本信息详见表2                   

 

 

 
 


 

 

 

（2）“长螺旋旋喷搅拌帷幕桩”设计

1）布桩：旋喷搅拌桩布置在护坡桩中心线以外10cm，与护坡桩咬合成墙，形成止水帷幕。

                             


 

2）止水帷幕桩进入下卧相对隔水层深度计算：


    3.3  止水帷幕内残留水处理方案

对于止水帷幕内存在的残留水，采用在基坑内布设疏干井抽排至地面；对于槽壁产生的局部渗水，采用槽壁插管导流，槽底明沟汇集，自集水井抽排至地面。

基坑外侧四周设置水位观测井，观测井同时兼作应急预案中的水位控制措施，必要时，可作为抽水井使用。

疏干井：井径600mm，无砂水泥虑水管Φ400mm，外缠80目尼龙网，管外充填石屑，井深21.0m，间距约10.0m，共布设8眼；

观测井：井径600mm，无砂水泥管Φ400mm，外缠80目尼龙网，管外充填石屑，井深21.0m，间距15.0～20.0m左右，共布设14眼，观测井采用降水管井结构。

 

4.0 “长螺旋旋喷搅拌帷幕止水桩”的施工控制

4.1  施工准备

(1) 平整、压实场地极为重要，这是保证钻杆垂直度的关键；

(2) 放线定桩位；

(3) 水泥用PO42.5，进场复试；

(4) 施工机械及附属设施：液压步履式改装长螺旋钻机、往复式高压注浆泵、配电柜、搅浆筒、振动筛、滤网等；

(5) 检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前须进行工艺试喷，试喷在原桩位位置，试喷桩孔数量不得少于2孔，必要时调整喷射工艺参数；

4.2  工艺流程


(1) 施工顺序

本次施工采用先施工搅喷桩，后施工支护排桩的新型施工顺序理念，即“先软后硬”，进一步验证“先软后硬”的咬合效果优于“先硬后软”的传统施工顺序做法；

搅喷桩采用跳打的方式（隔一打一），防止串浆，后续支护排桩也应采用跳打的方式进行施工。正常情况下搅喷桩施工3天后可施工护坡桩，相邻的搅喷桩施工时间间隔不宜少于48小时；

(2) 桩位校验

施工前对桩位进行校验，保证帷幕桩的位置准确；

(3) 引孔

用ø800mm直径长螺旋钻具钻孔，钻机移至桩位，钻机调平、调直，钻至设计标高，回填钻出的粉土、粘性土至适当高度，防止提钻后孔内坍塌；

引孔完毕后，将长螺旋钻具更换为“喷搅复合钻具”，组装调试旋喷设备，确保设备运转正常，注浆管路畅通；www.tmgc8.com

 (4) 搅浆

按照设计水灰比对水和水泥重量进行计量，在搅浆桶里搅拌均匀后，经振动筛过滤后，放入储浆池中；

储浆池中放置泥浆泵，对水泥浆进行不间断搅拌，防止水泥浆沉淀；

注浆泵泵头用细目纱网罩罩住，防止吸入粗颗粒物而堵塞钻头喷嘴；

(5) 搅拌、旋喷

复合搅拌钻具向下钻进，同时开动注浆泵，泵送高压水泥浆至孔内，边旋喷边搅拌，本次工程采用4喷3搅的喷搅方式；

改装后的长螺旋钻机钻进两个回次，第一个回次下钻和提钻过程中各进行一次搅拌和旋喷，第二个回次下钻过程中进行一次旋喷（不搅拌），提钻过程中进行一次定喷（并搅拌）；

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