2.-论文--高压旋喷桩帷幕止水在深基坑支护工程的应用

申报论文（中 级）题目：高压旋喷桩帷幕止水在深基坑支护工程的应用单 位：*姓 名：*申报专业：土建施工 * 年 * 月 * 日摘 要 深基坑工程能否安全顺利施工，保证基坑边坡稳定、不漏不渗是关键。利用高压旋喷桩既能对基坑的渗漏点、薄弱点及时进行封堵、加固；又能在特殊地段通过对一定范围内土体的加固；也能代替钻孔桩和水泥搅拌桩，解决因场地条件限制问题。在北京地区，水资源匮乏，地下水资源非常宝贵，利用高压旋喷桩形成帷幕止水解决深基坑防渗问题将是非常简单、有效的边坡防护方法。 本文介绍了顺义新城温榆河水资源利用工程生化池工程边坡防渗所采用的三重管高压旋喷施工技术和施工工艺，以及施工中应注意的问题。基本原理是通过使用输送水气浆三种介质的三重注浆管在以高压泵等高压产生装置，以大于25兆帕的高压水喷射流对桩孔周围土体进行切割，并以环绕0.6兆帕左右的圆筒装气流共同喷射冲切土体，使土体形成较大空隙，然后以0.55兆帕的水泥浆液进行填充。喷嘴做摆动旋转的提升运动，最后便在土中凝固形成与设计相符合的固结体，对基坑起到很好的防渗防漏作用。该技术的成功应用既是对高压旋喷桩技术的实践，也是对北京市建设工程施工降水管理办法中对新开工程限制进行施工降水若干规定的践行，工程的经济效益和社会效益的取得双丰收。关键词： 高压旋喷技术、三重管法、深基坑、止水帷幕目 录摘 要II目 录III绪 论1一、前期准备工作21、前言22、工程概况23、方案确定2二、方案施工31、基本原理32、施工流程33、施工工艺3（1）钻机就位3（2）造孔4（3）下喷射管4（）制浆4（）喷射提升4（6）回灌浆54、质量控制要点5（1）参数设置5（2）现场布置及施工顺序5（3）定位6（4）钻进操作6（5）制浆6（6）送浆与钻进配合6（7）止水效果保证及补救措施6（8）开挖检查75、工程质量保证措施76、施工安全措施87、文明施工措施88、工程验收8结 论9参考文献10附 录11绪 论高压旋喷帷幕止水技术在水利施工堤坝工程中有着广泛的应用，但在建筑工程的深基坑支护中使用不太广泛。我现在从事施工的单位为一家水利建筑施工企业，其主业为水利工程施工，但建筑工程也是公司经营的比较重要板块。如何将水利工程中的先进技术应用到建筑工程施工技术中，特别是地质条件不好时，高压旋喷帷幕止水的技术优势就会发挥出来，这是我研究顺义新城温榆河水资源利用工程生化池工程边坡防渗所采用的三重管高压旋喷施工技术和施工工艺的动机和意义的。无论水利工程还是建筑工程，我相信：优良的、先进的施工技术能够带来高效的效率和丰厚的效益。现在，我将心得体会和大家一起分享。一、前期准备工作1、前言 高压喷射技术自20世纪70年代引进我国，后逐步在各行业建筑领域推广，普遍应用于建筑物的地基加固，提高地基承载能力，取得了令人满意的成绩。其技术在水利水电行业中除应用于地基加固外，更广泛地应用于水工建筑物防渗工程中，建成的高喷灌浆防渗墙，达到良好的防渗效果。北京市建设工程施工降水管理办法中规定：自2008年3月1日起，本市所有新开工的工程限制进行施工降水，建设单位或施工单位应当采用连续墙、护坡桩+桩间选喷桩等帷幕隔水防渗方法，隔断地下水进入施工区域。在此背景下，高压旋喷灌浆形成止水帷幕的技术将得到迅速发展和较快提高。2、工程概况顺义新城温榆河水资源利用工程（二期）“生化池”工程地基土质局部为碎红砖回填层，填土层下部为粘土层，设计单位要求换土夯实。为保证“生化池”基础换土开挖时不出现渗水现象，设计单位要求在生化池的东侧，采用高压旋喷桩进行帷幕止水。3、方案确定2009年6月16日上午，我施工单位现场进行探坑开挖，建设单位、监理单位、施工单位一同观察：开挖的土质为杂土回填，地表有2m厚填土层，下边2m9m深位置为碎砖回填，挖到约4米处遇有地下水。设计单位初步方案确定为：防渗墙长60米，采用三重管法高压旋喷桩进行帷幕止水；桩顶高程以现状地面为准，底部深入粘土层2m；桩直径为1200mm，桩距700m；浆液为1：1水泥浆，强度不低于42.5级。设计单位、监理单位、建设单位要求我施工单位，防渗墙做试验桩且检查合格后，再能进行其它旋喷桩的施工。2009年7月8日下午，我施工单位做完编号为1-23#、1-24#、1-25#、1-26#、1-27#、1-28#、1-29#、1-30#号八颗试验桩后，用大挖掘机开挖出已经施工完14天的高压旋喷桩。建设单位、设计单位、监理单位、施工单位现场观察旋喷桩侧面无渗透和透水现象，结果确定为合格。设计单位将防渗墙的高压旋喷桩做法确定为：直径1200 mm，桩间距700mm，桩深10.2m（考虑防渗墙顶高程以现状地面为准，底部深入粘土层2米，超过换土开挖深度2米），间距按700mm布置，共87根，工作量约887.4米。二、方案施工1、基本原理三重管高压旋喷桩成桩的基本原理：使用输送水气浆三种介质的三重注浆管在以高压泵等高压产生装置，以大于25兆帕的高压水喷射流对桩孔周围土体进行切割，并以环绕0.6兆帕左右的圆筒装气流共同喷射冲切土体，使土体形成较大空隙，然后以0.55兆帕的水泥浆液进行填充。喷嘴做摆动旋转的提升运动，最后便在土中凝固形成与设计相符合的固结体。2、施工流程孔位放点(定位) 钻机就位造孔（就位） 钻孔至设计深度（造孔） 台车移位至成孔位置 放入三管至设计深度同时送水、气、浆（下喷射管） 制浆、旋喷提升 成桩、移机拔管 回 灌 浆 下一孔操作3、施工工艺（1）钻机就位根据设计进行放线定位，将钻机移至设计的孔位上（孔位误差不得大于5cm），使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。（2）造孔钻机移至钻孔位置，对中误差小于2cm。机身垫平，用水平尺掌握机身水平，经检验后方可开钻，如发现钻机倾斜，则停机找平后再钻，钻孔直径190mm，钻进至粘土层不少于2000mm（设计要求）。钻至过程中要保证钻孔的垂直度。钻进过程中遇异常情况，必须查明原因及时采取措施处理，对地层变化，颗粒大小，硬度等要详细记录，钻孔结束后由现场技术员进行质量检查，包括孔位、孔号、孔深等项目检查合格验收后，方可移至下一孔。（3）下喷射管将喷射架移至成孔处，先进行地面水、气试喷，检查多项工艺参数符合设计要求后下管。下管前要准确确定喷射方向，为防止水气喷嘴堵塞，可用胶布包扎，浆嘴可边送浆边下管，待下管深度达到设计要求，经现场技术人员认可后方可喷射提升，下管过程中若遇特殊情况，如孔堵塞、塌孔等，应立即停止下管，将喷射管提出地面，重新扫孔处理，完毕后再重新下管。（）制浆按设计比重搅拌浆液，浆液为425号普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1并掺入12%的水玻璃同水泥一起搅拌成浆；灰浆提前制作，并经充分搅拌，搅拌时间少于15分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生赌塞。（）喷射提升当喷射杆下至设计深度，开始送入符合要求的水、气、浆，待注入浆液冒出孔口，按设计要求提升速度，自下而上喷射边提升，直至设计的终喷高度停喷。提升速度参照表如下：序号项 目提升速度（cm/min）1粉 土 层10202砂 土 层10253砾 石 层8154卵（碎石）层、碎砖层510（6）回灌浆喷射结束后，水泥浆不断析水固结，浆面随之下降，及时向孔内补充水泥浆液直至液面不再下降为止。4、质量控制要点（1）参数设置设置的要点由于该工程的上部为回填土、中部为碎砖、下部为粘土层，土质种类、密实度有明显差异，若只采用单一固定的旋喷参数，势必造成直径不均的桩体，严重影响防渗性能。因此，根据本工程地质报告提供的资料，结合试桩开挖检查的情况，选择不同的施工参数，用于处理不同地质情况中的成桩。提升速度的设置在整个桩长范围内设置了三种：一是为了确保桩体下部搭接效果，依照设计意图，应尽量增大下部桩体特别是在回填土层的射水压力和水泥浆用量。要求在下部粘土层的最小压力不小于32MPa，水泥用量约830kg/m。在 桩底部脱档旋喷30秒，即钻杆原位旋转旋转喷浆不上升，以增加此部位的搅拌效果和扩大桩体的直径，形成桩底盘，保证搭接效果。二是采用2档提钻，正常成桩；三是在桩头以下3米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升，增加桩体的密实度，因为桩顶以下3m范围将承受较大的荷载，加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起关键作用。（2）现场布置及施工顺序根据根据现场条件，合理组织安排机械设备与泥浆沟池(3m3m60m)。施工现场设置泥浆池，将施工中返出的废浆及时排放到泥浆池中存放，避免浆液溢出泥浆沟池污染场地。待工程施工完成后集中将污泥与废浆清运出场。旋喷桩刚完成时，砼没有达到强度，为避免相邻桩施工扰动，旋喷桩施工作业顺序按先1，3，5，完毕后；再进行2，4，6，间隔顺序施工。（3）定位钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平之后，再次调整对中，最后再精确调平。垂直度误差不超过1.5%，对中误差小于2cm。（4）钻进操作由于在桩身不同深处采用了不同的泵压、上升和下钻速度，所以操作人员应熟悉操作工艺，严格按深度记录仪上显示的深度采用不同的参数进行控制。（5）制浆为了减小回填土孔隙对三重管旋喷桩成桩质量的影响，配制水泥浆液浓度应尽可能大一些，暂按11配制，由于地层含有碎砖，漏浆现象严重，因此在水泥浆中加入速凝剂、硫酸、中砂、水玻璃，其中水玻璃、硫酸按8：1配制，中砂根据施工情况掺加。（6）送浆与钻进配合司泵与司钻密切配合，并建立合理的联络信号，司钻与司泵均要求熟知施工工序及参数，要求钻进与送水（灰浆）同步，前后协同动作，一气呵成。司泵随时注意泵压的调整和异常情况，送水与送灰浆切换迅速，保持送液的连续，司钻注意钻进时的冒浆情况，一旦发现异常，立即采取有效措施，这是成桩质量控制的关键，应予以特别注意和加强管理。（7）止水效果保证及补救措施喷射过程中，值班技术人员，随时检查运行情况，并根据具体情况，注意防范和采取措施：一、接卸换管速度要快，防止时间过长造成塌孔和堵嘴。二、喷射过程中漏浆，可采取以下措施处理。孔口不返浆时，应立即停止提升；孔口少量返浆时，应降低提升速度。降低喷射压力、流量，进行原位灌浆。在浆液中掺入速凝剂。加大浆液密度或灌注水泥砂浆、水泥黏土浆等。向孔内填入砂、土等堵漏材料。三、喷射因故中断，视具体情况而并采取措施。如机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆。恢复喷射时，喷管要多下.以下，保证凝结体的连续性。（8）开挖检查为掌握施工参数在各个区域内适用情况，在地质探孔代表区区域内均开挖至桩头处进行实测实量，以便对施工进行动态管理，这是保证施工质量的一道重要工序，它可以很直观地反映桩体施工情况，以便随时调整参数，它虽不属施工工艺内容，但应把它做为一道必不可少的工序，一项质量保证措施予以充分重视5、工程质量保证措施1）施工人员要熟悉图纸、技术交底文件，严格按设计图纸及有关操作规范进行施工。2）各项工程、各道工序要严格按规范、规程施工，做到一丝不苟、不偷工减料，不粗制滥造。3）各工作环节设专人检测施工参数，制定班组自检自纠制度，接受甲方及监理人员的随机检查，确保工程质量，杜绝隐患。4）每批水泥进场必须有厂家合格证，并按规定现场抽样送质量检测部门检测，合格后才能投入使用。5）施工过程中及时、齐全、真实、正确积累原始资料，并定时向甲方及监理报送符合验收标准的有关资料。6）隐蔽工程要经甲方及监理人员验收签证后方可进行下一道工序施工。7）采用信息化动态施工方法进行技术管理，进行严密监测，及时反馈信息，以便采取有效措施解决施工中存在的问题。8）施工过程中应作好检测记录；施工结束后，应按有关规定进行质量检验，发现问题应及时补救，直至满足设计要求。6、施工安全措施1）对有关人员进行安全教育培训考核，特殊工种如电工、机械操作工，均持证上岗。2）施工设备定期保养，使其保持良好的工作状态。所有机具设备的操作人员经过严格培训，持证上岗。严格遵守操作规程，严禁违章作业。3）施工现场临时用电按施工现场临时用电安全技术规范执行，严格遵循一机一闸一漏一箱的电动机械装配原则。4）设专人管理供电线路，随时检查维修，严禁乱接电力线及违章作业。7、文明施工措施1）现场必须按文明施工的标准和具体要求组织施工，采取分班组包干，责任到人的办法，使文明施工现场管理工作形成天天有人抓，事事有人管，一抓到底的文明机制。2）材料、机具要堆放整齐，要保持环境卫生，不乱倒垃圾、渣土，不乱扔杂物，不乱排污水。3）施工现场设置泥浆池，将施工中返出的废浆及时排放到泥浆池中存放，避免浆液溢出泥浆沟池污染场地。待工程施工完成后集中将污泥与废浆清运出场。4）现场施工人员必须坚持“五不走”，即设备不擦洗干净不走，余料不堆放整齐不走，工具不清点归位不走，原始记录不记录好不走，场面不打扫干净不走。8、工程验收工程于2009年7月8日正式施工，7月15日下午完成，历时8天，完成87根桩的任务。当天晚上用大挖掘机开挖旋喷桩看效果，次日早晨通知建设单位、监理单位到现场查看质量，桩身良好，形成的连续止水帷幕防渗效果非常理想，单元工程确定为合格。结 论深基坑工程施工能否成功，关键是保证边坡稳定，不漏不渗。利用高压旋喷桩可对基坑的渗漏点、薄弱点及时封堵、加固。同时，高压旋喷桩在特殊地段通过对一定范围内土体的加固，可以代替钻孔桩和水泥搅拌桩，解决因场地条件限制问题。在北京地区，水资源匮乏，下水资源非常宝贵，北京市建设工程施工降水管理办法中规定已经对施工降水给予一定限制。相信利用高压旋喷桩解决防渗止水将是非常简单有效的方法。参考文献 于志成，施文华，深基坑支护设计与施工，北京，中国建筑工业出版社，1982,P32-43。2夏明耀，曾进伦，地下工程设计施工手册，北京，中国建筑工业出版社，1998, P 85-94。3高大钊，深基坑工程，北京，机械工业出版社，2000,P46-53。4水电水利工程高压喷射灌浆技术规范DL/5200-2004，北京，中国电力出版社。附 录无