專利名稱：雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于基坑止水的雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法，主要應用于含有碎石、 拋石的填土，砂層、粉砂、粉土等地下水豐富的臨海地段基礎加固及止水帷幕施工。
背景技術：
隨著地下空間的開發(fā)，基坑逐步向著深大基坑發(fā)展，20 30m的深大基坑屢見不鮮，在地下水豐富的地區(qū)如上海、天津，基坑深度范圍受地下水影響大，基坑止水帷幕必須有效隔斷第一、二層承壓水聯(lián)系。根據(jù)地質(zhì)勘察報告止水帷幕需要的深度達到-30 _60m，普通的注漿法以其可注性和加固土體均勻性差而不太合適。旋噴樁施工按注漿管類型分成單管，二重管、三重管等多種工法。單管法單純噴射水泥漿液；二重管法在水泥漿液射流外面包裹一層高壓空氣同時噴射，來破壞土層結構，同時完成置換、填充。傳統(tǒng)的三重高壓旋噴樁在20m以下很難成樁；普通攪拌樁由于受到加固深度的限制，且難以攪動承載力基本值達180 200KPa的土層。深層攪拌樁和長螺旋灌注樁在碎石和拋石層中不能成孔?；由疃冗__60m的止水帷幕施工，用常規(guī)施工方法無法達到施工要求的地基加固。目前基坑止水帷幕的做法主要有兩種一種將豎向止水帷幕穿過透水層下至不透水層；另一種在坑底處設置水平止水層與地連墻組成一個立體隔水系統(tǒng)。經(jīng)測算，采用水平止水層工程造價大于豎向帷幕。如何更加經(jīng)濟合理地攻克超深止水帷幕施工技術難關，為此，在工程中越來越需要一種新的方法，解決止水施工問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法，有利于解決超深地基處理中止水加固，提高樁體的強度和抗?jié)B性，降低施工造價。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法，該方法適于深度達到-30 -60m的土層深基坑止水帷幕或者地基加固，該方法包括有以下步驟(1)止水帷幕施工首先利用地質(zhì)鉆機隔一引一跳躍式引孔并施工高壓旋噴樁，然后再在所述引孔施工旋噴樁間部分引孔施工，形成第一排相互咬合旋噴樁連續(xù)體，以同樣方法施工多排，排與排之間樁位以梅花外形布置并搭接，排數(shù)的多少以土層地質(zhì)的土質(zhì)種類、密實度和旋噴樁的深度確定；旋噴施工時把帶有噴嘴的注漿管下至所述土層預定深度，以高壓泵產(chǎn)生20 40Mpa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成的噴射流沖切破壞所述土層，當噴射流的動壓大于土層結構強度時，土顆粒便從所述土層中剝落下來，一部分細顆粒隨噴射的漿液或水冒出地面，其余土顆粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力的作用下，與漿液攪拌混合， 形成一個圓柱形的固結體，即旋噴樁，旋噴樁相互咬合凝結在一起，旋噴樁的強度和抗?jié)B性滿足設計要求，構成能夠防滲的止水帷幕；(2)設計參數(shù)選擇高壓旋噴樁設計參數(shù)包括有樁徑和樁的垂直度，旋噴樁的相互咬合的咬合量要考慮鉆機引孔成孔的偏斜率1. 5%，相鄰兩旋噴樁孔位中心連線方向上的咬合搭接量應不得小于實際成孔偏斜率的1. 5%與旋噴樁設計樁長之積；(3)雙高壓旋噴樁旋噴樁施工按注漿管類型分成單管，二重管、三重管多種工法，在三重管高壓旋噴樁的基礎上的雙高壓旋噴樁是用高壓泵將漿壓增大至20 30MPa的壓力，再次噴射沖切所述土體擴充直徑和填充，以保證成旋噴樁直徑不小于800mm ；雙高壓旋噴樁是在以高壓泵產(chǎn)生20 30MPa高壓水噴射流的周圍環(huán)繞一股0. 5 0. 7MPa的圓筒狀氣流，進行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切所述土體，形成空隙，再另由泥漿泵注入壓力為0. 5 3MPa的漿液壓入填充，雙高壓旋噴樁是用高壓泵將漿壓增大至20 30MPa的壓力，再次噴射沖切所述土體擴充直徑和填充，以保證成旋噴樁直徑不小于800mm ；噴嘴做旋轉(zhuǎn)和提升運動，最后便在土體中凝固為固結體，達到旋噴樁的相互咬合的目的；(4)施工參數(shù)選擇雙高壓旋噴施工參數(shù)的確定，首先要根據(jù)以往施工經(jīng)驗對各參數(shù)進行初步設計， 高壓旋噴樁施工參數(shù)包括有旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、漿壓、水壓、漿液流量，以保證固結體尺寸，保證達到樁徑不小于初始設計的樁徑；然后對這些設計參數(shù)進行現(xiàn)場噴射試驗，通過開挖和取芯檢查成樁效果，修正設計選取的參數(shù)值，得出符合工程實際的施工工藝參數(shù)。本發(fā)明的效果是雙高壓旋噴工法是在傳統(tǒng)三重管旋噴法的基礎上增大漿壓，再次噴射沖切土體形成更大的直徑和填充。解決了 -30 -60m超深地基處理中傳統(tǒng)工藝不能成樁的技術難題，通過樁間相互咬合形成豎向止水帷幕，在深基坑防滲和止水及地基加固中得以成功應用。提高了超深地基處理中止水加固性能，提高了樁體的強度和抗?jié)B性，降低了施工造價。


圖1為本發(fā)明雙高壓旋噴樁的布置施工示意圖。
具體實施例方式結合附圖及實施例對本發(fā)明的雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法加以說明。本發(fā)明的雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法，該方法適于深度達到-30 -60m的土層深基坑止水帷幕或者地基加固，該方法包括有以下步驟(1)止水帷幕施工首先利用地質(zhì)鉆機隔一引一跳躍式引孔并施工高壓旋噴樁，然后再在所述引孔施工旋噴樁間部分引孔施工，形成第一排相互咬合旋噴樁連續(xù)體，以同樣方法施工多排，可為二排、三排或多排，排數(shù)的多少以土層地質(zhì)的土質(zhì)種類、密實度和旋噴樁的深度確定，排與排之間樁位以梅花外形布置并搭接；旋噴施工時把帶有噴嘴的注漿管下至所述土層預定深度，以高壓泵產(chǎn)生20 40Mpa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成的噴射流沖切破壞所述土層，當噴射流的動壓大于土層結構強度時，土顆粒便從所述土層中剝落下來，一部分細顆粒隨噴射的漿液或水冒出地面，其余土顆粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力的作用下，與漿液攪拌混合，形成一個圓柱形的固結體，即旋噴樁，旋噴樁相互咬合凝結在一起， 旋噴樁的強度和抗?jié)B性滿足設計要求，構成能夠防滲的止水帷幕；(2)設計參數(shù)選擇高壓旋噴樁設計參數(shù)包括有樁徑和樁的垂直度，旋噴樁的相互咬合的咬合量要考慮鉆機引孔成孔的偏斜率1. 5%，相鄰兩旋噴樁孔位中心連線方向上的咬合搭接量應不得小于實際成孔偏斜率的1. 5%與旋噴樁設計樁長之積；(3)雙高壓旋噴樁旋噴樁施工按注漿管類型分成單管，二重管、三重管多種工法，在三重管高壓旋噴樁的基礎上的雙高壓旋噴樁是用高壓泵將漿壓增大至20 30MPa的壓力，再次噴射沖切所述土體擴充直徑和填充，以保證成旋噴樁直徑不小于800mm ；雙高壓旋噴樁是在以高壓泵產(chǎn)生20 30MPa高壓水噴射流的周圍環(huán)繞一股0. 5 0. 7MPa的圓筒狀氣流，進行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切所述土體，形成空隙，再另由泥漿泵注入壓力為0. 5 3MPa的漿液壓入填充，雙高壓旋噴樁是用高壓泵將漿壓增大至20 30MPa的壓力，再次噴射沖切所述土體擴充直徑和填充，以保證成旋噴樁直徑不小于800mm ；噴嘴做旋轉(zhuǎn)和提升運動，最后便在土體中凝固為固結體，達到旋噴樁的相互咬合的目的；(4)施工參數(shù)選擇雙高壓旋噴施工參數(shù)的確定，首先要根據(jù)以往施工經(jīng)驗對各參數(shù)進行初步設計， 高壓旋噴樁施工參數(shù)包括有旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、漿壓、水壓、漿液流量，以保證固結體尺寸，保證達到樁徑不小于初始設計的樁徑；然后對這些設計參數(shù)進行現(xiàn)場噴射試驗，通過開挖和取芯檢查成樁效果，修正設計選取的參數(shù)值，得出符合工程實際的施工工藝參數(shù)。以天津地鐵3號線北站站工程為例說明，天津地鐵3號線北站站工程基坑豎向止水帷幕設計為Φ800@500旋噴樁三排，樁間相互咬合30cm，形成厚度為1. 8m的垂直防滲墻，樁長45m，墻體抗壓強度不小于1. 5MPa，滲透系數(shù)不大于10e_6Cm/s，止水帷幕處理深度達-30 -45m。如圖1所示，首先利用地質(zhì)鉆機隔一引一跳躍式引孔并施工高壓旋噴樁，然后再引孔施工樁間部分，形成第一排相互咬合旋噴樁連續(xù)體，以同樣方法施工第二排和第三排。 以高壓泵產(chǎn)生20 40Mpa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成的噴射流沖切破壞所述土層，當噴射流的動壓大于土層結構強度時，土顆粒便從所述土層中剝落下來，一部分細顆粒隨噴射的漿液或水冒出地面，其余土顆粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力的作用下， 與漿液攪拌混合，形成一個圓柱形的固結體，即旋噴樁，旋噴樁相互咬合凝結在一起，旋噴樁的強度和抗?jié)B性滿足設計要求，構成能夠防滲的止水帷幕。(1)垂直度控制1)根據(jù)放樣的樁位進行地質(zhì)鉆機就位，對中的誤差小于士50mm。利用水平尺檢查鉆機的水平度，利用垂球檢查鉆桿垂直度，垂直度允許偏差士 1. 0%。2)地質(zhì)鉆機下鉆前增加ail長巖心管，剛度大，引導作用強，以保證鉆進時的垂直度控制。(2)施工參數(shù)確定高壓旋噴樁施工參數(shù)主要是旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、漿壓、水壓、漿液流量，為了加大固結體尺寸，或為了對深層硬土避免固結體尺寸減小，可以采用提高噴射壓力、漿液流量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施，通過實驗調(diào)整后的施工參數(shù)要嚴格控制，保證達到樁徑不能小于設計樁徑和強度抗?jié)B性要求。具體參數(shù)見下表
權利要求
1. 一種雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法，該方法適于深度達到-30 -60m的土層深基坑止水帷幕或者地基加固，該方法包括有以下步驟(1)止水帷幕施工首先利用地質(zhì)鉆機隔一引一跳躍式引孔并施工高壓旋噴樁，然后再在所述引孔施工旋噴樁間部分引孔施工，形成第一排相互咬合旋噴樁連續(xù)體，以同樣方法施工多排，排與排之間樁位以梅花外形布置并搭接，排數(shù)的多少以土層地質(zhì)的土質(zhì)種類、密實度和旋噴樁的深度確定；旋噴施工時把帶有噴嘴的注漿管下至所述土層預定深度，以高壓泵產(chǎn)生20 40Mpa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成的噴射流沖切破壞所述土層，當噴射流的動壓大于土層結構強度時，土顆粒便從所述土層中剝落下來，一部分細顆粒隨噴射的漿液或水冒出地面，其余土顆粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力的作用下，與漿液攪拌混合， 形成一個圓柱形的固結體，即旋噴樁，旋噴樁相互咬合凝結在一起，旋噴樁的強度和抗?jié)B性滿足設計要求，構成能夠防滲的止水帷幕；(2)設計參數(shù)選擇高壓旋噴樁設計參數(shù)包括有樁徑和樁的垂直度，旋噴樁的相互咬合的咬合量要考慮鉆機引孔成孔的偏斜率1. 5%，相鄰兩旋噴樁孔位中心連線方向上的咬合搭接量應不得小于實際成孔偏斜率的1. 5%與旋噴樁設計樁長之積；(3)雙高壓旋噴樁旋噴樁施工按注漿管類型分成單管，二重管、三重管多種工法，在三重管高壓旋噴樁的基礎上的雙高壓旋噴樁是用高壓泵將漿壓增大至20 30MPa的壓力，再次噴射沖切所述土體擴充直徑和填充，以保證成旋噴樁直徑不小于800mm ；雙高壓旋噴樁是在以高壓泵產(chǎn)生 20 30MPa高壓水噴射流的周圍環(huán)繞一股0. 5 0. 7MPa的圓筒狀氣流，進行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切所述土體，形成空隙，再另由泥漿泵注入壓力為0. 5 3MPa的漿液壓入填充，雙高壓旋噴樁是用高壓泵將漿壓增大至20 30MPa的壓力，再次噴射沖切所述土體擴充直徑和填充，以保證成旋噴樁直徑不小于800mm ；噴嘴做旋轉(zhuǎn)和提升運動，最后便在土體中凝固為固結體，達到旋噴樁的相互咬合的目的；(4)施工參數(shù)選擇雙高壓旋噴施工參數(shù)的確定，首先要根據(jù)以往施工經(jīng)驗對各參數(shù)進行初步設計，高壓旋噴樁施工參數(shù)包括有旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、漿壓、水壓、漿液流量，以保證固結體尺寸，保證達到樁徑不小于初始設計的樁徑；然后對這些設計參數(shù)進行現(xiàn)場噴射試驗，通過開挖和取芯檢查成樁效果，修正設計選取的參數(shù)值，得出符合工程實際的施工工藝參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙高壓旋噴樁止水帷幕施工方法，該方法適于深度達到30～60m的土層深基坑止水帷幕或者地基加固，該方法包括有以下步驟止水帷幕施工；設計參數(shù)選擇；雙高壓旋噴樁及施工參數(shù)選擇。本發(fā)明的效果是雙高壓旋噴工法是在傳統(tǒng)三重管旋噴法的基礎上增大漿壓，再次噴射沖切土體形成更大的直徑和填充。解決了40～60m超深地基處理中傳統(tǒng)工藝不能成樁的技術難題，通過樁間相互咬合形成豎向止水帷幕，在深基坑防滲和止水及地基加固中得以成功應用。提高了超深地基處理中止水加固性能，提高了樁體的強度和抗?jié)B性，降低了施工造價。
文檔編號E02D5/18GK102286985SQ20111019151
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權日2011年7月11日
發(fā)明者劉國強, 張士友, 樊聽龍, 王廣建, 王建平 申請人:中交一航局第四工程有限公司