高压旋喷止水帷幕工艺在电梯井集水坑地下水截水工程中的应用

2022-09-10 版权声明 我要投稿

1 工程现场情况

1.1 项目简介:

高碑店市某列车新城住宅楼项目基坑开挖面积约10万㎡,基坑开挖范围内共包括16栋高层住宅楼、多幢洋房及地下车库,基坑深度5.3-11.5米,基坑槽底均未见地下水。16栋高层基础采用CFG桩地基处理施工工艺,其他基础均采用天然地基,筏板基础结构。

1.2 电梯井积水坑地下水揭露情况

该项目北侧标段共有17#楼、25#楼和26#楼3幢高层,在开挖电梯井集水坑(设计深度3.35m)时,在2m深度时出现地下水,由于在开挖深度范围内地层均为粉细砂层,侧壁不断随地下水的外泄而坍塌,无法继续开挖。后经5天连续的抽排水,并更换不同的施工部位,发现地下水补给较快,停泵后水位在较短的时间内即恢复,初步认定为较为稳定的地下水位,需进行专项处理,方可进行下步施工。

1.3 勘察资料提供的地质地层条件和地下水情况

根据《勘察报告》,场区地层分布及地下水情况如下:

(1)地层分布及土质特征

素填土 (1) ;黄土状粉土 (2) ;黄土状粉质黏土 (3) ;细砂 (4) :层厚4.50~8.90m;粉土 (5) .电梯井积水坑开挖范围处于细砂 (4) 层。

(2)地下水位

稳定水位埋深12.15~12.37m,地下水类型属第四系潜水,主要含水层为细砂 (4) 层和粉土 (5) 层。

2 地下水处理方案

地下水处理施工工艺的选择,应从工艺的合理性、经济性、可操作性,及对施工工期、工程质量、施工安全、环境治理等各方面进行综合考量。

2.1 浅坑地下水处理方案:明排降水

浅坑降水采用在基坑槽底两个对角设置明排无砂井管,井管外径400mm,井管外围缠绕两层密布网,防止管外细砂渗入堵塞管壁和沉淀埋井,井管埋深0.8米左右,管内设置一台扬程25米排量3-6立方清水泵,槽底见干后进行桩头剔凿和槽底整平和褥垫层碎石铺设。

降水效果:槽底铺设石料后形成滤水层和过水层,抽排后水位即降到槽底以下,为基坑垫层施工和侧壁砖胎膜施工提供了便利条件,抽排水效果达到预期目的。

2.2 地下水止水处理方案(选择):管井降水

本项目17#楼、25#楼和26#楼3幢高层电梯井集水坑实际开挖深度为3.4-3.6米,槽下1.8米开始见水,坑内水位埋深1.6-1.8米。拟进行管井降水设计,在基坑四角各设置一眼管井降水井,井径600mm,井深8米,井距8m, 井内间隔设置排量为3立方和6立方清水泵一台,连续不断排水作业,直至底板混凝土浇筑完成后方可停止抽排水作业。

综合分析:首先,管井降水工艺成熟、降水效果明显、现场操作简单;不利方面是成井排浆污染,排水管、线与基础结构施工有交叉影响,极易造成管线的破坏影响正常降水效果;要设置备用电源;降水周期较长;产生大量水资源浪费(约55000立方)。鉴于以上分析,管井降水工艺拟定为可行的备选方案。

2.3 地下水止水处理方案:高压旋喷止水帷幕桩

(1)高压旋喷止水帷幕施工

本项目采用落底式竖向止水帷幕施工工艺,止水帷幕进入下卧不透水层不小于1.5米,有效桩长5.5m;帷幕桩布置为在集水坑周边沿影响电梯井水位标高线外约0.5m连续布设一排高压旋喷桩,形成止水帷幕;同时帷幕桩可借用地基处理CFG桩桩体连续布设。

(2)高压旋喷止水帷幕施工方案

分类设计:

a本项目25#楼采用单管高压旋喷止水帷幕施工工艺,设计桩径600mm,桩距400mm,浆体材料为普硅42.5水泥,水灰比为1:1,浆管提速18cm/min,转速17r/min,浆液压力28-30MPa,流量>60l/min,施工设备包括高喷台车、高压泵、浆液搅拌机、单管管具等。

b本项目17#楼及26#楼采用双管高压旋喷止水帷幕施工工艺,设计桩径800mm,桩距600mm,浆体材料为普硅42.5水泥,水灰比为1:1,浆管提速18-20cm/min,转速15r/min,浆液压力23-25MPa,流量>60l/min,空压机气压0.5-0.7MPa,排气量3m3/min, 双管管径91mm,喷嘴2.1mm。设备包括高喷台车、空压机、高压泵、浆液搅拌机等。

施工要点:

a旋喷桩孔位桩点测量放线及对位偏差不超过2cm,钻具垂直度严格控制住1.0%以内;

b制备水泥浆采用PO42.5普通硅酸盐水泥,使用前作质量鉴定;浆液搅拌时间不少于2min,配置储浆筒,制备好的浆液至用完不应超过4小时;

c高喷注浆作业

钻孔经验收合格后,检查各种介质管路、仪表及高喷参数正确无误,下管至设计深度后按设计转速摆动喷浆管,并输入水泥浆液、待泵压升至设计值并孔口正常返浆后,即可从下至上进行高喷作业;在高喷过程中必须时刻注意检查注浆流量、压力、旋转提升速度、钻具垂直度、返浆情况等参数是否符合设计要求,如不符合立即调整;在高喷作业过程中拆卸注浆管、停水停电等临时中断施工后搭接长度不小于0.5m。

(3)施工应急措施

孔口冒浆问题处理:孔口冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,若超过20%或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应措施;冒浆过大的主要原因一般是:有效喷射范围与注浆不相适应,注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致,减少冒浆的措施有三种: (1) 提高旋喷压力。 (2) 适当缩小喷嘴孔径。 (3) 加快提升旋喷速度。

(4)渗水堵漏措施

若止水帷幕产生漏点,堵漏方式主要有以下方法:

a渗水较小部位,可先用防水材料聚氨酯等及棉絮进行封堵,再挂钢筋网片喷射10cm厚C20细石混凝土 (加速凝剂) 进行封堵;或可在渗漏处打入注浆花管,采用速凝水玻璃拌合水泥浆或聚氨酯注浆封堵,或者采用掺加速凝剂、防水剂锚喷细石混凝土封堵。

b若存在较大缝隙渗漏,可在槽底堆沙袋压住坡角,沙袋内侧钢管固定,外侧回填细砂找平,分层堆填,确保流水不流砂;还可在外侧用钢板或钢板固定在桩间渗漏处,然后挂钢筋网片喷射10cm厚C20细石混凝土 (加速凝剂) 进行封堵。

3 结语

(1)止水帷幕设计与施工要信息互换,设计要持续指导施工,施工要不断印证设计,有问题时要及时反馈和处理,避免设计室内闭门造车,施工现场盲目施工。

(2)现在的高喷帷幕施工设备程序化操控性比较高,压力提速转速给浆量都可以得到有效控制,但是在成孔成桩垂直度控制方面一直存在短板。地下障碍物、管具刚度及弯度、钻机稳定度及平整度、给压压力、钻具导正、地层条件的差异性、工人的操作技能和责任心等各方面都是影响成桩垂直度的重要因素,施工时必须高度重视和严格把关。

(3)本文通过工程实例,对单管及双管高压旋喷止水帷幕施工工艺技术和施工控制要点进行了阐述和分析,借以总结施工经验,提高施工质量,增加经济效益,为以后高喷止水帷幕设计与施工提供参考。

摘要:根据高层建筑及地下构筑物功能之需要,电梯井集水坑的数量及规模也要与之相匹配,如遇地下水,对地下水截水处理、并如何保工期保质量保效益,愈发显得很重要。运用高压旋喷桩进行地下水截水处理,达到了优化方案、降低造价、缩短工期之目的。

关键词:电梯井基坑,高压旋喷桩,技术管理,施工效应

参考文献

[1] 冶金建筑研究总院(地基处理技术第二册《喷射注浆法与深层搅拌法》(北京:冶金工业出版社)

[2] 朱美花.高压旋喷桩在止水帷幕中的应用太原理工大学

[3] 曾春霞.单管高压旋喷桩止水帷幕施工技术实例简述[J]科技创新与应用.2012 (1) :129

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