深基坑开挖中高压旋喷桩止水技术应用

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下第6期   作者:李常烨
[导读] 随着我国经济发展逐渐增速,人民群众对于生活质量的要求也出现了显著的提升
        李常烨
        广西建工第一建筑工程集团有限公司  广西 南宁市 530001
        摘要:随着我国经济发展逐渐增速,人民群众对于生活质量的要求也出现了显著的提升。在这种背景下,建筑工程需要采取有效技术,进一步提高整体施工质量,保证人们生命、财产安全。本文通过结合工程实例,对高压旋喷桩技术应用及建设质量管理进行研究,以供参考。
        关键词:建筑工程;深基坑施工;高压旋喷桩;应用
引言
        现代建筑产业经济快速发展,建筑行业已经拓展到新的发展时期,建筑产业必须提高技术标准和技术水平。按照建筑工程施工操作规范的基本要求,重视建筑工程深基坑支护作业规范化建设。深基坑支护质量水平直接关系到建筑工程后续施工的质量水平,深基坑作业施工是保证建筑工程后续施工稳定、安全的基础,是保障建筑工程顺利竣工的前提。
1高压旋喷桩施工技术作用机理
        高压喷射注浆通过射流对土体的破坏作用,使土体由整体状态变为松散状态。随着射流的不断冲击和运动,土体的破坏深度和范围不断扩大。在旋喷注浆中,高压射流是水泥浆,即以水泥为硬化剂,在旋转的同时以一定的速度缓慢提升。一部分被切割下来的细土颗粒被泥浆代替,然后被提升和替换。由于液体以泥浆的形式流到地面,所以称为泥浆泵送。在射流动压、离心力和重力的共同作用下,剩余的土颗粒按截面上的质量有规律地重新排列,与浆液混合,形成新的水泥土网络结构。
2工程概况
        本文所述工程为某综合大楼-基坑支护工程,该工程有两层地下室,负一层地下室面建筑标高为-5.40,负二层地下室面建筑标高为-9.90,基础形式为筏板基础,筏板厚900mm,筏板面标高为-9.950,基坑深度约7.6~10.4米,安全等级二级,本工程的±0.00相当于绝对标高92.700m(1985国家高程基准)。
        根据《XX综合大楼-基坑支护工程》施工图,确定如下基坑支护方案:基坑支护形式按照设计图纸可归纳为四种工况:第一种工况为1-1剖(AB段)采用机械旋挖桩+冠梁+锚杆(索)腰梁+桩间植筋挂网喷射混凝土防护方式;第二种工况为2-2剖(AS段)、3-3剖、4-4剖、5-5剖段采用自然放坡+锚杆+挂钢筋网喷射混凝土防护方式;第三种工况为6-6剖(S~P段)采用机械旋挖桩+高压旋喷桩止水帷幕+冠梁、连梁、挡土墙+挂钢筋网喷射混凝土防护方式;第四种工况为P~M段采用机械旋挖桩+冠梁挡土墙+连梁扶壁墙+挂钢筋网喷射混凝土防护方式。
        本文中,主要针对第三工况中,高压旋喷桩止水帷幕技术展开分析概述。
3高压旋喷止水桩施工技术应用
3.1施工准备
        (1)施工控制及轴线测设
        根据业主提交的测量资料,对座标控制点,水准点进行检查复核,确认准确无误后,用全站仪放出整个施工范围内的基桩轴线控制点,并应设在不受施工影响的地方。填写工程定位记录,请业主复核并签字。控制点允许偏差5mm以内。
        (2)清障及现场平整
        清障:场地表层由塘渣回填而成,用石灰划出处理区范围。然后用挖掘机将厚度约1m的块石挖除,达到清除表层障碍物目的。
        现场平整:清障完毕后,应测量挖出障碍物的处理区标高。若处理区标高低于桩顶标高500mm,则必须回填到此标高;若高于此标高,则不必回填。开挖清障后处理区必须压实,确保地基土的地耐力足够承受施工设备的自重。否则,还必须回填细粒料并压实,以确保施工安全。
3.2钻孔
        根据现场放线移动钻机,使钻杆头对准孔位中心。钻进成孔,孔径为φ125mm,严格按已定桩位进行成孔,平面位置偏差不得大于50mm,采用原土造浆护壁。
3.3高压旋喷注浆
        ①预先准备排浆沟及泥浆池,施工中将废弃的冒浆液导入或排入泥浆池,沉淀凝结后集中处理;
        ②旋喷前检查高压设备和管路系统,其压力和流量必须满足设计要求,注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。
        ③做好每个孔位的记录,记录实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、注浆量等资料;
        ④当注浆管贯入土中,喷嘴达到设计标高时,即可按确定的施工参数喷射注浆。喷射时应先达到预定的喷射压力,量正常后再逐渐提升注浆管,由下而上旋喷注浆。
        ⑤每次旋喷时,均应先喷浆后旋转和提升,以防止浆管扭断。
        ⑥高压喷射注浆过程中出现骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时,应查明产生的原因并及时采取措施。


        ⑦一旦出现中断供浆、供气,立即将喷管下沉至停供点以下0.3m,待复供后再行提升。
        ⑧当提升至设计桩顶下1.0m深度时,放慢提升速度至设计高程。
        ⑨喷射作业结束后,用冒出浆液回灌到孔内,直至不下沉为止。
        (3)废弃浆液处理
        为确保场地整洁和顺利施工,在施工前拟在场地内设置废液处理泥浆池,废弃泥浆在施工中抽排汇入泥浆池中,待泥浆固结后,再外运处理。
        (4)冲洗机具
        当高压喷射注浆完毕,应迅速拔出注浆管彻底清洗浆管和注浆泵,防止被浆液凝固堵塞。
        (5)清洗:每天成桩结束后,输浆管路应清洗干净,灰浆泵应定期拆开清洗,注意保持齿轮减速箱内润滑油的清洁。
        (6)记录:施工全过程应有专人进行记录,深度记录误差不得大于50mm,时间记录误差不得大于5S,施工过程中若有未达到要求的情况,应作好记录。
3.4防水混凝土浇筑
         防水混凝土浇筑时,做好基坑防水工作,防止地下水、地表水流入基坑形成积水,影响混凝土硬化效果,降低防水混凝土强度及抗渗性。施工中,用砂浆块做垫块固顶保护钢筋;严格控制施工偏差,防水混凝土的配合比需经多组测试后确定,合格并经审批后方可使用。混凝土运输过程需防止产生离析、坍落度和含气量损失及漏浆现象。水下混凝土浇筑需要连续进行,超灌高度至少1m,待混凝土强度达到设计要求后桩头超灌部分。混凝土凝固后立即浇水养护,养护时间≥14d。
3.5特殊部位防水处理
         第一道施工缝防水处理使用平直缝加钢板止水带,其余施工缝防水处理用膨胀止水条。连续满焊穿墙管、止水环、主管、套管等,同时做好防腐处理。穿墙管处防水层施工应将套管内表面清理干净,在两管间放入内衬填料,用密封材料进行填缝。柔性穿墙管内侧用法兰压紧,穿墙管外侧防水层应铺设严密,按设计要求施工并增铺附加层,管与管的间距≥300mm。采用Φ50mm遇水膨胀止水圈的穿墙管,应用胶粘剂涂满止水圈固定管,然后涂上缓胀剂。
4.主要质量保证措施
         高压旋喷桩施工应根据设计要求,确保布置的高压旋喷桩的数量、桩直径、间距和长度满足工程实际需要。高压旋喷桩间相互咬合,在共同作用力下形成高压旋喷止水帷幕。
4.1控制注浆质量,保证浆液有效扩散
         施工过程中孔口冒浆量完全不冒浆时,水泥浆能否充分扩散、有效封堵土层空隙并保持注浆土体的稳定性,是止水帷幕成功的前提。在施工过程中,可调节旋喷口的提升速度,以增加喷射时间[13]。同时,可通过向孔口灌入级配砂来控制注浆质量。对于漏浆严重的孔,除采取上述措施外,还应适当调整喷射工艺参数,提高泥浆稠度,增加泥浆供给量。粉细砂地层中泥浆的流动是复杂多变的,它不仅受地质条件的影响,还受注浆材料、注浆参数等因素的影响。因此,喷射浆液配比应通过试验确定,施工中不得随意改变。配制泥浆时,各种材料的用量要准确,泥浆材料直接加入搅拌筒搅拌。
4.2浆液中添加速凝剂,缩短硬化时间。
         喷射施工过程中,若浆液未能完全充填细粉砂孔隙,则会发生止水帷幕渗漏。在这种情况下,可采取提高水灰比、掺入部分细砂、在水泥浆中掺入2%~4%水玻璃等措施。只有当孔口反浆压力满足设计要求时,才能提升喷嘴[13]。水泥-水玻璃双液注浆材料具有良好的抗裂性,能有效填充粉细砂层,保证富水或动水条件下泥浆的胶结和固结,提高早期强度。
         当地下水流速过高时,施工过程中孔口冒浆量超过20%时,可能会出现动态水冲走并稀释水泥浆的现象,影响桩身质量。这种情况下,应首先采用优质浆液旋转喷射一次,堵塞砂层孔隙,起到缓冲作用;然后采用单管旋喷、较大的喷射压力,喷入掺有速凝剂的水泥浆;3~5 d后引孔抽芯,检查成桩情况。
5结束语
        综上所述,高压旋喷桩技术具有广泛应用范围,建筑工程施工中合理使用高压旋喷桩可以提高整体稳定性和承载力。在具体应用中,施工单位和有关人员需要能够根据施工现场的实际情况,选择科学合理的施工方案,按照施工工艺进行施工,以满足施工质量要求。
参考文献
        [1] 李玉阳.高压喷射注浆法对地基的加固处理[D].河北:河北工程大学,2013
        [2] 吴少甫.高压旋喷桩加固地基施工技术在框架桥施工中的应用分析[J].科技创新导报,2014(12)
        [3] 杨占群.钻孔灌注桩后压浆技术在某特大桥主墩施工中的应用[J].公路工程, 2019(04)
        [4] 安宏强.高压旋喷桩在公路软土地基中的应用探讨[J].工程技术,2015(11)
        作者简介:李常烨,男,1993年9月出生,本科学历,助理工程师职称,主要从建筑结构分析、加固、检测,以及房屋建筑工程质量管理,技术创新等方面研究。
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