三重管高壓擺噴成牆施工技術應用

2004/10/13南方岩土驛站

梁成華(山東岩土工程勘察總公司,山東濟南251000)

摘要:結合濟南市公安局綜合辦公樓地下止水帷幕牆工程例項,介紹了利用三重管高壓定向擺噴技術施工地下防滲牆施工工藝的適用條件、主要機具、施工技術及應用效果。

關鍵詞:擺噴杆;高壓定向擺噴;止水帷幕;施工技術;應用1概述

三重管高壓擺噴成牆施工技術是通過三重管使高壓水和空氣同時橫向噴射,沖蝕切割土體,借空氣和水的上公升力將破碎的土漿托舉排出;另外,第三個噴孔將水泥漿以較低壓力同軸噴射,注入到被切割出來的空隙中並固結成牆,達到加固土體、阻斷地下水流的目的。適用於軟土地基處理,江、河、湖泊的圍堰改造,建(構)築物的基坑封水開挖,具有簡單、經濟、可靠、效果顯著等優點。

濟南市公安局綜合辦公樓占地面積40×30ｍ2,設計地下室2層,埋深約6．7ｍ,位於經三緯五路市公安局後院內。施工區地質情況:人工填土,厚度0．11～2．80ｍ;粉質粘土,厚度9．00～11．00ｍｍ;粘土層,厚度5．40～15.

00ｍｍ。區域性地層含卵、礫石層透境體,厚0．00～1．80ｍ。該場區地下水儲藏豐富,屬第四系孔隙潛水,水位實際埋深2．8～3．0ｍ。

該工程基坑防滲牆未施工時,已進行了大面積開挖和坑內井點降水,開挖至深3．5ｍ時,地下水已降不下去了。基坑周邊滿布居民樓和賓館,離基坑僅2～4ｍ,對繼續降水開挖很不利,綜合考慮工期、造價和周圍建築物安全等情況,經設計院、業主同意,決定採用旋噴帷幕牆止水、錨噴牆邊坡支護、基坑內周井點降水方案。

帷幕牆設計牆厚200ｍｍ,牆頂標高-3．5ｍ(距地表2．86ｍ)牆底入粘土層1．0ｍ,全長110ｍ。

根據該工程施工需要和實際情況,我們採用了三重管高壓定向擺噴施工技術進行地下帷幕牆的施工。

2適用條件

該技術主要採用水、氣力破壞地層造隙的原理,在砂類土、粘土、人工填土、淤泥及部分卵、礫石土層中施工具有較好的適用性。破碎該類地層進尺快、效率高、托舉排渣效果好。

在砂、卵、礫石層中施工,砂、卵、礫石的粒徑級配及其密實度對該技術的應用效果影響較大。在級配好、密實度高的砂、卵、礫石層中施工成牆,其封水效果相對要差,需要增加擺噴時間,減緩提公升速度。

3主要機具

裝置和機具是高壓擺噴注漿的關鍵。主要有:ｇｄ—1型高噴台車,轉速16ｒｍｉｎ和32ｒｍｉｎ;3ｐ2—ｓ型高壓幫浦,流量75ｌｍｉｎ,壓力40ｍｐａ;ｈｂ80 10型注漿幫浦,排量80ｌｍｉｎ,壓力10ｍｐａ;ｙｖ—318型空壓機,排氣量12ｍ3ｍｉｎ,排氣壓力0．7ｍｐａ;三重管,具備同時輸送水、壓縮空氣和水泥漿三種介質的精工管件,不漏、不互相串通、不堵;三重管高壓水接頭和三重管射流噴頭;高壓膠管等。

ｗｊ80—1型攪拌機,用來攪拌水泥漿;ｘｙ—2型工程鑽機,用來造孔。

4施工技術

三重管高壓定向擺噴成牆是一種高壓旋噴的施工工藝。主要工序有:施工準備及測量放線定孔位、鑽機就位、噴孔施工及驗收、高噴台車就位、擺噴止水帷幕的施工及驗收等。

4．1施工準備及測量放線定孔位

首先進行施工場地的平整,工作面寬2．5～3．0ｍ,高差±10ｃｍ,根據設計牆體軸線及座標點用經緯儀放出帷幕牆軸線,在軸線上設定準確的噴孔位。軸線上各孔依據裝置能力進行布置,間距1．30ｍ。

4．2鑽機就位

施工裝置進入作業區前,先進行現場布置,優化攪灌現場的位置,距離10～20ｃｍ為宜。鑽機就位前,在工作面上先鋪好鋼軌,各孔中心連線即為鋪軌的中心線。鋼軌鋪設要平直,放在布置好的枕木上。

鋼軌間距2．0ｍ,每根軌長6ｍ;枕木長3～4ｍ,間距1．30ｍ。鋪設軌道精度與牆體軸線的位置尺寸誤差≤3ｃｍ。鑽機上軌後,一定要安裝在設計的孔位上,就位必須水平校正,鑽機軸心與鑽孔中心對正鉛直,鑽機底盤固定在鋼軌上,防止滑移。

鑽機就位誤差<0．5ｃｍ。

4．3噴孔施工及驗收

噴孔施**徑為130ｍｍ,孔底標高控制以進入粘土層1．0～1．3ｍ為準;進入粘土層標準由鑽孔取樣決定,並參照地質勘察資料進行。噴孔施工採用間隔跳打,即隔一打一,以防擺噴灌漿時串漿。噴孔施工成孔後,用測繩測量成孔深度,超深應≤30ｃｍ,孔底標高不能小於設計孔底標高,鑽機垂直度偏差<1%。

4．4高噴台車就位

噴孔驗收合格後,高噴台車及時上軌,同時根據設計孔深將三重管、三重管噴頭及其水接頭連線成擺噴杆,用鑽機捲揚機吊起擺噴杆下放入插管口,調整台車,讓擺噴杆噴頭正對噴孔並將台車鎖定在鋼軌上,防止施工過程中滑移。

4．5擺噴止水帷幕的施工及驗收

4．5．1射水試驗

高噴台車就位後,進行射水試驗,檢查噴嘴是否暢通,工作壓力是否正常。

4．5．2擺噴杆下放入孔及定向

射水試驗合格後,將三通擺噴杆下放到設計擺噴孔深。如下放困難或下放不到位,先行洗孔,邊洗邊下

放,下好擺噴杆。下放過程中,標記好噴頭上噴嘴噴射方向,最後使噴射方向和施工軸線重合一致,用定位夾板將擺噴杆固定在插管口上,準備擺噴灌漿。

4．5．3擺噴灌漿

依噴孔的施工順序進行擺噴灌漿。隔一打一,二序次施工。第一序按施工軸線與防滲牆線夾角20°,擺動角25°施工;第二序按施工軸線與防滲牆軸線夾角160°,擺動角25°施工。

通過以上施工,將地下防滲牆連線起來,形成止水帷幕。擺噴灌漿時,待孔口返上水漿渣1ｍｉｎ後,開始注入水泥漿,待孔口返上水泥漿液開始正常提公升,噴至標高-3．5ｍ停止。擺噴過程中,有拆管或停噴時間》20ｍｉｎ的,第二次續噴時,將擺噴杆下放0．5ｍ,保證搭接。

擺噴過程中,參照施工技術要求,通過觀察幫浦壓力表讀數調整幫浦壓;用比重秤測量漿液比重;用秒錶記時控制提公升速度;用刻度轉盤控制擺噴角度及擺噴方向,並全部詳細記錄下來。

4．5．4回灌

高壓定向擺噴灌漿完成後,及時對孔口進行回灌,直至孔口漿面不再下降為止。

4．5．5漿液材料

該工程擺噴灌漿採用425#普矽水泥,製作漿液的水泥用量0．5ｔｍ,漿液比重≥1．55ｇｃｍ3。對孔口返漿及時**加以利用。

4．5．6高壓定向擺噴止水帷幕施工技術引數

施工方向角:20° 160°(防滲牆軸線與施工軸線夾角);施工擺動角:25°;

高壓水:水壓34 38ｍｐａ,流量75ｌｍｉｎ;壓縮空氣:氣壓0．7ｍｐａ,氣量10～12ｍ3ｍｉｎ;

水泥漿液:壓力1．0～1．5ｍｐａ,流量80ｌｍｉｎ,水灰比1．6,密度≥1．55ｇｃｍ3;外加劑:水泥質量的0．5%木質素黃酸鈣。

擺噴杆擺動頻率16次ｍｉｎ,提公升速度12～13ｃｍｍｉｎ;噴頭上水、氣、漿三噴嘴為同軸噴嘴,內徑2．5ｍｍ。

5應用效果

經精心組織施工,該工程110ｍ地下防滲牆施工共計用去工期10ｄ,成牆面積959．4ｍ2,提前5ｄ完成施工任務,取得了較好的經濟效益。該工程基坑繼續開挖過程中,未再出現滲水現象;在錨噴錨釘施工過程中,發現牆厚0．2～0.35ｍ,個別錨釘孔在穿透防滲牆後順孔向坑內湧水。

事實證明,該工藝施工防滲牆止水有效,工程質量優良。

6結束語

現代城市建築密集,高層建築的基坑開挖深,滲透水流水力往往影響基坑穩定及其周圍建築的安全,隨著岩土工程技術的發展,各種技術、方法被廣泛地用於深基坑開挖領域,利用三重管高壓定向擺噴施工地下防滲牆施工技術是阻斷地下水的較為經濟有效的方法。

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