[发明专利]一种基坑止水帷幕的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建设工程领域，特别涉及一种基坑止水帷幕的施工方法。

背景技术

软土地区的基坑支护涉及挡土和止水两个方面，一些工程基坑内侧采用钻孔灌注桩等刚性桩加内支撑来挡土，外侧采用水泥土桩止水帷幕来止水，实践表明这种基坑支护方式可以有效防止基坑出现事故。钻孔灌注桩等刚性桩施工工艺比较成熟，质量通常能满足要求。而水泥土桩传统工艺是在水泥浆液射流外面包裹一层高压空气同时喷射，来破坏土层结构，同时完成置换、填充，这种方法施工后有时会出现水泥土搅拌不均匀等不良情况，甚至发生止水帷幕渗漏现象，失去了止水帷幕防水功能。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基坑止水帷幕的施工方法。

本发明对传统工艺进行改进，先用包裹了高压空气的高压水流来破坏土层结构，再以水泥浆液进行置换、填充。并根据施工经验制定了相应的技术参数，包括高压水、高压空气、浆液三种工作介质的压力、流量、喷嘴直径和注浆管的提升速度、旋转速度，以及回浆的数量、比重等，通过这些参数的控制来保证基坑止水帷幕的质量。

本发明以高压水作为喷射动力，通过一定形状的喷嘴，产生能量大、连续脉冲运动的高压射流，切削、冲击、破坏土体结构，使水泥浆与土颗粒置换、搅拌、混合，因水泥的水化作用而凝结，在土层中形成注浆体。为了防止水射流衰减过快，增加有效射程，在高压水射流的喷射孔周围，加上圆筒状的空气喷流，形成水、气的同轴喷射。低压的水泥浆依赖高压水喷射流，使水泥浆与土颗粒搅拌混合，形成基坑止水帷幕。

本发明注浆管由内、中、外三种不同直径无缝钢管以特殊的连接件组装而成，高压水走内管，高压空气走内、中管间的环形空间，水泥浆走中管与外管间的环形空间，三种介质各走自身的通道，互不串通。高压空气包裹高压水射流作同轴喷射，防止高压水射流分散漫射而使水压力衰减过快，同时由注浆泵压注水泥浆，虽然浆液的压力不高，但由于高压射流的作用，使水泥浆与被切削下来的土粒搅拌混合，从而达到加固土体的作用。

由于本发明是高压水射流和水泥浆的共同作用，旋喷后返浆量多，而且浆液含水量高，相对密度较低(对于淤泥质地层浆液相对密度为1.35～1.4)，故旋喷后注浆体沉降量大，容易形成孔穴，因此要进行浆液回灌，直至注浆体不再沉降为止。

施工步骤包括：

(1)旋喷机就位

钻机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，钻杆与注浆体位置偏差应在10mm以内。钻机就位后应进行垂直校正，倾角误差不得大于0.5°，钻机垂直度须保证在1％以内。

(2)钻孔

在空压机、清水泵，泥浆泵低压状态下成孔，将喷头送至设计标高。

(3)下注浆管

在插入注浆管前先检查高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，插入后先作高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。如因塌孔插入困难时用低压水(0.1～2MPa)冲孔喷下，但须把高压水喷嘴用塑料包裹以免泥土堵塞。

(4)接通管路

注浆管下放到设计深度后，接通管路，依次开动高压水泵和空气压缩机，检查压力是否达到设计要求，如果达不到要求，检查密封与喷嘴的状况是否正常；如果压力正常，开动水泥注浆泵。

(5)试喷

旋喷开始时先送高压水再送水泥浆和压缩空气，压缩空气晚送30s，在注浆体底部边旋转边喷射1min后再进行边旋转边提升边喷射。

当喷管达到预定位置，原位旋喷3～5min，以达到扩大注浆体底部直径的目的，保证注浆体底部与持力层具有较好的连接性。

(6)旋喷注浆

钻杆的旋转和提升应连续进行不得中断拆卸钻杆，要保持钻杆伸入下节100mm以上，以免注浆体脱节。钻机发生故障应停止提升钻杆和旋喷，并应立即检修排除故障，避免注浆体断开。

随时测定进浆与回浆密度，切实保证工艺参数要求。当回浆量小于进浆量的20％时，视为正常现象，当超过20％或完全不回浆时，应查明原因并采取下列措施：

1、若原地层中有较大的空隙引起的不回浆时，则在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间。

2、回浆量过大，其原因一般是有效旋喷范围与进浆量不相适应所致，即注浆量明显超过旋喷所需的浆量，适当调整进浆量。减少回浆量的措施有三种：提高旋喷压力；缩小喷嘴直径；加快提升速度和旋转速度。

(7)浆液回灌