[发明专利]一种止水帷幕桩和止水帷幕及其构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种新颖的止水帷幕桩、构造该止水帷幕桩的方法以及采用该止水帷幕桩的止水帷幕。

背景技术

在城市深基坑支护工程中，经常要涉及基坑防水、止水处理,这些处理通常需要止水帷幕。止水帷幕有多种型式,如采用素混凝土(粘土)与钢筋混凝土咬合桩、钢筋混凝土桩间加高压旋喷桩、连续深搅桩、连续高压旋喷桩等。而在复合土钉墙支护中的止水帷幕或桩与止水幕墙分离的单一止水帷幕工程中，常常采用单一的深搅桩墙或单一的高压旋喷桩墙作为止水帷幕。

深搅拌桩墙由多根深层搅拌桩构成。深层搅拌桩利用水泥作固化剂，通过深层搅拌，就地将软土与水泥强制拌和，利用固化剂与软土之间发生的一系列物理、化学反应，使软土与水泥硬结成具有一定强度的水泥加固土体从而成桩。深层搅拌桩抗渗性能良好，因此，由深层搅拌桩构成的深搅拌桩墙可作为防渗墙或深基坑结构中的隔水帷幕，以防止地下渗透水流。

高压旋喷桩墙由多根高压旋喷桩构成。高压旋喷桩基于高压喷射注浆原理，利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定位置后，以高压设备使浆液成为20-40Mpa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，使部分土体在喷射流冲击力、离心力和重力的共同作用下分解并与浆液搅拌混合后固结形成水泥胶结石固结体从而成桩。高压旋喷时，喷嘴边喷射边旋转和提升，固结体呈圆柱体。高压旋喷桩通常用于基础防渗、改善地基土的水流性质和稳定边坡等工程。

然而，虽然深搅拌桩墙具有施工较方便，经济效益较好等优点，但在帷幕深度要求较深(大于16米)或土层深部有碎石、胶结块、密实砂砾层以及具有地下水等复杂情况时，深搅拌桩墙难以达到止水目的，而采用高压旋喷桩墙形成止水帷幕存在成本较高的问题。

因此，需要一种能够有效控制成本、并且能够在帷幕深度要求较深或者土层深部情况复杂的地区进行深基坑支护的基坑防水、止水处理的止水帷幕和其中采用的止水帷幕桩。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的止水帷幕、止水帷幕桩及其生产方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种止水帷幕桩，包括靠近地面的深层搅拌桩部分；以及下接在所述深层搅拌桩部分之下的高压旋喷桩部分。

根据本发明的一个实施方式，该止水帷幕桩还包括在所述深层搅拌桩部分和所述高压旋喷桩部分之间的搭接部分。

根据本发明的另一个实施方式，该止水帷幕桩还包括贯穿所述深层搅拌桩部分的钻孔，用于在形成所述高压旋喷桩部分时将形成所述高压旋喷桩部分需要的喷管、喷嘴和注浆液等送至所述深层搅拌桩部分之下。

根据本发明的另一个方面，提供了一种止水帷幕，其包括多根根据本发明的止水帷幕桩。特别地，每根止水帷幕桩的深层搅拌桩部分和高压旋喷桩部分分别和相邻的止水帷幕桩的深层搅拌桩部分和高压旋喷桩部分两两相切或者部分重合。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造根据本发明的止水帷幕桩的生产方法，包括步骤：确定所述深层搅拌桩部分的轴心位置，并且利用搅拌桩机在要形成深层搅拌桩部分的位置处通过切土下沉和提升所述搅拌桩机的搅拌头，并且以边旋转边喷水泥浆的方式在该位置处形成深层搅拌桩部分；对所述深层搅拌桩部分的桩体进行养护；采用钻机对经养护的深层搅拌桩部分进行钻孔并穿过所述深层搅拌桩部分钻至所述止水帷幕桩的设计深度；将高压旋喷管插入钻孔中并插至所述止水帷幕桩的预定深度；通过所述高压旋喷管及其喷嘴往地层土体送浆，由高压旋喷管一边旋喷一边提升来自下而上喷射注浆；以及在所述高压旋喷管喷至预定高度并保证高压旋喷桩与深层搅拌桩在桩轴向方向搭接预定长度之后，停止高压旋喷施工。

根据本发明的止水帷幕桩包括深层搅拌桩部分与高压旋喷桩部分，在深层搅拌桩的底部形成部分高压旋喷桩，使得高压旋喷桩部分处于土层的深处，克服了单纯的深层搅拌桩不能深入土层太深且不能应对土层深部的复杂情况的缺点。同时，由于根据本发明的止水帷幕桩的接近土层部分为深层搅拌桩，因此也具有传统深层搅拌桩的优点。简而言之，根据本发明的止水帷幕桩和止水帷幕结合了单纯深层搅拌桩和高压旋喷桩的优点，并同时克服了这两种传统桩的缺点。