广西建工集团第二建筑工程有限责任公司
摘要：在电梯井基坑如何处理地下水是重要问题。如果地下水问题处理不好，会影响基坑工程的施工进度、使用安全，甚至造成严重事故。在深基坑开挖过程中，保持基本干燥非常重要。为了把地下水的影响降到最低，防止地下水的横向渗流和基坑底地下水突涌，应在基坑外围和基底设置竖直和水平的止水帷幕,防止地下水流动引起土体收缩、流失而造成周边地面沉降、基坑大位移、变形。主要从高压旋喷桩止水帷幕技术应用范围、施工流程、工艺和控制要点等方面进行了探究。
关键词：电梯井基坑；高压旋喷注浆；止水帷幕；施工技术
随着经济社会的发展，高层建筑在各个城市拔地而起，电梯建设项目的数量和规模迅速增大，由此产生了大量基坑工程。在深基坑施工中，避免地下水的影响对于确保电梯井基坑施工安全，保护临近建筑以及周边设施的安全有重要意义。高压旋喷桩除了用于地基加固处理外，不少项目采用高压旋喷桩止水帷幕来止水防渗，通过桩与桩之间的紧密咬合，形成竖向帷幕，用于阻止开挖降水时基坑外透水层在坑内外水位差的作用下向坑内渗流。
1工程情况介绍
某院校危旧房改造工程，框剪结构CFG桩地基处理筏板基础。地下2层，地上32层，建筑面积76528㎡，基础土方大面积开挖深度10.5m，电梯井开挖深度距自然地面12.5m。根据地质报告反映地下水丰富。基础施工过程中，在CFG桩完成后进行电梯井土方开挖至绝对标高66.3m时有水渗出，基底为粉土层，土质遇水后软化，无法进行土方开挖。为保障施工顺利进行，必须提供干燥作业条件。经设计院专家现场召开论证会后决定在电梯井坑周边采用高压旋喷桩施工方法加一圈封闭的止水帷幕，并在坑底设置隔水层的方式进行坑内止水。
2项目设计情况
本工程止水帷幕由高压旋喷桩塔形成，止水桩有效桩径0.5-0.7m，桩间距0.4m。旋喷桩采用单管高压喷射注浆工艺，旋喷施工旋转速度16-20转/min，提升速度15-18cm/min,浆旋喷射压力25MPa,水灰比为0.8-1.2，水泥用量200-250kg/m,开喷杆下到孔底后进行试喷，当各参数达到设计要求并且孔口返浆的浓度大于进浆浓度时方可提升喷杆，喷至设计桩顶标高停止，并根据漏浆情况及时进行补浆，旋喷桩施工顺序按照相邻间隔两桩施工。止水帷幕的旋喷桩长度以引孔地质钻机钻探揭示地层为主要控制依据，当揭示的粗砂层层底埋深大于基坑深度时，以进入粗砂层底部不少于2m 控制。当揭示的粗砂层层底埋深小于基坑深度时，以进入基坑底部不少于2m 控制。详细如图1。
图1 止水桩示意图
3电梯井基坑高压旋喷桩止水帷幕施工方法及工艺
单管高压注浆法加固软土地基是利用钻机等设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等发生装置，以25Mpa左右的压力把浆液从喷嘴中喷射出去直接冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使从土体上崩落下来的土发生变化，一部分细颗粒随浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列，经过一定时间凝固，便在土中形成圆柱状的固结体。
3.1施工步骤及工艺要求
（1）清除障碍：清除施工范围内的场地及地下障碍物，准确标明地下管线的走向。
（2）平整场地：先将施工场地加以平整，确保钻机正常行走，工作面宽度必须保证钻机正常施工。施工前，应在基础和桩顶之间设置30cm的垫层，其砂石最大粒径不大于3cm，再按设计图纸准确测放桩位轴线后，钻机方可进入施工现场，施工要求水源充足，以便顺利施工。合理布置施工现场，场外的道路须满足可供运进水泥和机具的车辆直达施工现场，平整好材料堆放场地。
（3）钻机就位：按照测放的桩位，将钻机移至桩位上，钻头对准桩位，桩位偏差不大于5cm，调平机台，以线垂调整机身垂直度，垂直误差小于1.0%
（4）配制水泥浆：接照设计要求的掺入比、桩长，将计算出来的32.5R复合硅酸盐水泥用量放入搅拌池中，加计算出来的水进行搅拌配制浆液，水灰比为0.8～1.2，浆液的搅拌时间大于3分钟，不长于2小时，采用两次搅拌法，浆液应过滤。按设计掺入量不少于200~250kg/~m
（5）钻孔成桩：将钻机钻头尖部对准桩位下钻，钻头进入地面下后打开送浆泵送少量浆至钻头出浆口，边旋转下钻边喷浆，至设计持力层前充分送浆，直至桩底标高后原地旋转12秒，再按不大于15cm/min的速度匀速提升至设计停浆面。喷浆量要严格根据电机调速器进行均匀调整。
（6）成桩后，关闭送浆泵，移机至下一桩位进行施工。
3.2旋喷桩工艺流程图
图2 施工流程图
4、单管高压旋喷桩施工控制
（1）根据设计工作量并结合工期等素因，拟定进机1台，具体视现场情况调整。指派管理人员负责文明安全施工，编制好机台编号、水灰比、桩长等制成标牌统一悬持于桩机明显指定位置。
（2）喷射注浆前，要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，使用高压泵时，应对安全阀进行测定，其运行必须可靠。管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，应用水清洗送浆管道，检查有无堵塞现象，确保正常施工。
（3）为保证高压旋喷桩桩体垂直度满足规范要求，在钻机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制，其误差不大于1%。
（4）为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均配备深度仪和比重计，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
（5）水泥浆搅拌配合比：水灰比暂定0.8～1.2，每米掺灰量暂定200 kg. 施工前应通过试验确定水泥用量及配合比，水泥浆严格按照配合比配制，水泥中不得有结块或杂物。为防止水泥离析，搅拌机应不断搅动。浆液搅拌完毕后送至吸浆管时，应有过滤网，过滤筛孔以小于喷嘴直径的一半为宜。
（6）单管高压旋喷桩施工采用钻孔提升注浆工艺。下钻时为避免堵喷嘴需带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/3,喷浆压力不大于1MPa。提钻旋喷注浆时一律采用低档操作，不得大于15cm/min,旋转速度应控制在30r/min以内。喷浆压力不小于20Mpa.
（7）为保证旋喷桩桩端、桩顶及桩身质量，钻孔喷浆时应在桩底部停留15秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为15秒。
（8）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应该连续作业，
不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的每米用量200kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。
（9）当注浆管提升分次卸管时，动作应迅速，卸管后喷射注浆的搭接长度不得小于100mm,以保证桩体的完整性。
（10）施工中发现喷浆量不足，应该要求注整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。
5结语
在电梯井基坑工程中，高压喷射注浆工艺得到了越来越多的应用。本文通过工程实例，对高压旋喷桩施工工艺施工技术和控制措施等进行了探讨，目的是总结经验，提高工程质量：高压旋喷桩用于基坑止水帷幕时,应按规范、设计要求，并根据场地地层情况科学组织施工。
参考文献：
[1]刘成宇. 土力学[M]. 中国铁道出版社, 2002.
[2]徐志均. 高压喷射注浆法处理地基[M]. 机械工业出版社, 2004.
论文作者:韦立峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/9
标签：基坑论文; 高压论文; 钻机论文; 帷幕论文; 浆液论文; 地下水论文; 水灰比论文; 《建筑学研究前沿》2017年第8期论文;