第三节止水帷幕结构PPT文档格式.ppt

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,常见的止水帷幕有高压旋喷桩、深层搅拌桩止水帷幕，旋喷桩止水帷幕，近来出现了螺旋钻机素砼或压浆止水帷幕；

像地下连续墙、钻孔咬合桩等形式的地下围护结构形式，因为自防水效果较好，有的都不需要再施作止水帷幕。

采用素混凝土地下连续墙止水帷幕，常采用冲水成槽，素混凝土地下连续墙壁厚常为200300mm。

有的基坑工程需要设置水平向止水帷幕。

水平向止水帷幕常采用高压喷射注浆法或深层搅拌法形成。

若基坑内已有工程桩，因深层搅拌无法与工程桩密贴，故不能采用深层搅拌法。

根据坑底浮力、或承压水的顶托力、整体稳定、抗坑底隆起分析确定封底水泥土厚度。

（二）高压旋喷桩止水帷幕高压喷射注浆法水泥土止水帷幕一般有两种形式：

单独形成止水帷幕，采用单排旋喷桩相互搭接形成，或采用摆喷法形成；

与排桩共同形成止水帷幕。

高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。

施工占地少、振动小、噪音较低，但容易污染环境，成本较高，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。

1.适用范围

（1）高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。

（2）当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含大量植物根茎或有过多的有机质时，对淤泥和泥炭土以及已有建筑物的湿陷性黄土地基的加固，应根据现场试验结果确定其适用程度。

应通过高压喷射注浆试验确定其适用性和技术参数。

（3）高压喷射注浆法，对基岩和碎石土中的卵石、块石、漂石呈骨架结构的地层，地下水流速过大和已涌水的地基工程，地下水具有侵蚀性，应慎重使用。

（4）高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固处理、深基坑止水帷幕、边坡挡土或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆起、地下大口径管道围封与加固、地铁工程的土层加固或防水、水库大坝、海堤、江河堤防、坝体坝基防渗加固、构筑地下水库截渗坝等工程。

2.基本规定

（1）高压喷射注浆地基工程的设计和施工，应因地制宜，综合考虑地基类型和性质、地下水条件、上部结构形式、荷载大小，场地环境、施工设备性能等因素，做到技术先进，经济合理，确保工程质量。

（2）高压喷射注浆法的注浆形式分旋喷注浆、摆喷注浆和定喷注浆等3种类别。

根据工程需要和机具设备条件，可分别采用单管法、二管法和三管法，加固体形状可分为圆柱状、扇形块状、壁状和板状。

（3）高压喷射注浆定喷适用于粒径不大于20mm的松散地层，摆喷适用于粒径不大于60mm的松散地层，大角度摆喷适用于粒径不大于100mm的松散地层，旋喷适用于卵砾石地层及基岩残坡积层。

（4）在制定高压喷射注浆方案时，应掌握场地的工程地质、水文地质和建筑结构设计资料等。

对既有建筑尚应搜集有关的历史和现状等资料、邻近建筑和地下埋设物等资料。

（5）高压喷射注浆方案确定后，应结合工程情况进行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。

（6）高压喷射注浆试验场地应选择在对整个工程有代表性地段，通过试验能够反映出高压喷射注浆后对地基处理工程所起到的加固或防渗效果。

3.施工现场（作业条件）要求

（1）平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。

（2）建齐施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作台以及材料库等。

（3）施工平台应做到平整坚实，风、水、电应设置专用管路和线路。

4）施工单位应制定环境保护措施，施工现场应设置废水、废浆处理和回收系统。

（5）施工现场应布置开挖冒浆排放沟和集浆坑。

（6）施工前应测量场地范围内地上和地下管线及构筑物的位置。

（7）基线、水准基点，轴线桩位和设计孔位置等，应复核测量并妥善保护。

（8）机械组装和试运转应符合安全操作规程规定。

（9）施工前应设置安全标志和安全保护措施。

4.施工工艺高压喷射注浆施工工艺流程：

（1）高压喷射注浆施工工序应先分排孔进行，每排孔应分序施工。

当单孔喷射对邻孔无影响时，可依次进行施工。

单管法非套接独立的旋喷桩不分序，依次进行施工。

（2）高压喷射注浆旋、摆、定喷射结构形式，对套接、搭接、连接、“焊接”孔与孔应分序施工。

（三）水泥搅拌桩止水帷幕水泥土搅拌桩止水帷幕是由一定比例的水泥浆液和地基土用特制的机械在地基深处就地强制搅拌而成，从而改善基坑边坡的稳定性、抗渗性能，达到止水、挡土的效果。

水泥搅拌桩止水帷幕是基坑止水的常用手段之一,基坑（特别是深基坑）开挖及地下结构施工至关重要,多与柱列式钻孔灌注桩构成基坑支护结构。

1.适用范围及特点水泥土搅拌桩适用于处理松散砂砾、粗砂、淤泥或地下水不大于80m/d的土层边坡。

水泥土搅拌桩具有施工时无震动、噪音小、无污染、造价低、施工操作安全等优点。

深层搅拌法水泥土止水帷幕视土层条件可采用一排、两排、或数排水泥搅拌桩相互叠合形成。

相邻水泥搅拌桩可搭接100mm左右。

采用深层搅拌法形成竖向水泥土止水帷幕比采用高压喷射注浆法费用低，故能采用深层搅拌形成水泥土止水帷幕的应优先考虑。

青岛奥帆赛工程临海复杂地质条件的止水帷幕及地基处理技术,青岛临海区域地质条件复杂，既有天然沉积的土层和岩石，又有回填的碎石、抛石等透水性很强的杂填土。

其地下水位受海水影响，且基岩面起伏不平，因此基坑开挖无法采用普通的排降水方案，需采用与地质条件相适应的止水帷幕及地基处理技术。

工程概况,陆域包括：

奥运村、运动员中心、媒体中心、后勤保障中心、地下车库等工程。

建筑总面积为161806，其中地下建筑面积达66559。

工期紧。

陆域工程自04年7月开工至05年8月全部主体封顶。

奥运村,运动员中心,媒体中心,后勤中心,地下车库,临海近。

场地平坦，地面标高为2.39m4.08m。

上部覆盖第四系土层1.5m14.0m，主要为人工填土，粉细砂、粗砂、粉质粘土和碎石土等，其下为分布广泛且完整坚硬的花岗岩。

环境及地质概况,地下水概况,场区地下水主要补给来源为海水的侧渗补给和大气降水的垂直入渗补给。

其中近海地段的地下水直接与海水相通。

地下水位埋深为1.70m3.60m，水位标高为1.001.84m；

海水潮汐高低差约4.5m。

受潮汐影响，地下水位日变幅200500，地下水动态年变幅为1.5m左右，一般地下水变化较海水变化滞后13小时，可见地下水与海水有密切的水力关系。

技术难点,地下水与海水直接贯通，无法采用降排水方案实施基坑开挖。

地质条件复杂，止水帷幕方案的选择受制约较大。

对基岩面超深的部位实施开挖将加大支护及止水帷幕的风险。

旋喷桩止水帷幕及地基处理的方案,由于地质钻机能够穿过碎石层及抛石成孔，而且高压喷射的水泥浆可以较好地与碎石、抛石等结合，因此旋喷桩能在复杂的地质条件下形成止水帷幕。

旋喷桩复合地基能满足设计的承载力要求，并可避免超深开挖。

旋喷桩止水帷幕及地基处理的方案不仅能满足止水的要求，而且能够缩短工期，其基坑开挖的综和造价也较低。

先开挖1.52m的土方,止水帷幕的设计,青岛奥帆赛工程止水帷幕为直径1.2m的旋喷桩，两两相切200mm，间距1m，嵌入风化岩500，深度214m。

仅奥运村和运动员中心止水帷幕的长度就达732m。

止水帷幕与边坡支护相结合主要有3种形式。

内放坡结合旋喷桩止水帷幕,由于施工场区较为开阔，大部分基坑可以采用内放坡挂网喷浆的支护形式。

对于回填土、砂土层等，可按1:

1自然放坡；

对于强风化岩，可采用1:

0.5自然放坡。

双排旋喷桩,为了确保止水效果，在部分成桩困难的块石、碎石区域，采用了双排旋喷桩止水帷幕。

对开挖深度为56m，又无法放坡的地段，也采用了双排旋喷桩的方案，其内排桩嵌入基底23m即可。

此桩兼做止水帷幕和重力式挡土墙。

旋喷桩结合锚杆支护,对开挖深度为712m，又无法放坡的地段，采用了两排旋喷桩结合锚杆支护的方案，并参照SMW工法，在内侧旋喷桩的中部插入了型钢。

SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。

主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。

止水帷幕施工技术,采用改进的双管法。

特点：

喷射半径长，节省材料，工效高，减少环境污染。

采用膨润土泥浆护壁。

主要工艺要求,碎石及抛石层的成桩技术,近海地段，形成止水帷幕前不得排水超深开挖。

施工中采用了钢粒钻、金刚钻、合金钻和潜孔钻成孔。

对照地质报告并鉴别岩样采用钢套管跟进护壁成孔。

在不含细粒土的地段。

调整提升速度，并在喷浆的同时从孔口填充砂料等措施；

还可采用先高压注浆，再成孔、旋喷的技术。

分段成桩技术。

抛石,地基处理技术,为了避免超深开挖对支护结构及止水帷幕的影响，媒体中心及地下车库工程的部分区域采用了旋喷桩复合地基的方案。

媒体中心工程复合地基设计：

承载力特征值fspk=200kpa，允许沉降S=15mm，旋喷桩间距2m，直径1.2m，计算和试验的结果均满足要求。

技术经济分析,由于旋喷桩固结体的渗透系数可以达到10-710-8cm/sec在青岛奥帆赛地下工程施工中，由于采用了旋喷桩止水帷幕，仅通过设置明沟、盲沟、集水井就解决了基坑内的明水，保证了正常的施工。

地下车库工程，地下1层，挖深7.5m，面积15070，经计算整个基坑的排水量为20m3/h。

1止水帷幕的透水性,2旋喷桩复合地基的承载力,媒体中心、地下车库的超深部位采用的是双管法施工的旋喷桩复合地基，桩体强度值较高，理论计算和试验检测均证明，其地基承载力特征值及沉降值均满足设计要求，其中地下车库复合地基承载力设计特征值为800Kpa。

3工期及经济效益,由于旋喷桩可穿过碎石及抛石层，并与之结合形成止水帷幕，因此，旋喷桩止水帷幕结合内放坡的基坑开挖形式不仅保证了整个奥帆赛工程的工期，而且造价远低于长螺旋压浆灌注桩的支护及止水帷幕的形式。

奥运帆船赛最大的陆域项目，奥运村及运动员中心基坑开挖、止水帷幕的总造价为1432万元，比采用长螺旋压浆灌注桩的基坑开挖降低了约239万元。

3工期及经济效益,尽管内放坡增加了部分土方开挖量，但不需要锚杆支护，且土方开挖较为方便。

因此，减少了工序、提高了工效，加快了工程进度。

奥运村及运动员中心工程，地下工程面积近4万，自04年8月26日开始基坑开挖和止水帷幕施工，10月5日插入地下室混凝土结构施工，至10月31日基坑开挖全部结束，仅用了2个月。

内放坡,3工期及经济效益,采用旋喷桩的复合地基，虽较水泥搅拌桩造价高，但旋喷桩可以穿过碎石层，而且减少了土方开挖，不需要换填级配砂石或浇筑毛石混凝土，还可以降低支护的费用，防止基坑透水。

因此，其总体造价较低，并能够加快施工进度、保证工期。

旋喷桩复合地基,经验总结,近海地段的基坑不得进行降排水开挖。

长螺旋压浆灌注桩、水泥搅拌桩不适合于临海复杂地质条件下的基坑开挖。

位于临海地段非岩石类地基土，若承载力不能满足设计要求，应采用地基处理技术。

在场区条件允许的情况下应优先选择内放坡结合旋喷桩止水帷幕的形式。

利用泥浆护壁、跟进式套管、高压注浆、分段旋喷成孔，以及新式双管法、三重管法的高压喷射注浆等方法所形成的旋喷桩止水帷幕结合地基处理的综合技术，能够解决临海复杂地质条件下基坑开