高压旋喷止水帷幕神.docx

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高压旋喷止水帷幕神

高压旋喷止水帷幕施工工法

高压旋喷止水帷幕是利用高压旋喷注浆法使护坡桩桩间土体固结，与混凝土护坡桩连成一体，形成密闭的截水屏障，解决了深基坑作业降排水施工难度大等困难，避免了深基坑侧壁防水层一道工序，无论从施工进度，还是从经济效益的角度来看，都给工程带来了相当大的裨益，其施工工艺源于高压注浆地基，经过注浆后的地基，不但提高了地基的承载力，而且使地基具有相当大的阻水能力，工作原理简单易行，已从实践中总结出一套成功的经验。

本工法就是从沈阳市百利保大厦工程施工实践的基础上编写而成。

高压旋喷止水帷幕在产品实现过程中避免了地下室侧壁防水层施工难度、质量差而导致的地下室渗漏水等严重质量事故的出现，对缩短工期、加快施工进度起到了保驾护航的作用。

1、特点

高压旋喷止水帷幕施工技术具有技术可靠、质量保证、缩短工期的显著特点，并且在施工过程中施工工艺简单易行，不受环境和气候等条件的影响，灵活性比较大。

能合理利用固结土体的自身阻水能力和混凝土护坡桩的自防水能力，将固结土体和护坡桩作为截水体系的不可分割部分，有利于根据现场监测的护坡桩变形数据及时调整灌注桩间距。

同时也不影响工程的整体进度，可作为单项作业进行。

2、适用范围

2.1、高压旋喷止水帷幕采用钻孔压浆桩适应性较大，几乎可用于各种地层条件施工，既能在水位以上干作业成孔成桩，也能在地下水位以下成孔成桩；既能在常温下施工，也能在-35℃的低温条件下施工；采用特制钻头可在饱和单轴抗压强度标准值frk≤40MPa的风化岩层、盐渍土层及砂卵石层中成孔；采用特殊措施可在厚流砂层中成孔；还能在紧邻持续振动源的困难环境下施工。

3、高压旋喷止水体系的设计依据及原则

3.1设计依据

（1）根据待建施工场地的土质勘察报告、施工场所地上建筑物的位置及地基等其他情况。

（2）编制参考标准及规范

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》

《地下工程防水技术规范》

《地下防水工程质量验收规范》

3.2、设计原则

（1）保证基坑边坡的安全。

（2）保证施工质量。

（3）保证施工工期。

（4）最大限度地节约资金。

4、设计计算

4.1、设计参数

根据工程地质勘探报告和以往的施工经验，确定计算参数：

（1）浆液损失系数β，通常取0.1～0.2；

（2）灌浆量填充率

取值范围（0.75～0.9）；

（3）浆液损失系数β取值范围（0.1～0.2）。

4.2、设计计算

4.2.1、喷浆量可按下列两种方法计算（取其大者作为喷射浆量）

喷量法以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间计算出浆量

Q=H/V×q（1+β）

式中Q－一根桩灌注浆液用量（m3）

H－旋喷长度（m）

V－旋喷提升速度（m/min）

q－泵的排浆量（m3/min）

根据计算所需的喷浆量和设计的水灰比，即可确定水泥的使用数量。

体积法

式中Q－需要用的浆量

－旋喷体直径；

－注浆管直径；

－旋喷长度（m）;

－未旋喷范围的填充率;

－未旋喷长度（m）;

5施工工艺

5.1施工准备

5.1.1技术准备

（1）熟悉图纸；

（2）

（3）标出钻孔位置线；

（4）

（5）做好技术交底；

（6）

（7）钻孔、旋喷、成型完毕并经检验合格。

（8）

5.1.2材料准备

（1）水泥

（2）

用强度等级32.5或42.5普通硅酸盐水泥；在特殊条件下亦可使用矿渣水泥、火山灰质水泥或抗硫酸盐水泥，要求新鲜无结块。

（3）水

（4）

用一般饮用淡水，但不应采用含硫酸盐大于0.1%、氯化钠大于0.5%以及含过量糖、悬浮物质、碱类的水。

3、机具设备

高压喷射注浆法主要机具设备包括：

高压泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。

高压喷射注浆法施工常用主要机具设备规格、技术性能要求见表

旋喷施工常用主要机具设备参考表

设备名称

规格性能

用途

单

管

法

高压泥浆泵

1、SNC-H300型黄河牌压浆车

2、

3、ACF-700型压浆车，柱塞式、带压力流量仪表

旋喷注浆

钻机

1、无锡30型钻机

2、

3、XJ100型振动钻机

旋喷用

旋喷管

单管、42mm地质钻杆，旋喷直径3.2~4.0mm

注浆成桩

高压

胶管

工作压力31MPa、9MPa，内径19mm

高压水泥浆用

三

重

管

法

高压泵

1、3W-TB4高压柱塞泵，带压力流量仪表

2、SNC-H300型黄河牌压浆车

3、ACF-700型压浆车

高压水助喷

泥浆泵

1、BW250/50型，压力3~5MPa,排量150~250L/min

2、

3、200/40型压力4MPa,排量120~200L/min

4、

5、ACF-700型压浆车

旋喷注浆

空压机

压力0.55~0.70MPa，排量6~9m3/min

旋喷用气

钻机

1、无锡30型钻机

2、

2、XJ100型振动钻机

旋喷用、成孔用

旋喷管

三重管，泥浆压力2MPa，水压20MPa，气压0.5MPa

水、气、浆成桩

高压

胶管

工作压力31MPa、9MPa，内径19mm

高压水泥浆用

其他

搅拌管，各种压力、流量仪表等

控制压力流量用

5.2施工工艺

旋喷桩是在普通化学注浆法（静压灌浆）的基础上发展起来的固结土体的一种新方法，是采用高压射水掘削岩土的一项技术。

用高压泵把水泥系或水玻璃系浆液通过钻杆端头的特殊喷嘴，以高速喷入土层，喷嘴在喷浆液时，一面缓慢旋转（20r/min）,一面徐徐提升（一般为15～30cm/min）高压浆液的水平射流，不断切削土层，并使强制切削下来的土与浆液进行搅拌混合，最后在喷射力的有效射程范围内形成一个由圆状混合物连续堆积成圆形凝柱体。

5.2.1旋喷注浆施工工艺流程：

测量定桩位→打管（同时制备浆液）→开始旋喷浆→喷浆结束→移位重新喷射

5.2.2一般都是先把液浆管下到预定固结范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆（加凝固剂）切割土体，将开孔和灌注桩体同时进行，一次成桩，其工作步骤：

（1）钻机就位：

钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆（注浆管）对准孔位中心，偏差不超过10mm，打斜管时需按设计调整钻架角度。

（2）

（3）钻孔下管或打管：

钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置，可先钻孔后下管，亦可直接打管，在下管过程中，需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴。

（4）

（5）试管：

当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。

（6）

（7）高压注浆作业：

浆液的材料、种类和配合比，要视操作对象而定，在一般情况下，水泥浆的水灰比为1：

1～0.5，若用以改善灌注桩桩身质量，则应减小水灰比或采用化学浆。

高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合设计要求。

喷射压力高即射流能量大，固结长度大，效果好，若提升速度和旋转速度适当降低则固结长度随之增加，在射浆过程中参数可随土质不同改变，若参数不当，则容易使浆量增大。

（8）

（9）喷浆结束与拔管：

喷浆由下而上至设计高度后，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响。

拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后不能拔出。

（10）

（11）浆液冲洗：

当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。

（12）

5.2.3旋喷法形式有单管法、二重管法、三重管法、多重管法、干喷法，各具特色，可根据工程要求和土质任意选用。

（1）单管法：

单独喷射高压水泥浆的单管法，使用￠42mm或￠50mm的地质钻杆为注浆管、喷射流为浆液，以20MPa压力从喷嘴中喷出，直接冲击切割土体，桩径一般为0.3～0.5m。

深度达45m。

（2）

（3）二重管法：

高压水泥浆液和压缩空气同轴喷射的二重管法，使用了双通道的二重管，分别输送浆液和空气两种介质，喷射流为浆液及空气，以20MPa的高压浆液喷射流外环绕一圈0.7MPa的空气喷射流，在它们共同作用下破坏土体。

桩径介于单重管和三重管之间，一般为0.8～1m，深度达20m。

（4）

（5）三重管法：

高压水、压缩空气和水泥浆同轴喷射的三重管法，施工时预先用钻机钻成直径为￠150~￠219mm的孔，然后将三重旋喷管插入孔内旋喷，使用三根管子重合在一起，互不相通的三重管，分别输送水、空气和浆液三种介质，喷射流为水和空气，即20MPa的水喷射流，外环绕一圈0.7MPa的空气，浆液填充喷射流造成的空隙，桩径一般为1～2m，深度达30m.

（6）

6质量标准

6.1质量验收标准

6.1.1旋喷桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比和外加剂的品种、掺量必须符合设计要求。

检查方法：

检查出厂证明、合格证、试验报告

6.1.2施工前应检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度、高压喷射设备的性能等。

6.1.3施工中应检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等）的应用情况及施工程序。

6.1.4施工结束后28d，对施工质量进行检验，内容包括桩体强度、平均直径、桩体中心位置、桩体均匀性等。

6.2成品保护

旋喷桩施工完成后，不能随意堆放重物，防止旋喷桩变形。

7文明施工措施

7.1、由专人负责文明施工管理，每天在工地巡回检查，发现问题及时解决。

7.2、合理布置施工现场，各种材料按规格、品种在指定位置堆放整齐。

7.3、全体参加施工人员应认真执行各工种的安全操作规程和有关的规定，开工前要进行一次综合的技术安全交底。

要对施工人员进行政策教育，防止扰民和污染环境，严格遵守有关部门的规定。

7.4、合理安排作业时间，喷射混凝土尽量组织白天施工，减少噪音扰民。

8安全生产措施

8.1旋喷施工的动力泵采用高压喷射为主的手段，尤应注意安全措施。

8.1.1高压泥浆泵应全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在，各密封圈完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时断销卸压，压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生事故，要停泵停机排除故障。

8.1.2司钻人员需熟练操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆作用

注浆材料不要受潮或变质，使用水泥不受潮，不用结块或过期水泥，对外加剂要分别存放。

浆液材料及外加剂均应采用无毒材料。

8.1.3高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯不小于规定的弯曲半径，防止高压胶管破裂。

9工程实例

沈阳百利保大厦工程是典型的高压旋喷止水帷幕施工的大型工程，位于沈阳市和平区中华路88号，本工程裙房为框架结构，主楼为框架剪力墙结构，地面以上主楼二十八层，裙楼八层；八层下为商业综合层（其中地下负二层平时为停车场，战时为人防地下室，地下负一层为娱乐综合层）。

9.1、工程地质特征

根据中国建筑东北设计研究院提供的《E2.03-1243，岩土工程勘察报告》知，沈阳百利保大厦工程地下地质状况如下：

第一层：

0～－7.5m为杂填土；

第二层：

－7.5～－17.0为砾石层；

第三层：

-17.0～-20.0为粉质粘土层；

第四层：

-20.0m以下为砾石及粗砂混合层；

9.2、工程地下水条件

常年地下水位为－5.0m，且地下水位流向为由东向西流9.3、该工程采用本工法施工，增强了混凝土护坡桩抗侧力能力，巩固了基坑边坡土体的稳定性，大大降低了基坑开挖过程中的降水费用，给基坑土方开挖创造了便利条件，自地下室衬墙施工完毕至现在地上四层已施工完毕，虽然地下水位已上升大大超过了地下室底板的标高，地下室侧壁仍无渗漏现象出现，足以证明高压旋喷止水帷幕的截水效果十分鲜明，给下一步地下室装修工程及早插入创造了良好作业条件，高压旋喷止水帷幕的施工质量得到业主以及同行业专家的一致好评。

在施工期间，未发生一起安全工伤事故，取得了显著的经济效益和社会效益。