裝配式施工知識(shí)分享：基坑工程中防滲帷幕的應(yīng)用

編輯推薦：裝配式建筑入門(建筑工程基礎(chǔ)知識(shí))

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1 深層水泥攪拌樁

深層水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑,通過深層攪拌樁機(jī)將軟土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制拌和,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理—化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體或墻體,以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。使用干水泥作為固化劑的水泥土攪拌法,簡稱干法。使用水泥漿作為固化劑的水泥土攪拌法,簡稱濕法。在防滲帷幕的施工中通常使用濕法施工。

1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

水泥宜選用強(qiáng)度等級(jí)為32. 5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥,摻入量宜為12%~20%,在不污染環(huán)境的前提下外摻劑可根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件選用具有早強(qiáng)、緩凝、減水以及節(jié)省水泥等作用的材料。水灰比宜為0. 45~0. 55,樁徑不小于500 mm,樁長=樁頂標(biāo)高-樁底標(biāo)高,其中樁頂標(biāo)高宜取本場地勘探期間實(shí)測地下穩(wěn)定水位埋深標(biāo)高再加1. 0 m,樁底標(biāo)高宜≤基坑實(shí)測深度標(biāo)高-1. 2×建筑基坑側(cè)壁重要性系數(shù)×(實(shí)測地下穩(wěn)定水位埋深標(biāo)高-基坑實(shí)測深度標(biāo)高)。

1.2 帷幕形式

防滲帷幕宜采用兩排水泥攪拌樁套打,兩排樁的相互搭接宜不小于150 mm,工藝為兩噴四攪。常使用的形式有以下幾種:

1)灌注排樁支護(hù)體加兩排套打水泥攪拌樁防滲帷幕,適用于基坑較深且基坑側(cè)壁安全等級(jí)要求較高時(shí)使用,帷幕應(yīng)置于排樁之后,為保證二者之間土體的穩(wěn)定性,二者凈距以不大于300 mm為宜。

2)土釘或預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)體加兩排套打水泥攪拌樁防滲帷幕,適用于基坑較淺時(shí)使用。土釘穿透攪拌樁樁體成孔并安放、注漿,然后掛網(wǎng)噴射混凝土面層。

3)水泥攪拌樁兩排套打并在樁體中插鋼筋、鋼管或槽鋼等整體作為支護(hù)體系,并在攪拌樁頂部設(shè)置厚度為0. 2 m,寬度與墻身一致的鋼筋混凝土壓板來增加支護(hù)體的整體穩(wěn)定性。

4)水泥攪拌樁相互套打形成格柵式擋土壩支護(hù)體,適用于場地較開闊處的基坑支護(hù),兩排防滲帷幕設(shè)置于擋土壩緊臨基坑的內(nèi)側(cè)。攪拌樁由一種具有一定剛性的脆性材料構(gòu)成,其抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度,格柵式擋土壩形成一個(gè)“重力壩”就是利用結(jié)構(gòu)本身自重和抗壓不抗拉的一種形式。

1.3 施工流程

測量放樣→鉆機(jī)就位→穩(wěn)定、調(diào)平鉆機(jī)→鉆機(jī)預(yù)拌下沉慢速鉆進(jìn)→復(fù)查鉆機(jī)垂直度→繼續(xù)鉆進(jìn)→到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高止→制備水泥漿→鉆機(jī)噴漿提鉆至樁頂→下鉆復(fù)攪→提鉆噴漿至樁頂→提鉆至地面→鉆機(jī)移位至新樁位。

1.4 施工要求

1)水泥攪拌樁施工現(xiàn)場事先應(yīng)整平,不得有地下障礙物,若有池塘、洼地等應(yīng)抽水和清淤并回填粘性土料后壓實(shí)。攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相匹配,以確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點(diǎn)均能經(jīng)過20次以上的攪拌。

2)施工前應(yīng)確定水泥漿泵輸漿量、水泥漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間和鉆桿提升速度等施工參數(shù),并根據(jù)設(shè)計(jì)要求來確定施工工藝。所使用的水泥都應(yīng)過篩,漿液制備應(yīng)隨配隨用不得離析,必須連續(xù)泵送。拌制水泥漿液的罐數(shù)、水泥和外摻劑用量以及泵送漿液的時(shí)間等應(yīng)有專人記錄,噴漿量及攪拌深度必須采用經(jīng)國家計(jì)量部門認(rèn)證的監(jiān)測儀器進(jìn)行自動(dòng)記錄。

3)攪拌機(jī)噴漿提升的速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求,并配專人記錄。

4)當(dāng)水泥漿液到達(dá)出漿口后,應(yīng)噴漿攪拌30 s,在水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?再開始提升鉆頭。停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高300 mm~500 mm。施工中應(yīng)始終保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的垂直。

5)攪拌機(jī)預(yù)拌下鉆時(shí)不宜用水,當(dāng)遇到較硬土層而下鉆太慢時(shí)方可適量泵水,但應(yīng)考慮泵水對(duì)樁身強(qiáng)度的影響。

6)施工時(shí)如因故障停漿,應(yīng)將鉆頭下沉至停漿點(diǎn)以下500 mm處,待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿攪拌提升。若停機(jī)超過3 h,宜先拆卸輸漿管并妥加清洗。

7)防滲帷幕套打施工時(shí),相鄰樁的施工時(shí)間不宜超過24 h。如間隔時(shí)間太長,與相鄰樁無法搭接咬合時(shí),應(yīng)采取局部補(bǔ)樁或注漿等補(bǔ)強(qiáng)措施。

2 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的鉆桿鉆進(jìn)到土層的預(yù)定位置后,以高壓設(shè)備使?jié){液或水、空氣成為20MPa~40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來,沖切、擾動(dòng)、破壞土體,同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升,將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合,漿液凝固后,在土中形成一個(gè)有一定強(qiáng)度的圓柱狀固結(jié)體或相鄰樁體相互咬合成一體的墻體固結(jié)體,該工藝起到止水與土體加固的作用,以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。高壓噴射注漿法分旋噴、定噴、擺噴,根據(jù)噴射方法的不同可分為單管法、二重管法和三重管法。

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

水泥宜選用強(qiáng)度等級(jí)為32. 5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥,摻入量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土層情況通過試驗(yàn)確定,經(jīng)驗(yàn)值常為200 kg/m~300 kg/m。根據(jù)施工的需要可加入適量的外加劑及摻合料。水灰比宜為0. 8~1. 5,常用1. 0,樁徑不小于600 mm,設(shè)計(jì)樁長等同于水泥攪拌樁防滲帷幕樁長的算法。

2.2 帷幕形式

防滲帷幕套打時(shí)以相互搭接不小于300mm,設(shè)計(jì)成孔深度不大于20 m為宜。常使用的形式有以下幾種:

1)灌注排樁支護(hù)體加樁間插打高壓旋噴樁止水。適用于基坑較深、基坑側(cè)壁安全等級(jí)要求較高且施工現(xiàn)場因場地或空中障礙物影響而不具備打深層攪拌漿噴樁帷幕時(shí)使用,注漿方法宜使用旋噴,當(dāng)排樁間凈距小于旋噴樁樁徑時(shí),單管法插打應(yīng)不少于兩根,雙管法或三管法應(yīng)不少于一根,最好為兩根。當(dāng)排樁間凈距大于旋噴樁樁徑時(shí),根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況合理布置樁數(shù)。

2)可在土釘或預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)體加雙排高壓旋噴樁防滲帷幕中運(yùn)用。也可在高壓旋噴樁兩排套打并在樁體中插鋼筋、鋼管或槽鋼等整體作為支護(hù)體系中應(yīng)用。

2.3 施工流程

測量放樣→鉆機(jī)就位→穩(wěn)定、校正鉆機(jī)→制備水泥漿→貫入噴射管用高壓泥漿旋噴強(qiáng)制切土鉆進(jìn)→到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高止→鉆機(jī)旋噴提鉆至樁頂→鉆機(jī)移位至新樁位。

2.4 施工要求

噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān),其中包括噴射壓力、提升速度、被加固土的抗剪強(qiáng)度、噴咀直徑和漿液稠度。加固范圍與噴射壓力、噴咀直徑成正比,與提升速度、土的抗剪強(qiáng)度和漿液稠度成反比。加固體強(qiáng)度與單位加固體中的水泥摻入量和土質(zhì)有關(guān)。

1)噴射孔與高壓注漿泵距離應(yīng)不大于50 m,裝、卸噴射管時(shí),采取密封措施、加快裝卸速度以防止噴嘴堵塞。

2)在高噴灌漿過程中,出現(xiàn)壓力突降或驟增、孔口回漿濃度和回漿量異常,甚至不返漿等情況時(shí),查明原因后立即處理。3)高噴灌漿保持全孔連續(xù)一次作業(yè),作業(yè)中因拆卸噴射管而停頓后,重復(fù)高噴灌漿長度不小于0. 3 m。

4)供漿正常情況下,孔口回漿密度變小、不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),擬采取加大進(jìn)漿密度或進(jìn)漿量的措施予以處理。當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿,應(yīng)采取相應(yīng)措施馬上處理。

5)高噴灌漿結(jié)束后,應(yīng)迅速拔出噴射管。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂標(biāo)高,應(yīng)充分利用孔口回漿或水泥漿液對(duì)已完成孔進(jìn)行及時(shí)回灌,直至漿液面不下降為止。

6)施工中如實(shí)記錄高壓旋噴灌漿的各項(xiàng)參數(shù)、漿液材料用量、異常情況及處理等。做好廢棄泥漿的處理,及時(shí)運(yùn)走或現(xiàn)場堆放后期運(yùn)出。

防滲帷幕樁入土深度較長時(shí),偶爾會(huì)出現(xiàn)樁與樁之間咬合不住,造成樁縫漏水或流砂現(xiàn)象,產(chǎn)生這種現(xiàn)象時(shí)要迅速在縫隙漏水處打入花管,并向內(nèi)注水玻璃或摻入有三乙醇氨的稠水泥漿進(jìn)行堵漏,如縫隙較大時(shí)也可以采用土辦法,如用干海帶塞入縫隙中,海帶遇水膨脹就會(huì)將縫隙堵死,或者是在滲水或漏水處將0. 8 mm~1 mm厚的鐵皮用膨脹螺絲固定在樁體上,然后用快凝水泥迅速封堵。

裝配式建筑作為一種新興的建筑施工方法，其很多優(yōu)點(diǎn)都是傳統(tǒng)建筑無法比擬的。以上內(nèi)容就是“裝配式施工知識(shí)分享：基坑工程中防滲帷幕的應(yīng)用”，更多裝配式新發(fā)展新資訊，歡迎繼續(xù)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校裝配式建筑行業(yè)頻道!環(huán)球網(wǎng)校為大家提供 免費(fèi)預(yù)約短信提醒服務(wù)和裝配式精華考點(diǎn)/課程講義，點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載即可獲取。