隔水帷幕工程設計與施工分析

【摘 要】 本文根據藍色港灣項目，對隔水帷幕工程設計與施工進行了分析，介紹了設計與計算依據、設計與計算、旋噴樁施工、旋噴操作要點及參數控制及安全操作管理，為廣大設計與施工人員提供一定參考意見.

【關鍵詞】 隔水帷幕 旋噴樁 參數控制

1 前言

藍色港灣項目擬建場地東南角部分與公園湖泊相鄰，根據本場地巖土工程勘察報告描述，東南角部分與公園湖泊可能為同一個取土坑，現狀被回填土覆蓋，回填土最深部分達9m，平均深度約7m，所以擬建場地東南角未來將受到湖泊水位影響。為保證擬建基坑的施工安全和靠近湖泊擬建建筑物正常使用，現決定沿用地紅線在與湖泊鄰近部分使用止水帷幕隔離地下水。

2 設計與計算依據

《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2002）。

3 設計與計算

根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）規定，作為隔水帷幕旋噴樁相鄰樁搭接厚度不宜小于300mm，樁垂直度為2%，建議當采用單排樁時搭接寬度應不小于樁長1.2%-1.5%.為方便計算根據勘察報告提出計算模型見圖1所示：

3.1 確定旋噴樁搭接厚度

根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）規定，高壓噴射注漿法使用于深基坑、地鐵等工程形成連續體時相鄰樁搭接不宜小于300mm。

3.2 確定止水帷幕厚度t

其中t為相鄰樁搭接厚度；R為旋噴樁半徑300mm，2e搭接寬度300mm，則有

3.3 確定樁長

根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）8.4.2落底式豎向隔水帷幕應插入下臥不透水層，其插入深度為l=0.2hw-0.5b，一般旋噴樁樁徑為500mm，隔水帷幕厚度為300mm，則有l=0.2×10.05-0.5×0.5196=1.75≈2（m），則止水帷幕插入粘質粉土⑤層2m可滿足要求，則旋噴樁長應為16m，樁徑為500mm。

3.4 確定樁間距s

樁間距s=300mm.由于旋噴樁插入粘土層，所以可不進行坑底邊旁流土條件驗算。

止水帷幕旋噴樁設計參數，使用單排旋噴樁相疊形成隔水帷幕，旋噴樁底進入粘質粉土層。旋噴樁參數使用2根旋噴樁相交止水；鉆孔直徑100mm；樁長16m；樁徑600m；樁間距：0.3m；兩樁相交處厚度0.519m。

4 旋噴樁施工分析

旋噴樁施工見圖2所示。

4.1 鉆機就位、調整鉆架角度

首先鉆機就位，檢測機械運轉情況，在保證機械正常運轉情況下調整鉆機垂直度，然后調整鉆桿頭對準設計孔位中心，保證鉆孔達到設計要求垂直度，設計要求垂直度應該保證在1.5%之內即可.

4.2 制漿

按照設計配合比制備泥漿，將水泥和外加劑倒入事先準備好的水中進行攪拌均勻，然后通過0.8mm篩進行過濾篩分兩次，制漿完成。

4.3 鉆孔、插管及拔管

啟動鉆機進行鉆孔，同時啟動壓漿機輸送泥漿，使鉆桿沿著泥漿成孔下沉，直到樁底達到設計標高為止，拔出鉆桿插入插管，插管過程中使用較小壓力不超過1Mpa射水。

4.4 噴射作業

噴管插入預定深度后由下而上進行噴射作業，使用參數按設計要求，當漿液初凝時間超過20h及時停止使用該水泥漿；

4.6 沖洗、移動機具

當噴射提升到設計標高后旋噴即告結束。施工完畢后應把注漿管等機具設備沖洗干凈，管內機內不得殘存水泥漿.將漿液換成清水，在地面上噴射以便將泥漿泵和注漿軟管內的漿液全部排出.將鉆機等機具設備移到新孔位上。

5 旋噴操作要點及參數控制

5.1 旋噴操作要點

施工前檢查設備運轉情況，包括高壓設備、管路、壓力表、流量計量表等，檢查管路是否連接正常、管內是否有異物，管道連接是否漏氣等。

施工過程中要隨時檢查施工機械的垂直度，施工機械振動，如機械固定不好容易產生一定位移，因此在施工時要定期對設備的垂直度進行檢測，要滿足不大于1.5%要求。

插管和噴射過程中為避免噴嘴被堵，在安裝及拆卸注漿管時要清除管內異物，用水沖洗干凈后進行組裝，管頭用布包裹以免進入異物堵塞注漿管。

壓力和流量符合設計值，噴射時做好壓力、流量和冒漿量測工作，按照要求進行記錄，拆卸鉆桿繼續噴射時鉆桿要有部分搭接長度，先噴漿后旋轉、提升來防止注漿管扭斷。

水灰比按照設計要求進行，旋噴過程中要對泥漿進行攪拌防止泥漿沉淀影響泥漿濃度變化.施工完畢拔出注漿管進行清洗注漿管和注漿泵.管內不得有殘存水泥漿。

5.2 旋噴樁施工參數

水泥用P.O325；水泥漿水灰比1：1，按要求量摻加早強劑；水泥漿液壓力0.5-2.0MPa；流量60-90L/min；鉆桿提升速度8-10cm/min。

6 安全操作管理

高壓泥漿泵、空壓機、高壓清水泵施工前要對機械進行檢查，操作人員必須指定專人負責，特別是壓力表壓力表定期檢修，一般壓力表在6個月或者使用200次后要到法定計量部門進行標定后可以使用，鉆機操作人員應具有熟練操作技能，懂得機械操作規程及機械出現問題能夠及時發現等知識。

施工準備階段對泥漿泵進行全面檢查，特別是泵體內有無殘渣，對待施工的泥漿泵進行清理，檢查泥漿泵運轉情況，管道密封情況.特別是安全閥中安全銷要進行試壓檢驗試驗，確保在施工過程中達到規定壓力時安全銷能夠斷銷卸壓，絕不允許安裝后未經過試壓檢驗自制安全銷。

高壓膠管系根據脈沖峰值、波形壓力為工作壓力1.5倍方形波設計制造.使用時如果超過壓力范圍要顯著降低其使用壽命.若軟管極端彎曲將明顯影響耐壓效率產生早期疲勞損壞，故使用時不應小于規定最小彎曲半徑.

7 結論

本文通過對藍色港灣項目對隔水帷幕工程設計與施工進行了分析，通過計算確定了單排樁時搭接寬度、確定止水帷幕厚度及樁長，同時對隔水帷幕工程施工進行了分析，提出了旋噴樁施工工藝、參數控制及安全操作管理，為工程順利施工提供一定的技術參考.

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