[发明专利]双高压旋喷桩止水帷幕施工方法

说明书

技术领域

本发明属于基坑止水的双高压旋喷桩止水帷幕施工方法，主要应用于含有碎石、抛石的填土，砂层、粉砂、粉土等地下水丰富的临海地段基础加固及止水帷幕施工。

背景技术

随着地下空间的开发，基坑逐步向着深大基坑发展，20～30m的深大基坑屡见不鲜，在地下水丰富的地区如上海、天津，基坑深度范围受地下水影响大，基坑止水帷幕必须有效隔断第一、二层承压水联系。

根据地质勘察报告止水帷幕需要的深度达到-30～-60m，普通的注浆法以其可注性和加固土体均匀性差而不太合适。旋喷桩施工按注浆管类型分成单管，二重管、三重管等多种工法。单管法单纯喷射水泥浆液；二重管法在水泥浆液射流外面包裹一层高压空气同时喷射，来破坏土层结构，同时完成置换、填充。传统的三重高压旋喷桩在20m以下很难成桩；普通搅拌桩由于受到加固深度的限制，且难以搅动承载力基本值达180～200KPa的土层。深层搅拌桩和长螺旋灌注桩在碎石和抛石层中不能成孔。基坑深度达-60m的止水帷幕施工，用常规施工方法无法达到施工要求的地基加固。

目前基坑止水帷幕的做法主要有两种：一种将竖向止水帷幕穿过透水层下至不透水层；另一种在坑底处设置水平止水层与地连墙组成一个立体隔水系统。经测算，采用水平止水层工程造价大于竖向帷幕。如何更加经济合理地攻克超深止水帷幕施工技术难关，为此，在工程中越来越需要一种新的方法，解决止水施工问题。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种双高压旋喷桩止水帷幕施工方法，有利于解决超深地基处理中止水加固，提高桩体的强度和抗渗性，降低施工造价。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种双高压旋喷桩止水帷幕施工方法，该方法适于深度达到-30～-60m的土层深基坑止水帷幕或者地基加固，该方法包括有以下步骤：

(1)止水帷幕施工

首先利用地质钻机隔一引一跳跃式引孔并施工高压旋喷桩，然后再在所述引孔施工旋喷桩间部分引孔施工，形成第一排相互咬合旋喷桩连续体，以同样方法施工多排，排与排之间桩位以梅花外形布置并搭接，排数的多少以土层地质的土质种类、密实度和旋喷桩的深度确定；旋喷施工时把带有喷嘴的注浆管下至所述土层预定深度，以高压泵产生20～40Mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成的喷射流冲切破坏所述土层，当喷射流的动压大于土层结构强度时，土颗粒便从所述土层中剥落下来，一部分细颗粒随喷射的浆液或水冒出地面，其余土颗粒在喷射流的冲击力、离心力和重力的作用下，与浆液搅拌混合，形成一个圆柱形的固结体，即旋喷桩，旋喷桩相互咬合凝结在一起，旋喷桩的强度和抗渗性满足设计要求，构成能够防渗的止水帷幕；

(2)设计参数选择

高压旋喷桩设计参数包括有桩径和桩的垂直度，旋喷桩的相互咬合的咬合量要考虑钻机引孔成孔的偏斜率1.5％，相邻两旋喷桩孔位中心连线方向上的咬合搭接量应不得小于实际成孔偏斜率的1.5％与旋喷桩设计桩长之积；

(3)双高压旋喷桩

旋喷桩施工按注浆管类型分成单管，二重管、三重管多种工法，在三重管高压旋喷桩的基础上的双高压旋喷桩是用高压泵将浆压增大至20～30MPa的压力，再次喷射冲切所述土体扩充直径和填充，以保证成旋喷桩直径不小于800mm；双高压旋喷桩是在以高压泵产生20～30MPa高压水喷射流的周围环绕一股0.5～0.7MPa的圆筒状气流，进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切所述土体，形成空隙，再另由泥浆泵注入压力为0.5～3MPa的浆液压入填充，双高压旋喷桩是用高压泵将浆压增大至20～30MPa的压力，再次喷射冲切所述土体扩充直径和填充，以保证成旋喷桩直径不小于800mm；喷嘴做旋转和提升运动，最后便在土体中凝固为固结体，达到旋喷桩的相互咬合的目的；

(4)施工参数选择

双高压旋喷施工参数的确定，首先要根据以往施工经验对各参数进行初步设计，高压旋喷桩施工参数包括有旋转速度、提升速度、浆压、水压、浆液流量，以保证固结体尺寸，保证达到桩径不小于初始设计的桩径；然后对这些设计参数进行现场喷射试验，通过开挖和取芯检查成桩效果，修正设计选取的参数值，得出符合工程实际的施工工艺参数。