本實用新型涉及一種新型高效止水帷幕施工技術(shù)，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

基坑滲漏問題關(guān)系著基坑工程的施工安全，止水帷幕是控制基坑工程地下水滲漏的主要措施。以水泥土攪拌樁做止水帷幕在基坑工程中廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的水泥土攪拌樁技術(shù)機械化水平低，每幅樁樁間搭接質(zhì)量難以保證，易造成基坑滲漏，存在一定的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：提供一種止水帷幕施工裝置，以解決傳統(tǒng)的水泥土攪拌樁技術(shù)存在安全隱患的問題，很好地克服傳統(tǒng)技術(shù)存在的不足。

為解決上述問題，擬采用這樣一種止水帷幕施工裝置，包括沿豎向設(shè)置的噴漿鉆桿和噴氣鉆桿，噴漿鉆桿和噴氣鉆桿均為中空結(jié)構(gòu)，噴漿鉆桿和噴氣鉆桿的下端均設(shè)置有鉆頭，且噴漿鉆桿和噴氣鉆桿下端的側(cè)壁上或鉆頭上還設(shè)置有連通鉆桿內(nèi)腔與外部的噴孔，噴漿鉆桿和噴氣鉆桿的上端還設(shè)置有用于驅(qū)動鉆桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。

前述裝置中，所述噴漿鉆桿共三個，噴氣鉆桿共兩個，噴漿鉆桿和噴氣鉆桿交錯地并排設(shè)置；

前述裝置中，噴氣鉆桿下端的水平位置高于噴漿鉆桿下端的水平位置。

本實用新型還提供了一種止水帷幕施工方法，包括：

步驟一：施工勘察和樁位放樣

對施工場地進(jìn)行平整、壓實，清除地面地下障礙，以方便設(shè)備移動就位，探明并清除地下障礙物，對于淤泥質(zhì)土層需要回填土，分層回填夯實，而后，按圖放出止水帷幕結(jié)構(gòu)軸線，設(shè)立臨時控制樁，在施工過程中每天對控制點進(jìn)行校核，并做好有效保護；

步驟二：開挖導(dǎo)向儲留溝

采用0.4m³～1m³挖土機開挖工作溝槽，遇有地下障礙物時，使用大型挖機進(jìn)行大面積深挖清障，直到清障完畢，然后回填土壓實，重新開挖溝槽；

步驟三：定位

將所述施工裝置移到指定樁位對中，雙向調(diào)整樁機垂直度，樁基垂直偏差不大于2‰，確保鉆桿軸芯就位不偏，在溝槽兩側(cè)打入地下4根10#槽鋼深1.5m作為固定支點，垂直溝槽方向放置兩根H型鋼與支點焊接，規(guī)格為200×200，長約2.5m；

步驟四：配制水泥漿，

漿液從散裝水泥進(jìn)罐倉配置、攪拌、注入全過程智能化操作，提高了水灰比、水泥摻入量、水泥漿流量關(guān)鍵指標(biāo)的準(zhǔn)確度，提高攪拌樁成樁質(zhì)量。

步驟五：下鉆攪拌和噴漿，下鉆達(dá)到設(shè)計樁長

啟動全封閉全自動攪拌注漿系統(tǒng)，實現(xiàn)了水泥漿拌制過程的全封閉，消除了粉塵污染，每套系統(tǒng)每臺班可減少用工1~2人，開動送漿泵，使?jié){液從噴漿鉆桿下端的噴孔噴出并具有一定壓力后，開始鉆進(jìn)攪拌，同時根據(jù)試樁結(jié)果調(diào)整送漿泵壓力，保證噴漿量滿足要求，轉(zhuǎn)軸間的旋轉(zhuǎn)方向互為相反，以實現(xiàn)自穩(wěn)平衡，噴漿量控制為總量的70%，在鉆進(jìn)過程中連續(xù)噴入水泥漿液，鉆進(jìn)至設(shè)計樁長原地噴漿攪拌30秒，若中途出現(xiàn)管路堵塞停止超過30分鐘時，應(yīng)立即對注漿泵和漿液輸送管路進(jìn)行清洗，防止?jié){液固結(jié)。

步驟六：上提鉆桿攪拌和噴漿，上提到達(dá)樁頂

將攪拌頭自樁端反轉(zhuǎn)勻速提升攪拌，連續(xù)噴入水泥漿液，直至地面，噴漿量控制為總量的30%，注漿量的大小由裝在操作臺的調(diào)速器和自動瞬時流速計及累計流量計監(jiān)控，鉆頭提升至地面后，立即反向鉆進(jìn)復(fù)攪，在復(fù)攪過程中，對局部噴漿不足的樁身部位進(jìn)行補漿，并防止噴漿口堵塞。

工作原理：配置五根中空鉆桿，三根鉆桿噴漿，兩根鉆桿噴氣，鉆桿內(nèi)部分別設(shè)置有噴漿通道和噴氣通道，鉆桿前端設(shè)置有噴漿孔，充分利用鉆桿作為噴漿管，旋轉(zhuǎn)接頭連接注漿管，漿液通過通過注漿管注入到鉆桿內(nèi),通過鉆頭和鉆桿上葉片的攪動力以及壓縮氣體對土體的切割力對地基土進(jìn)行均勻地攪拌，使水泥土充分?jǐn)嚢杌旌希纬蛇B續(xù)的水泥土墻作為止水帷幕。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型較好地解決了深基坑止水帷幕滲漏等施工安全技術(shù)難題，工藝先進(jìn)，整體性、抗?jié)B性、穩(wěn)定性好、智能化、綠色環(huán)保，減少了工料機的投入和工人工作量，縮短了工期，降低了工程造價，降低安全事故發(fā)生的概率，大大地減少了安全事故的發(fā)生，從而提高安全水平，達(dá)到了預(yù)期的研究效果，為今后止水帷幕施工特別是類似軟土地區(qū)深基坑圍護施工提供重要的依據(jù)。整個成樁過程數(shù)字化，可存儲，可廣泛應(yīng)用到地下空間開發(fā)的止水帷幕施工技術(shù)中。

附圖說明

圖1是所述施工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是五軸攪拌樁強度隨不同土層深度變化曲線圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將通過附圖對實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實施例：

參照圖1和2，本實施例提供一種止水帷幕施工裝置，包括沿豎向設(shè)置的三個噴漿鉆桿1和兩個噴氣鉆桿2，噴漿鉆桿1和噴氣鉆桿2交錯地并排設(shè)置，噴漿鉆桿1和噴氣鉆桿2均為中空結(jié)構(gòu)，噴漿鉆桿1和噴氣鉆桿2的下端均設(shè)置有鉆頭3，且噴漿鉆桿1和噴氣鉆桿2下端的側(cè)壁上或鉆頭3上還設(shè)置有連通鉆桿內(nèi)腔與外部的噴孔4，噴氣鉆桿2下端的水平位置高于噴漿鉆桿1下端的水平位置，噴漿鉆桿1和噴氣鉆桿2的上端還設(shè)置有用于驅(qū)動鉆桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置5。

以位于上海市閔行區(qū)某工程項目為例，建筑面積 9.29萬平方米，基坑面積2.16萬平方米，周長658米，整體為2層地下室，基坑開挖深度為8.8~12.5米，基坑圍護形式采用鉆孔灌注樁擋土+五軸攪拌樁止水帷幕+二道鋼筋混凝土支撐（局部一道鋼支撐）。

一．施工參數(shù)設(shè)計：

水泥漿配合比取1.5：1，采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥密度為3t/m³，土體密度取1.8t/m³，水泥漿比重為1.36kg/L，攪拌樁計算面積取2.42 m²。直徑φ800五軸攪拌樁搭接長度300mm，下沉速度取0.8m/min，提升速度取1.2m/min，鉆頭每轉(zhuǎn)一圈提升或下沉量以10~15mm為宜。注漿壓力0.5~1.0MPa；加固體28d無側(cè)限抗壓強度不小于0.8MPa。

每幅樁水泥用量=攪拌樁計算面積×有效樁長×土體密度×水泥參入量。

二．施工工藝：

1．施工勘察：對施工場地進(jìn)行平整、壓實，清除地面地下障礙，以方便設(shè)備移動就位，探明并清除地下障礙物，對于淤泥質(zhì)土層需要回填土，分層回填夯實。

2．樁位放樣：按圖放出止水帷幕結(jié)構(gòu)軸線，設(shè)立臨時控制樁，在施工過程中每天對控制點進(jìn)行校核，并做好有效保護。

3．開挖導(dǎo)向儲留溝：采用0.4m³～1m³挖土機開挖工作溝槽。遇有地下障礙物時，使用大型挖機進(jìn)行大面積深挖清障，直到清障完畢，然后回填土壓實，重新開挖溝槽。

4．定位：五軸攪拌機移到指定樁位對中，雙向調(diào)整樁機垂直度，樁基垂直偏差不大于2‰，確保鉆桿軸芯就位不偏。在溝槽兩側(cè)打入地下4根10#槽鋼深1.5m作為固定支點，垂直溝槽方向放置兩根H型鋼與支點焊接，規(guī)格為200×200，長約2.5m。

5．水泥漿配制：漿液從散裝水泥進(jìn)罐倉配置、攪拌、注入全過程智能化操作，提高了水灰比、水泥摻入量、水泥漿流量關(guān)鍵指標(biāo)的準(zhǔn)確度，提高攪拌樁成樁質(zhì)量。

6．注漿系統(tǒng)：用全封閉全自動攪拌注漿系統(tǒng)，實現(xiàn)了水泥漿拌制過程的全封閉，消除了粉塵污染，每套系統(tǒng)每臺班可減少用工1~2人。

7．下鉆攪拌和噴漿：開動送漿泵，漿液從噴嘴噴出并具有一定壓力后，開始鉆進(jìn)攪拌，同時根據(jù)試樁結(jié)果調(diào)整送漿泵壓力，保證噴漿量滿足要求。轉(zhuǎn)軸間的旋轉(zhuǎn)方向互為相反，能自穩(wěn)平衡，噴漿量控制為總量的70%。

8．下鉆達(dá)到設(shè)計樁長：在鉆進(jìn)過程中連續(xù)噴入水泥漿液，鉆進(jìn)至設(shè)計樁長原地噴漿攪拌30秒。若中途出現(xiàn)管路堵塞停止超過30分鐘時，應(yīng)立即對注漿泵和漿液輸送管路進(jìn)行清洗，防止?jié){液固結(jié)。

9．上提鉆桿攪拌和噴漿：將攪拌頭自樁端反轉(zhuǎn)勻速提升攪拌，連續(xù)噴入水泥漿液，直至地面，噴漿量控制為總量的30%，注漿量的大小由裝在操作臺的調(diào)速器和自動瞬時流速計及累計流量計監(jiān)控。

10．上提到達(dá)樁頂：鉆頭提升至地面后，應(yīng)立即反向鉆進(jìn)復(fù)攪，在復(fù)攪過程中，應(yīng)對局部噴漿不足的樁身部位進(jìn)行補漿，并防止噴漿口堵塞。

三．施工監(jiān)測結(jié)果：

1．施工時間和工效

水泥土攪拌樁長18.5m，樁徑φ800，每幅樁施工用時20分鐘，攪拌施工8分鐘，移機12分鐘，其工效為42.24m³/h。

2．樁芯強度檢測結(jié)果

現(xiàn)場隨機選取2%的攪拌樁進(jìn)行鉆芯取樣，檢查攪拌樁的成樁長度和均勻性。每根樁取芯數(shù)量為在連續(xù)鉆取的全樁長范圍內(nèi)的不同深度和不同土層樁芯上取不應(yīng)少于5點，且在基坑坑底附近應(yīng)設(shè)取樣點，每點3件試塊。鉆孔取芯完成后的空隙應(yīng)注漿填充。

3．止水效果

經(jīng)觀測止水帷幕沒有明顯出水點，經(jīng)檢測2層土位置水泥土的滲透系數(shù)K=3.6×10^-6cm/s，3層土位置水泥土的滲透系數(shù)K=9.2×10^-6cm/s，4層土位置水泥土的滲透系數(shù)K=1.6×10^-6cm/s，完全達(dá)到止水帷幕的性能要求。

4．置換土排出量

12%~16%，消除了雙軸攪拌樁、三軸攪拌樁置換土量大的缺陷。

5．勞動力配置

每臺五軸攪拌機配置機手1人，制漿和注漿系統(tǒng)1人，測點定位人員1人，指揮人員1人。

6．變形監(jiān)測結(jié)果

冠梁處最大水平位移25mm，深層水平位移最大點位于開挖面處，有38mm。

四．適用范圍及應(yīng)用前景：

某項目施工中基坑周邊止水帷幕采用新型五軸攪拌樁技術(shù)施工，在施工過程中每臺班由4名技工和普工進(jìn)行操作，平均每天成樁約15幅，施工效率高。本項目土方開挖完畢，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)圍護樁樁體表面較為干燥，基坑無滲漏現(xiàn)象，且施工安全有保障，在施工過程中未發(fā)現(xiàn)任何安全事故，應(yīng)用效果較好。本技術(shù)適用于高層建筑工程的基坑周邊止水帷幕施工，在多層、超高層及地質(zhì)復(fù)雜的人工深基坑工程中也被廣泛的使用。

五．結(jié)語

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本技術(shù)較好地解決了深基坑止水帷幕滲漏等施工安全技術(shù)難題，工藝先進(jìn)，整體性、抗?jié)B性、穩(wěn)定性好、智能化、綠色環(huán)保，減少了工料機的投入和工人工作量，縮短了工期，降低了工程造價，降低安全事故發(fā)生的概率，大大地減少了安全事故的發(fā)生，從而提高安全水平，達(dá)到了預(yù)期的研究效果，為今后止水帷幕施工特別是類似軟土地區(qū)深基坑圍護施工提供重要的依據(jù)。整個成樁過程數(shù)字化，可存儲，可廣泛應(yīng)用到地下空間開發(fā)的止水帷幕施工技術(shù)中。