清沟排涝闸水泥搅拌桩截渗墙在基坑降水重的应用

摘要:基坑止水、基坑稳定,采用水泥搅拌桩进行基坑防渗,施工方便、防渗效果好、造价低,具有较高的应用和推广价值。

关键词: 基坑施工;水泥搅拌桩截渗墙施工与应用

1、水泥搅拌桩截渗墙方案选择

清沟排涝闸位于蚌埠市城市防洪堤东,排涝面积40km2,设计三孔,设计流量80m3/S,设计闸底高程13.0。

1.1清沟排涝闸工程地质

根据钻探和测试资料场地地层自上而下可分为7层,现将其主要特征分述如下:

1层淤泥(Q4al)灰色,饱和,流塑状,该层仅在河道内揭示,夹碎石层。

2层重粉质壤土(Q4al)黄、黄褐色,湿,可塑,局部硬塑状,含铁锰质结核,场地内普遍分布。

3层粉、细砂(Q4al)黄色,饱和,呈松散～中密状,局部夹粉质粘土薄层,砂颗粒由上至下逐渐变粗。

4层粉质粘土(Q3al)黄色,湿,硬塑～坚硬状,含较多砂礓,夹薄层砂壤土。

5层砂砾石夹壤土(Q3al)

黄色,湿～很湿,结构较松散。⑥层全风化花岗岩(Pt1xz)色杂,很湿,主要呈碎石、砾石夹泥状,无柱状芯样。

1.2、基坑降水方案选择

清沟排涝闸由于闸基位于13.0高程的③层粉、细砂(Q4al)层。基础透水性很强且上游水位长期保持在17.5高程。在基坑开挖设计时考虑了排水和截渗两种方案:

1.2.1基坑井点降水

原设计采用井点降水,通过现场先期小范围试验:

1、降水效果不明显;

2、井点降水形成漏斗半径较大对周围较近建筑物的基础稳定造成很大的安全隐患。

1.2.2水泥搅拌桩截渗墙。

由于基坑原先采用井点降水方案先期试验不理想,所以最终确定采用水泥搅拌桩截渗墙进行基坑截渗。参照规范要求和以往设计经验确定本工程水泥搅拌桩截渗墙设计质量要求:

1、[J]>50([J]为墙体允许渗透坡降);

2、抗压强度: R28=16.5Mpa;

3、截渗墙体渗透系数:K≤10-7cm/s。

4、14天无侧限抗压强度应大于1.2Mpa。

5、水泥搅拌桩桩截渗墙:桩径500,桩顶高程16.70m,底高程8.2m(打入不透水层0.8m),走线在基坑开挖外轮廓线外11m处,打桩范围长约1172m,桩与桩间套打150mm,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥,掺入比为14%,打桩作业高程为17.30m。

2、水泥搅拌桩施工

在进行原料检测、场地平整和清除施工作业面杂物后施工机械进场进行工艺桩的实验确定实际配合比能不能满足设计要求,并据此作出适当调整。

2.1试桩

2.1.1 正式施工开始前必须在施工场地内钻取不同层次的地基土,在室内做各种配合比试验。

2.1.2 按设计确定的搅拌施工工艺试桩,最后确定搅拌机的灰浆泵输浆量、灰浆

经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间、提升速度和复搅深度、搅拌次数等参数。

2.2水泥搅拌桩施工

2.2.1施工流程

定位预搅下沉喷浆(或喷粉)搅拌上升重复搅拌下沉重复搅拌上升移位

2.2.2各工序操作工艺

1、定位

前后左右移动钻机,使钻头正确对准桩位。当地面起伏不平时,应使起吊设备保持水平。

2、 预搅下沉

搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉的速度可由电机的电流监测表控制。

3 、喷浆(或喷粉)搅拌上升

搅拌头下沉到达设计深度后,将水泥浆或水泥粉喷入到地基中,边喷边旋转,同时严格按照设计确定提升速度和提升搅拌头。

4 、重复搅拌下沉

搅拌头提升至设计桩顶标高后,应再次将搅拌头边旋转边沉入土中,搅拌至设计加固深度。

5、 重复搅拌上升

搅拌头搅拌至设计加固深度后,再将搅拌头按照设计确定的提升速度搅拌提升至设计桩顶标高。

3、水泥搅拌桩质量控制

3.1 正式施工前应检查各种计量设备的完好程度。

3.2 桩体定位完毕,应及时检验,合格后才可进行搅拌施工。

3.3 所使用的水泥必须过筛,水泥浆液应严格按预定的配比拌制,制备好的浆液不得离析。泵送必须连续,拌制浆液的罐数、水泥的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。

3.4 搅拌机喷浆提升的速度和搅拌次数必须符合施工工艺的要求,应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间,深度记录误差不得大于50,时间记录误差不得大于5s,并详细记录每根工程桩的位置、编号。

3.5 搅拌桩成桩时应施工到整平标高。

3.6 当浆液到达出浆口后,应喷浆座底30s,使浆液完全到达桩端。

3.7 搅拌机预搅下沉时不宜冲水,当遇到硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,同是应考虑冲水对桩身强度的影响。

3.8 因故停浆时,应及时通知操作人员,记录停浆深度。同时应将钻头搅拌和下沉至停灰点以下0.5m,进行竖向搭接,待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3 小时,宜先拆卸输浆管路,并用水清洗。

4、水泥搅拌桩质量检验及防渗效果评价

本工程搅拌桩施工于2008年11月5日结束,施工结束15天后,由设计、监理和施工单位共同对桩体进行了强度和抗渗进行随机检测,检测结果均满足设计要求。

4.1通过钻孔取芯12孔,送检试样16件,抗压强度R28最大27.60 Mpa,最小18.4Mpa,平均21.6Mpa,符合设计要求。14天无侧限抗压强度送检6件,R最大1.6 Mpa,最小1.1 Mpa。其抗压强度变幅较大,分析原因与土层及含水量有关。

4.2由监理单位会同施工单位通过21天龄期取样送检水泥搅拌桩截渗墙的防渗性能并现场做围井实验,实验结果K≤1.7x10-8cm/s, 满足设计K≤10-7cm/s的要求。

4.3水泥搅拌桩经检测满足设计要求后,开始进行基坑开挖于2008年12月13日开挖至13.0高程,基坑面95%干燥,满足施工要求。

5、水泥搅拌桩截渗墙用于基坑截渗评价

水泥搅拌桩截渗墙截渗效果的好坏关键在于施工质量,要根据不同土层、土质特点及含水量合理确定施工参数,针对性的采用不同的施工工艺,才能保证墙体均匀、连续,截渗效果才能满足设计要求。在这方面还有待于进一步积累经验,总结不足,提高技术水平。水泥搅拌桩具有施工速度快、固结体强度大及不会造成环境和地下水污染,且耐久性较好,施工噪音较小等优点。我们相信随着技术的进步及理论水平的完善,水泥搅拌桩截渗墙的技术会在基坑截渗中得到进一步的推广和应用。