高压旋喷止水帷幕在住宅建设中的应用

张磊

【摘 要】 本文结合济南铁路北园住宅工程中成功使用高压旋喷止水帷幕的案例，着重介绍高压旋喷止水帷幕施工工艺及主要技术要求、质量检测、注意事项等。

【关键词】 高压旋喷止水帷幕；施工技术

高压旋喷止水帷幕，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体达到止水效果的施工技术。该施工技术速度快、占地少、振动小、噪音较低，适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。下面就高压旋喷止水帷幕施工技术在住宅建设工程中的应用举例进行说明。

1、工程概况

济南铁路北园住宅项目由17栋高层住宅及两层地下车库组成，基坑东西宽度约295m，南北长约430m，桩筏基础，框剪结构，基坑开挖深度-6.80～9.20m。项目位于千佛山前倾斜平原的下部与小清河冲积平原的交汇地带。场地内地下水类型为第四系孔隙潜水和风化基岩裂隙水，主要由大气降水和地下水渗流补给。勘探期间在钻孔中测得静止水位埋深1.00～1.50米，相应标高为23.82～25.10米。预计地下水位季节性变化幅度1米左右。上部地层由第四系河流相及山前冲积形成的粘性土、卵石土组成、下伏中生代燕山期侵入的风化辉长岩。在影响基坑开挖深度范围内自上而下分述如下：杂填土、粘土、粉土、姜石、粉质粘土混姜石、卵石等。

2、止水帷幕设计

结合项目地质条件，为减小基坑降水对周围建筑物和道路管线的沉降影响，在场地四周设置特别适合采用高压旋喷止水帷幕。高压旋喷帷幕桩直径1200mm，间距1000mm，摆角300，桩长13000mm（深度控制在比相应的降水井深约0.5米）。

3、高压旋喷止水帷幕施工

高压旋喷止水帷幕施工为多工种、多机械联合作业，各环节必须密切合作，才能保证施工质量。高喷灌浆施工流程如下：

3.1施工现场要求（1）平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。（2）建齐施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作台以及材料库等。（3）施工平台应做到平整坚实，风、水、电应设置专用管路和线路。（4）施工单位应制定环境保护措施，施工现场应设置废水、废浆处理和回收系统。（5）施工现场应布置开挖冒浆排放沟和集浆坑。（6）施工前应测量场地范围内地上和地下管线及构筑物的位置。（7）基线、水准基点，轴线桩位和设计孔位置等，应复核测量并妥善保护。（8）机械组装和试运转应符合安全操作规程规定。（9）施工前应设置安全标志和安全保护措施。

3.2主要施工机具、设备：旋喷桩机、灰浆搅拌机、空压机、高压水泵、挖掘机、控制测量检测设备如：测量仪、测量尺、水平尺、测斜仪、密度儀、压力表、流量计等。

3.3三重管高压旋喷桩施工工艺：施工工艺参数如下：水压：30～36Mpa；浆压：1.0～2.0MPa、浆液流量：100L/min，水灰比：1.0；气压：0.6～0.7Mpa；提升速度：7～10cm/min，旋转速度：7～10r/min，具体施工参数根据现场试喷实验效果确定。

操作工艺及技术要求以下：

3.3.1测量放线：依据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。

3.3.2确定孔位：在施工轴线上确定孔位，并编上孔号。孔位的允许偏差应为50mm。

3.3.3钻机造孔：旋喷桩孔位经监理单位、总包单位验收后，采用XY-1A钻机进行造孔。注浆孔垂直度偏差应为1.0%。钻孔完成后及时将孔口盖好，以防杂物掉入孔内。钻孔直径不小于127mm，并应大于喷射管外径20～50mm，以保证喷射时正常返浆、冒浆。终孔深度应大于设计开喷深度0.5～1.0m。

3.3.4下喷射管：钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆。将高喷台车移至成孔处，先进行地面试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后下管。待下管深度到达要求，经监理单位认可后方可喷射施工。下管过程中若遇特殊情况，如气压过高、喷嘴堵塞等，应立即停止下管，将喷管提出地面，处理完毕后再工作。

3.3.5搅拌制浆：按设计水灰比拌制水泥浆，使用高速搅拌机搅浆时间不少于60s。水泥浆自制备至用完的时间不少于2.5h。浆液应在过筛后使用。水泥浆密度为1.35～1.5g/cm3。

3.3.6喷射提升：当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的高压气、高压浆及高压水，待注入浆液冒出孔口，按设计的提速、旋转速度，自下而上边喷射边转动边提升，直至设计的终喷高度。

3.3.7回灌：喷射结束后，随即在喷孔内进行静压充填灌浆，直至浆液面不下沉为止。

3.3.8冲洗：喷射结束后，应及时将各管路冲洗干净，不得留有残渣，以防堵塞，特别是输浆系统要冲洗干净，直至管路中出现清水为止，再移动高喷台车进行下个孔的喷射。

3.4三重管高压旋喷桩施工常见施工问题的处理：

3.4.1不冒浆或断续冒浆：①若因土质松软造成，可适当复喷。②附近有空洞、通道，则应不提升注浆管继续注浆直至冒浆为止或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆。

3.4.2大量冒浆压力稍有下降：注浆管可能被击穿或有孔洞，应拔出注浆管进行检查。

3.4.3压力骤然上升：喷嘴或管路被堵塞，可采取以下措施：

①在高压泵和注浆泵的吸水管进口和泥浆储备箱中设置过滤网，并经常清理。高压水泵的滤网筛孔规格以1mm左右为宜，注浆泵和水泥储备箱的滤网规格以2mm左右为宜。

②认真检查风、水、浆的通道；在下注浆管前用薄塑料包裹好风、水喷嘴；遵守设备开动顺序，避免高压水和风的通道在压力较低的情况下，被泵送的水泥浆侵入造成堵塞。

③注意注浆泵的维护保养，保证注浆过程不发生故障，避免水泥浆在管道内沉淀。

④喷射过程中水泥供不应求时，应将注浆管提起一段距离，抽送清水将管道中的水泥浆顶出喷头后再停泵。

⑤喷射结束后，做好各系统的清洗工作。

3.4.4流量不变而压力突然下降或排量达不到要求：可能存在泄露现象，可采取以下措施：

①检查阀、活塞缸套等零件，磨损大的及时更换。

②检查吸水管是否畅通，是否漏气，避免吸入空气。

③检查安全阀、高压管路，清除泄露。

④检查活塞每分钟的往复次数是否达到要求，消除转动系统中的打滑现象。

⑤检查喷嘴是否符合要求，更换过度磨损的喷嘴。

4、注意事项

4.1施工前，建设、设计、监理等单位向施工单位进行技术交底。施工单位在开工前应做好下列工作：编制施工组织设计。建立质量保证体系。制定安全操作规程；制定劳动保护和文明施工措施；组织施工人员进行技术交底和培训；组织学习国家安全生产的法律、法规；施工记录所用各种表格应符合规范要求。

4.2材料质量控制（1）注浆所用的固化剂和外掺剂品种、规格及性能应符合设计。（2）水泥在使用前需作质量鉴定，搅拌水泥浆所用的水，应符合《混凝土拌合用水标准》。（3）为了解喷射注浆固结体的性质和浆液的合理配方，必须取现场各层土样，在室内按不同含水量和配合比进行试验，优选出最合理的浆液配方。在正式施工前现场进行喷射试验，查明喷射固结体的直径和强度，验证设计的可靠性和安全性。

4.3为保证止水帷幕施工效果，进行试喷试验，以有效验证帷幕设计施工参数。试喷点取基坑四侧各一点，取芯点宜布置在墙体中心线上的相邻两孔高喷凝结体的搭接处，宜自上而下分段钻孔、取芯和进行静水头压水试验。

参考文献：

[1]龚晓南、高有潮、《深基坑工程设计施工手册》、中国建筑工业出版社、1998.7；

[2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；