CN107489158A - 一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法。其技术方案要点是包括以下施工步骤：测量放样,旋挖钻机就位,止水桩钻孔,孔内填土、孔外造浆,长螺旋旋喷搅拌钻机就位,止水桩施工,支护桩钻孔和支护桩桩体施工。用该方法能提高止水桩的垂直度，形成更好的咬合止水效果；施工成的止水桩更均匀密实，成桩质量好；能够用于硬土层、砂卵石层及有大块石的地层中施工。

Description

一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法

技术领域

本发明涉及基坑止水帷幕工程领域，特别涉及一种止水帷幕桩的施工方法。

背景技术

如图1所示，止水帷幕是指设置在建筑基坑1***，用于保证基坑1开挖，阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体。止水帷幕常用的结构是由支护桩2和止水桩3连续间隔布置，一字排开并且相互之间有部分重叠形成咬合部4。支护桩2主要起到挡土的作用，止水桩3起到阻断基坑外的水层流入基坑的作用。支护桩2一般采用钢筋混凝土灌注桩或其它刚性强的桩体，止水桩3是将孔内土体与水泥浆进行搅拌或在土体内高压注入水泥浆而成的水泥土桩，一般用旋喷桩机、搅拌桩机或长螺旋旋喷搅拌钻机等机械施工而成。

用旋喷桩机施工成的水泥土旋喷桩虽然在软土地区基坑支护、止水帷幕及地基处理等领域有很好的应用，但在施工较硬土层时，则受到极大限制，尤其遇到砂层或砂卵石层时，旋喷效果大大减弱，无法实施。而且在深基坑帷幕长桩施工中，旋喷桩机施工成的旋喷桩垂直度不能保证，往往不能达到设计的目的导致止水失败。

用搅拌桩机施工的水泥土搅拌桩由于其施工简便、成本低廉，而被广泛应用于基坑支护、止水帷幕及地基处理等领域，但传统搅拌桩在施工较硬土层时，受到极大限制，尤其搅拌砂层或砂卵石层更是无法实施。

用长螺旋旋喷搅拌桩机施工的水泥土桩虽然较好的解决了硬土地区成孔成桩问题，但由于长螺旋旋喷搅拌桩机垂直度只能达到1%，在深基坑较长桩施工中，基坑底部的支护桩和止水桩经常无法咬合，形成“喇叭口”，造成了漏水现象，使得帷幕止水不能达到设计的要求。此外，在遇到大的卵砾石、块石时，长螺旋桩机容易卡钻，甚至无法钻进。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，该方法能提高止水桩的垂直度，形成更好的咬合止水效果；施工成的止水桩更均匀密实，成桩质量好；能够用于硬土层、砂卵石层及有大块石的地层中施工。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤a、测量放样：根据设计测量放样出止水桩和支护桩的桩位，并做好标记；

步骤b、旋挖钻机就位：钻机就位，钻头对准止水桩桩位中心，调整钻机水平和垂直度；

步骤c、止水桩钻孔：按照设计直径和设计深度进行钻孔；

步骤d、孔内填土、孔外造浆：在已钻好的孔内填入好土，在孔外的拌浆池中拌制水泥浆；

步骤e、长螺旋旋喷搅拌钻机就位：钻机就位，连接高压泵和高压管；

步骤f、止水桩施工：打开高压泵，启动长螺旋旋喷搅拌钻机，进行低压旋喷搅拌钻进；钻头到达孔底后，进行高压旋喷水泥浆，同时将水泥浆与孔内的土进行搅拌，并匀速提升钻头,直至搅喷到设计桩顶标高；

步骤g、支护桩钻孔：待止水桩强度上升后，旋挖钻机进行支护桩钻孔，同时切削相邻止水桩的一部分，使施工完成后的支护桩能够与止水桩形成咬合；

步骤h、支护桩桩体施工：支护桩孔内下入钢筋笼，灌注混凝土，形成钢筋混凝土支护桩,与止水桩相互咬合形成连续的止水帷幕。

通过采用上述技术方案，旋挖钻机可使止水桩的垂直度偏差控制在0.3%内，形成更好的咬合止水效果；由于孔内回填的好土相比原地层土石能与水泥浆搅拌更充分，施工成的止水桩更均匀密实，成桩质量好；由于采用的旋挖钻机比螺旋钻机有更强的钻力，所以该方法能够用于硬土层、砂卵石层及有大块石的地层中施工。

作为优选地，步骤d中在孔内填砂性土或粉土。

通过采用上述技术方案，砂性土或粉土能够更好地与水泥浆搅拌混合，形成密实度更高的止水桩，增加止水效果。

作为优选地，步骤f中低压旋喷搅拌钻进过程中，注浆压力控制在0.5～1.0MPa。

通过采用上述技术方案，钻头钻进过程中不断喷出水泥浆，喷浆口不易造成堵塞，同时该压力范围不会造成水泥浆的浪费。

作为优选地，步骤f中高压旋喷搅拌匀速提升过程中，注浆压力控制在20～30MPa。

通过采用上述技术方案，该范围内注浆压力能满足一般桩径的止水桩，水泥浆能够对设计桩径范围内土体进行有效切割渗透，压力过大时，水泥浆会射出桩径范围，造成不必要的浪费。

作为优选地，步骤f中高压旋喷搅拌提升过程中，在桩底以上2m和桩顶以下的2m范围内应反复多次搅喷。

通过采用上述技术方案，对桩头及桩底均为关键部位，且桩头回填土容易不密实，所以对这两个部位进行加强搅喷有利于提高成桩质量，减小后期出现漏水的可能。

作为优选地，提升速度为0.5～1.0m/min。

通过采用上述技术方案，该速度内基本能实现一次性成桩，如果提升太快，桩体会不密实需二次搅喷，提升太慢则影响施工效率且造成水泥浆的浪费。

作为优选地，步骤h中将钢筋混凝土支护桩替换为内插型钢的水泥土桩，其施工方法是，在钻好的支护桩孔内填入好土，用长螺旋旋喷搅拌钻机在孔内搅喷注浆，形成水泥土桩，在该水泥土桩内***型钢，形成支护桩；基坑肥槽回填后拔除型钢，回收利用。

通过采用上述技术方案，更加经济环保，而且支护桩前部分工艺与止水桩相同，提高了施工效率，节约工期。

作为优选地，型钢为H型钢。

通过采用上述技术方案，H型钢相比其它型钢有更好的横向受力效果，可以减轻型钢重量，节约材料，在保证安全的前提下，提高施工效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、旋挖钻机可使止水桩的垂直度偏差控制在0.3%内，提高了止水桩的垂直度，形成更好的咬合止水效果；

2、施工成的止水桩更均匀密实，减少了缩径现象，提高了止水帷幕的可靠性；

3、能够用于硬土层、砂卵石层及有大块石的地层中施工；

4、由于先施工的止水桩强度不高，支护桩钻孔时切削更容易；

5、支护桩采用水泥土桩内***型钢的方法，更加经济环保，而且支护桩前部分工艺与止水桩相同，提高了施工效率，节约工期。

附图说明

图1是止水帷幕结构示意图；

图2是旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩施工工艺流程图。

图中，1、基坑；2、支护桩；3、止水桩；4、咬合部。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例一：

如图2所示，一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤a、测量放样：在平整场地上测量放线，在放出的桩位处插上木棍或钢筋棍进行标识；另外在桩位旁作引桩，以便桩位出现偏差时随时复核；引桩为两根与桩位中心形成一条直线的标识桩，引桩通常的做法是用钢钎或打孔器在地上打一深孔，灌入白石灰粉；

步骤b、旋挖钻机就位：操作人员根据放出的桩位控制钻机的移动，确保钻孔轴心就位不偏，利用旋挖钻机自带装置调平并调整钻杆垂直，将钻具的垂直度偏差控制在0.3%范围之内；

步骤c、止水桩钻孔：按照设计直径和设计深度进行钻孔，钻进过程中监测下钻深度，避免超钻，终孔时测量孔的深度是否符合设计要求；由于采用的旋挖钻机比螺旋钻机有更强的钻力，所以其能够用于硬土层、砂卵石层及有大块石的地层中施工；

步骤d、孔内填土、孔外造浆：旋挖钻机成孔后，在孔内回填好土；为了便于搅喷实施，回填土优选砂性土，也可是粉土或其他土，但不能是有机质含量高的土，尤其不能用泥炭土；回填土太干燥时，应加水湿润；回填土顶部高度应比设计桩顶位置高0.5m；

在搅浆机中进行水泥浆的配制，一般水灰比可用1.3～1.5，搅好后过60目以细振动筛，存入储浆池；水泥必须具备出厂质量证明书，并按批次进行取样检测；

步骤e、长螺旋旋喷搅拌钻机就位：钻机就位，钻头中心对准孔位中心，将抽浆管一头放入储浆池，另一头与高压泵连接，高压泵与钻机用高压管进行连接；

步骤f、止水桩施工：打开高压泵，将压力控制在0.5～1.0MPa，长螺旋旋喷搅拌钻机启动，均速钻入孔底，边钻入边旋喷搅拌；钻头到达孔底后，进行高压旋喷水泥浆，同时将水泥浆与孔内的土进行搅拌形成止水桩；高压旋喷水泥浆的压力控制在20～30MPa；高压旋喷搅拌过程中，将钻头匀速提升，利用变频器控制提速，提升速度应控制在0.5～1.0m/min，直至搅喷到设计桩顶标高；提升过程中在桩底以上2m范围内和桩头以下2m范围内应反复多次搅喷，使该部位的回填土与水泥浆搅拌更充分；例如钻头提升至孔底以上2m时，钻机再次向孔底钻入，同时进行高压搅喷，循环2次后，继续向上提升；必要时可以再次下入一定深度进行局部或整体搅喷水泥浆；由于孔内回填的好土相比原地层土石能与水泥浆搅拌更充分，施工成的止水桩更均匀密实，成桩质量好；

步骤g、支护桩钻孔：待止水桩强度上升后，一般是在止水桩完成3～5天后，旋挖钻机就位，利用自身装置进行调平并调整钻杆的垂直度，按设计的支护桩孔位中心进行钻孔，同时切削相邻止水桩的一部分，使施工完成后的支护桩能够与止水桩形成咬合；达到设计深度后，将钻头拔出，钻机移位；

步骤h、支护桩桩体施工：将提前加工好的钢筋笼吊放入支护桩桩孔内，向孔内灌注混凝土，形成钢筋混凝土支护桩,与止水桩相互咬合形成连续的止水帷幕。

实施例二：

与实施例一不同之处在于：步骤h中钢筋混凝土支护桩替换为内插型钢的水泥土桩，型钢可以为H型钢。

在钻好的支护桩孔内填入好土，用长螺旋旋喷搅拌钻机在孔内搅喷注浆，形成水泥土桩，在该水泥土桩内***型钢。型钢外侧涂抹脱模油，用起重设备将型钢吊起，利用其自重下沉，不能达到设计深度时，使用振拔机将型钢振动***，形成支护桩。

待基坑回填完成后，用专用起拔机将型钢起拔回收，水泥土桩上留下的空洞，用水泥浆或水泥土浆液灌满，并用粘土封口。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：

步骤a、测量放样：根据设计测量放样出止水桩和支护桩的桩位，并做好标记；

步骤b、旋挖钻机就位：钻机就位，钻头对准止水桩桩位中心，调整钻机水平和垂直度；

步骤c、止水桩钻孔：按照设计直径和设计深度进行钻孔；

步骤d、孔内填土、孔外造浆：在已钻好的孔内填入好土，在孔外的拌浆池中拌制水泥浆；

步骤e、长螺旋旋喷搅拌钻机就位：钻机就位，连接高压泵和高压管；

步骤f、止水桩施工：打开高压泵，启动长螺旋旋喷搅拌钻机，进行低压旋喷搅拌钻进；钻头到达孔底后，进行高压旋喷水泥浆，同时将水泥浆与孔内的土进行搅拌，并匀速提升钻头,直至搅喷到设计桩顶标高；

步骤g、支护桩钻孔：待止水桩强度上升后，旋挖钻机进行支护桩钻孔，同时切削相邻止水桩的一部分，使施工完成后的支护桩能够与止水桩形成咬合；

步骤h、支护桩桩体施工：支护桩孔内下入钢筋笼，灌注混凝土，形成钢筋混凝土支护桩,与止水桩相互咬合形成连续的止水帷幕。

2.根据权利要求1所述的一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于：步骤d中在孔内填砂性土或粉土。

3.根据权利要求1所述的一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于：步骤f中低压旋喷搅拌钻进过程中，注浆压力控制在0.5～1.0MPa。

4.根据权利要求1所述的一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于：步骤f中高压旋喷搅拌匀速提升过程中，注浆压力控制在20～30MPa。

5.根据权利要求1所述的一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于：步骤f中高压旋喷搅拌提升过程中，在桩底以上2m和桩顶以下的2m范围内应反复多次搅喷。

6.根据权利要求1所述的一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于：提升速度为0.5～1.0m/min。

7.根据权利要求1所述的一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于：步骤h中将钢筋混凝土支护桩替换为内插型钢的水泥土桩，其施工方法是，在钻好的支护桩孔内填入好土，用长螺旋旋喷搅拌钻机在孔内搅喷注浆，形成水泥土桩，在该水泥土桩内***型钢，形成支护桩；基坑肥槽回填后拔除型钢，回收利用。

8.根据权利要求7所述的一种旋挖成孔搅喷水泥土咬合帷幕桩的施工方法，其特征在于：型钢为H型钢。