临海复杂地质条件旋喷桩止水帷幕工法.doc

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1、临海复杂地质条件旋喷桩止水帷幕工法1.前言图1.1青岛国际帆船中心陆域建筑包括，奥运村、运动员中心、媒体中心、后勤保障中心、陆域停船区地下车库等工程（见图1.1），是第29届奥运会帆船比赛基地，建筑总面积为㎡，其中地下建筑面积达66559㎡。该工程位于青岛市东部的临海地段，原地貌形态为海滨平原，后经人工回填改造而形成陆域，现场地形较平坦，地面标高为2.39m～4.08m。地层结构与地质构造简单，上部覆盖第四系土层1.5m～14.0m，主要为人工填土（内含抛石、块石、碎石以及红砖块与混凝土碎块等建筑垃圾，土质不均匀）、粉细砂、粗砂、粉质粘土和碎石

2、土等，其中有最大断面尺寸超过3m的抛石。其下为分布广泛且完整坚硬的花岗岩。场区地下水主要补给来源为海水的侧渗补给和大气降水的垂直入渗补给，其排汇方式表现为时段性向海径流排泄，其中近海地段的地下水直接与海水相通。地下水位埋深为1.70m～3.60m，海水潮汐高低差约4.5m。受潮汐影响，地下水位日变幅200～500㎜，地下水动态年变幅为1.5m左右，一般地下水变化较海水变化滞后1～3小时。为了保证该工程深基坑和地下工程的施工，2004年7月～12月，青岛建设集团置业分公司及集团所属的海川建设集团项目部成员在集团公司的组织下，研究并应用了适合临海地

3、下水特点的和抛石、碎石等复杂地质条件下的旋喷桩止水帷幕技术，本工法就是在此基础编写形成的。由青岛建设集团公司、青岛海川建设集团公司、青岛施运机械施工有限公司共同完成的以高透水性抛石、碎石层旋喷桩止水帷幕技术为核心的“临海复杂地质条件下深基坑工程综合技术的研究与应用”于2007年1月通过了青岛市科技局组织的专家鉴定，该项技术整体水平达到国际先进，并获得了2005年度山东省建筑业技术创新二等奖，目前已申报2007年省市科技进步奖。2.工法特点2.1本工法采用传统的旋喷桩，通过分段成孔、注浆再成孔等技术创新解决了在临海复杂地质条件下的成孔及成桩的质量

4、，止水效果好，能够保证近海地段深基坑的正常施工。2.2本工法采用小型地质钻机成孔，施工机具简易，操作方便，占用的工作面较小，能够调集大量的设备，有利于加快工程进度。2.3深层搅拌桩和长螺旋灌注桩在碎石和抛石层中不能成孔，而旋喷桩可以在临海复杂地质条件下成孔，且造价低于长螺旋灌注桩。3.适用范围本工法适用于在含有碎石、抛石的填土，砂层、粉砂、粉土等地下水丰富的临海地段和具有类似土层的内陆地段深基坑工程的止水帷幕施工。基坑开挖深度不宜超过12m。4.工艺原理利用地质钻机穿透碎石、抛石层，并采用套管护壁、分段成孔、注浆再成孔等技术措施，再使用双管法和

5、三重管法高压旋喷技术使水泥浆液与碎石、抛石等土层结合形成止水效果良好的两两相切的旋喷桩连续地下帷幕，来保证基坑及地下工程的正常施工。5.止水帷幕设计5.1内放坡结合止水帷幕内放坡结合旋喷桩止水帷幕是本工法最适宜的边坡支护形式。在施工场区较为开阔时，均可以采用内放坡挂网喷浆的支护形式。对于回填土、砂土层等，可按1:1自然放坡；对于强风化岩，可采用1:0.5自然放坡，见图5.1。图5.1内放坡结合止水帷幕5.2双排旋喷桩为了确保止水效果，在成桩困难的块石、碎石区域，可采用双排旋喷桩止水帷幕。对开挖深度为5～6m，又无法放坡的地段，也可采用双排旋喷桩

6、的方案，其内排桩嵌入基底2～3m即可。此桩兼做止水帷幕和重力式挡土墙，见图5.2。图5.2双排旋喷桩5.3旋喷桩止水结合锚杆支护对开挖深度为7～12m，又无法放坡的地段，可采用单排或双旋喷桩结合锚杆、土钉支护的方案，见图5.3。为了防止锚杆或土钉施工时造成透水，该方案适宜于地下水与海水不直接贯通的地段，其锚杆应采用自进式锚杆。图5.3旋喷桩止水结合锚杆5.4旋喷桩结合桩锚支护对开挖深度超过10m，且土质均匀，无碎石和抛石的土层，近海距离超过50m的基坑工程，采用了长螺旋压浆灌注桩、锚杆与旋喷桩结合的支护形式，见图5.4。图5.4旋喷桩结合桩锚杆

7、5.5设计计算桩径、桩距、桩的排数、桩的入土深度、锚杆与土钉支护结构的设计应结合工程的地质、边坡等条件，进行旋喷桩的渗透性试验并经相应的计算确定。6.工艺流程及操作要点6.1工艺流程平整场地→放线→钻1序孔→插管→喷射作业→钻2序孔→插管→喷射作业→帷幕结束。6.2操作要点6.2.1施工准备（1）止水帷幕桩施工前应清除成孔范围内的障碍，防止施工受阻或成桩偏斜。当清除范围较大或较深时需将覆土压实、整平。不宜通过排水清除地下水位以下的障碍，防止引起大面积的边坡坍塌。（2）在帷幕桩施工前做工艺试桩，通过试桩熟悉施工区域的土质状况，确定钻进深度、喷浆提

8、升速度、喷浆速率、钻进状况等工艺参数。表6.2.1为奥运帆船比赛基地工程所使用的旋喷桩工艺参数。（3）施工前先确定止水帷幕桩孔的位置，钻机的钻杆头对准