第三节止水帷幕结构

1000
1--1
1
1
图3.1.3.1：旋喷桩结合锚杆支护示意图
500
1200
止水帷幕施工技术
主要工艺要求
土层
表3.2.1.1
浆量 L/min
二管法高压旋喷工艺参数
气量 L/min 气压 MPa 提速 cm/min 转速 °/S
采用改进的 双管法。特 点：喷射半 径长，节省 材料，工效 高，减少环 境污染 。 采用膨润土 泥浆护壁。
挂网喷 射砼面层
1000
1--1
2000-3000
1
1
1200
1
1
500
止水帷幕兼重力式挡墙
处理碎石层止水帷幕兼挡墙
图3.1.2.1：双排旋喷桩示意图
旋喷桩结合锚杆支护
挂网喷 射砼面层
对开挖深度为7～12m，又无法放 坡的地段，采用了两排旋喷桩结合 锚杆支护的方案，并参照SMW工 法，在内侧旋喷桩的中部插入了型 钢。 SMW工法是利用专门的多轴 搅拌机就地钻进切削土体，同 时在钻头端部将水泥浆液注入 土体，充分搅拌混合后，再将 H型钢或其他型材插入搅拌桩 体内，形成地下连续墙体，利 用该墙体直接作为挡土和止水 结构。主要特点是构造简单， 止水性能好，工期短，造价低， 环境污染小，特别适合城市中 的深基坑工程。
常见的止水帷幕有高压旋喷桩、深层搅拌桩止水 帷幕，旋喷桩止水帷幕，近来出现了螺旋钻机素砼或 压浆止水帷幕； 像地下连续墙、钻孔咬合桩等形式的地下围护结 构形式，因为自防水效果较好，有的都不需要再施作 止水帷幕。 采用素混凝土地下连续墙止水帷幕，常采用冲水 成槽，素混凝土地下连续墙壁厚常为200～300mm。
•
采用深层搅拌法形成竖向水泥土止水帷幕
比采用高压喷射注浆法费用低，故能采用深层
搅拌形成水泥土止水帷幕的应优先考虑。
青岛临海区域地 质条件复杂，既 有天然沉积的土 层和岩石，又有 回填的碎石、抛 石等透水性很强 的杂填土。其地 下水位受海水影 响，且基岩面起 伏不平，因此基 坑开挖无法采用 普通的排降水方 案，需采用与地 质条件相适应的 止水帷幕及地基 处理技术。
场平
挂网喷浆
1200
Ⅰ序孔 Ⅱ序孔 Ⅰ序孔 Ⅱ序孔
基底 止水帷幕 15
图3.1.1.1：基坑边坡支护示意图
500
双排旋喷桩
为了确保止水效果， 在部分成桩困难的块 石、碎石区域，采用 了双排旋喷桩止水帷 幕。 对开挖深度为5～6m ，又无法放坡的地段 ，也采用了双排旋喷 桩的方案，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。
技术难点
地下水与海水直接贯通，无法采用降排水方案实施基 坑开挖。 地质条件复杂，止水帷幕方案的选择受制约较大。 对基岩面超深的部位实施开挖将加大支护及止水帷幕 的风险。
旋喷桩止水帷幕及地基处理的方案
由于地质钻机能够穿过碎石层及抛石成孔，而且高压 喷射的水泥浆可以较好地与碎石、抛石等结合，因此 旋喷桩能在复杂的地质条件下形成止水帷幕。 旋喷桩复合地基能满足设计的承载力要求，并可避免 超深开挖。 旋喷桩止水帷幕及地基处理的方案不仅能满足止水的 要求，而且能够缩短工期，其基坑开挖的综和造价也 较低。
• (4) 高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建 筑的地基加固处理、深基坑止水帷幕、边坡 挡土或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆 起、地下大口径管道围封与加固、地铁工程 的土层加固或防水、水库大坝、海堤、江河 堤防、坝体坝基防渗加固、构筑地下水库截 渗坝等工程。
• 2. 基本规定 • (1) 高压喷射注浆地基工程的设计和施工，应因地 制宜，综合考虑地基类型和性质、地下水条件、上部 结构形式、荷载大小，场地环境、施工设备性能等因 素，做到技术先进，经济合理，确保工程质量。 • (2) 高压喷射注浆法的注浆形式分旋喷注浆、摆喷 注浆和定喷注浆等3种类别。根据工程需要和机具设备 条件，可分别采用单管法、二管法和三管法，加固体 形状可分为圆柱状、扇形块状、壁状和板状。 • (3) 高压喷射注浆定喷适用于粒径不大于20mm的 松散地层，摆喷适用于粒径不大于60mm的松散地层 ，大角度摆喷适用于粒径不大于100mm的松散地层， 旋喷适用于卵砾石地层及基岩残坡积层。
•
• (4) 在制定高压喷射注浆方案时，应掌握场地的工 程地质、水文地质和建筑结构设计资料等。对既 有建筑尚应搜集有关的历史和现状等资料、邻近 建筑和地下埋设物等资料。
• (5) 高压喷射注浆方案确定后，应结合工程情况进 行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施 工参数及工艺。 • (6) 高压喷射注浆试验场地应选择在对整个工程有 代表性地段，通过试验能够反映出高压喷射注浆 后对地基处理工程所起到的加固或防渗效果。
8000
媒体中心工程
8000
挡浪堤
图1.1.1.1：媒体中心工程临海位置图
地下水概况
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，水位标高为－1.00～ 1.84m；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，可见地下水与海水有密切的水力关系。
抛石
一次成桩
二次成桩
三次成桩
图3.2.2.1：分段成桩示意图
地基处理技术
为了避免超深开挖对支护结构及止水帷幕的影响，媒 体中心及地下车库工程的部分区域采用了旋喷桩复合 地基的方案。
2000 2000
6000
褥垫层
2000
2000
需换填部分
可能透 水部位
6000
图3.1.1.2：旋喷桩复合地基处理示意图
有些不是很深大的基坑，它的基坑围护分3个部分 。一部分是挡土桩部分，其作用主要的起到挡土墙的作 用，形式可能有钢筋混凝土灌注桩或其它形式的桩，桩 与桩之间有一定的空隙，但是能挡土。二部分是止水帷 幕部分，其作用是使挡土墙后的土体固结，阻断基坑内 外的水层交流，形式可能是水泥土搅拌桩或者压密注浆 。三部分是支撑。 而地下连续墙是基坑围护的另一种形式，多用于 深大的基坑。
•
有的基坑工程需要设置水平向止水帷幕。 水平向止水帷幕常采用高压喷射注浆法或深层 搅拌法形成。
若基坑内已有工程桩，因深层搅拌无法与 工程桩密贴，故不能采用深层搅拌法。根据坑 底浮力、或承压水的顶托力、整体稳定、抗坑 底隆起分析确定封底水泥土厚度。
•
（二）高压旋喷桩止水帷幕
高压喷射注浆法水泥土止水帷幕一般有两种形 式：单独形成止水帷幕，采用单排旋喷桩相互搭接 形成，或采用摆喷法形成；与排桩共同形成止水帷 幕。 高压旋喷桩，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。 施工占地少、振动小、噪音较低，但容易污染环境 ，成本较高，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土 质不宜采用。
1
第三节 止水帷幕结构
2
（一）止水帷幕的概念
止水帷幕：用于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。比如：连续搅拌 桩（水泥土搅拌桩等），单管、三管旋喷桩形成的止 水墙称为止水帷幕。
止水帷幕是一个概念，是工程主体外围止水系列 的总称。在基坑围护体系中常采用水泥土止水帷幕截 水。 如果基坑底面处于地下水位以下，降水有困难时， 基本都需要设置止水帷幕，以防止地下水的渗漏。
1. 适用范围 • (1) 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、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。 • (2) 当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含 大量植物根茎或有过多的有机质时，对淤泥和泥炭 土以及已有建筑物的湿陷性黄土地基的加固，应根 据现场试验结果确定其适用程度。应通过高压喷射 注浆试验确定其适用性和技术参数。 • (3) 高压喷射注浆法，对基岩和碎石土中的卵石、块 石、漂石呈骨架结构的地层，地下水流速过大和已 涌水的地基工程，地下水具有侵蚀性，应慎重使用 。
近海地段，形成止水帷幕前 不得排水超深开挖。 施工中采用了钢粒钻、金刚 钻、合金钻和潜孔钻成孔。 对照地质报告并鉴别岩样 采用钢套管跟进护壁成孔 。 在不含细粒土的地段。调整 提升速度，并在喷浆的同时 从孔口填充砂料等措施；还 可采用先高压注浆，再成孔 、旋喷的技术。 分段成桩技术。
浆压 MPa
抛石层
碎石层 砂层
90
90 90
36～40
36 34
30
30 30
0.7
0.7 0.6
5～6
6～8 10～12
15
15 15
表3.2.1.2 相对密度 1.55 粘度 26～28s 含砂率 ＜4 ％
护壁泥浆性能指标 胶体率 ＞95％ 稳定性 0.03g/cm2 PH值 8～10
碎石及抛石层的成桩技术
1.适用范围及特点
水泥土搅拌桩适用于处理松散砂砾、 粗砂、淤泥或地下水不大于80m/d的土层 边坡。 水泥土搅拌桩具有施工时无震动、噪 音小、无污染、造价低、施工操作安全等 优点。
•
深层搅拌法水泥土止水帷幕视土层条件可 采用一排、两排、或数排水泥搅拌桩相互叠合 形成。相邻水泥搅拌桩可搭接100mm左右。
载荷试验分析计算结果 极限荷载 Pu（Kpa） ≥400 ≥400 ≥400 ≥400 ≥400 承载力特征值 fak（Kpa） 200 200 200 200 200 特征值对应的 沉降量（㎜） 9.77 9.70 8.22 9.45 5.30
(1) 高压喷射注浆施工工序应先分排孔进行，每排 孔应分序施工。当单孔喷射对邻孔无影响时，可依 次进行施工。单管法非套接独立的旋喷桩不分序， 依次进行施工。 (2) 高压喷射注浆旋、摆、定喷射结构形式，对套 接、搭接、连接、“焊接”孔与孔应分序施工。