一种双轴水泥土搅拌机插花套接止水帷幕的施工方法.doc

一种双轴水泥土搅拌机插花套接止水帷幕的
施工方法

专利申请号：200810020943.5
授权公告号：CN100591864C
授权公告日：2010年2月24日
专利权人：江苏华东建设基础工程有限公司

1 背景技术为了保证基坑的顺利施工及周边建筑物的安全，通常在基坑外围设置止水帷幕，以阻止基坑外的地下水流入基坑内。止水帷幕由水泥浆与土搅拌形成的水泥土搅拌桩连接而成。目前进行水泥土搅拌桩施工的水泥土搅拌机多为双轴水泥土搅拌机，其施工形成的两个水泥土搅拌桩组成一个柱状固结体，为防止基坑外的水流入基坑内，两个水泥土搅拌桩之间不仅有200mm搭接（重叠），而且两个柱状固结体之间也有200 mm搭接（重叠）。但在工程实践中，由于双轴水泥土搅拌机定位误差、地层、施工振动等因素的影响，常在5m 以下两个柱状固结体之间会出现开叉（搭接不好或重叠不好）的现象（见图1）。特别在砂土中，开叉的现象时有发生，造成止水帷幕防渗功能降低，导致基坑漏水、流砂等事故发生，不仅影响了基坑施工，而且影响了基坑周边建筑物安全。

为了解决开叉现象造成止水帷幕防渗功能降低的问题，通常在基坑外围设置采用由“四搅二喷”工艺形成的两排止水帷幕，以弥补单排止水帷幕出现的柱状固结体间开叉导致基坑漏水、流砂等事故的发生。“四搅二喷”工艺是指：双轴水泥土搅拌机一边搅拌，一边下沉；下沉到设计深度后，双轴水泥土搅拌机下端的搅拌头喷口一边将水泥浆压入到土中，一边搅拌提升；到地面后，双轴水泥土搅拌机一边搅拌，一边下沉；下沉到设计深度后，搅拌头喷口一边将水泥浆压入到土中，一边搅拌提升。完成“四搅二喷”工艺后，把双轴水泥土搅拌机向左或右移动两个桩位，向上或下移动一个桩位，再重复“四搅二喷”施工工艺，完成两排止水帷幕的施工。
随着城市建设的快速发展，城市土地资源越来越珍贵，往往无两排止水帷幕的施工场地，同时两排止水帷幕增加了工程造价。因此，急需解决双轴水泥土搅拌机在施工过程中由于两个柱状固结体之间出现开叉导致止水帷幕防渗功能降低的问题，但目前尚无解决双轴水泥土搅拌机在施工过程中产生的两个柱状固结体之间开叉的方法。

2 发明内容
针对上述情况，江苏华东建设基础工程有限公司发明了一种双轴水泥土搅拌机插花套接止水帷幕的施工方法，该方法提高止水帷幕的防渗功能，保证基坑施工和周边建筑物安全。其施工步骤如下。
1)平整场地，清除地上障碍物和地下管线，保持场地平整。
2)双轴水泥土搅拌机定位，把双轴水泥土搅拌机移至设计止水帷幕的第1根水泥土搅拌桩1 的位置，使双轴水泥土搅拌机的第1根中心管中心对准第1根水泥土搅拌桩1 的圆中心，第2根中心管中心对准第2根水泥土搅拌桩1 的圆中心，保持双轴水泥土搅拌机底盘的水平和导向架的竖直。
3)一搅下沉，启动双轴水泥土搅拌机的电动机，放松钢丝绳，双轴水泥土搅拌机下端的搅拌头一边搅拌一边下沉，待搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1 的设计深度时，双轴水泥土搅拌机将水泥浆抽到料斗中。
4)二搅上升，边搅边喷水泥浆，搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1 的设计深度后，开启双轴水泥土搅拌机输浆泵，从搅拌头的喷口将水泥浆压入土中，边喷水泥浆边提升搅拌头到水泥土搅拌桩1 的设计桩顶深度为止，保证双轴水泥土搅拌机的送浆压力0.4～0.6MPa 、提升速度0.8～1m/min 、钻杆转速40～45r/min。
5)三搅下沉，重复步骤3)。
6)四搅上升，边搅边喷水泥浆，重复步骤4) ，形成第一个柱状固结体2。
7)清洗双轴水泥土搅拌机的输浆管，一个由两根水泥土搅拌桩1 组成的第一柱状固结体2 施工完毕后，向双轴水泥土搅拌机的料斗中注入清水，开启双轴水泥土搅拌机输浆泵，清洗输浆管中的残余水泥浆，并将黏附在搅拌头上的软土清洗干净。
8)按照止水帷幕的延伸方向，将双轴水泥土搅拌机前进两个水泥土搅拌桩1 的桩位，使双轴水泥土搅拌机的两根中心管中心分别对准两根水泥土搅拌桩1 的圆中心。
9)重复步骤3)～6) ，形成第二个柱状固结体2。
10)重复步骤7)。
11)将双轴水泥土搅拌机后退一个水泥土搅拌桩1 的桩位，然后重复步骤3) 、4) ，对两个柱状固结体2 进行插花套接（见图2），即对两个柱状固结体2 之间的开叉进行“二搅一喷”，形成第三个柱状固结体2，第三个柱状固结体2 与第一个柱状固结体2 、第二个柱状固结体2 形成套接4 ，消除了第一个柱状固结体2 与第二个柱状固结体2 之间出现的开叉。

12)重复步骤7)。
13)将双轴水泥土搅拌机沿止水帷幕的延伸方向前进三个水泥土搅拌桩1 的桩位，然后重复步骤3)～6)，进行第四个柱状固结体2 的施工。
14)依次重复步骤10)～13)，连续完成无开叉3 的止水帷幕。
插花套接止水帷幕施工流程如图3所示。

3 发明有益效果
1)不需对现有双轴水泥土搅拌机进行技术改进。
2)消除了柱状固结体下段出现开叉的现象，从而提高了止水帷幕的整体性、连续性与防渗性，保证了基坑施工与基坑周边建筑物的安全。
3)除止水帷幕第一根和最后一根水泥土搅拌桩受到“四搅二喷”后，其余水泥土搅拌桩均受到“六搅三喷”，使得水泥土搅拌桩中的水泥分布更加均匀，每根水泥土搅拌桩的防渗功能增强，提高了止水帷幕的防渗性。
4)由于提高了止水帷幕的整体性、连续性和防渗性，单排止水帷幕可达到止水效果，不仅节约施工场地，而且降低工程造价。

4 工程实例江苏省南京市中山路某工程地下室基坑深6m，基坑四边长160m。场地地面至地面以下4m为粉质黏土，4m 以下为粉土，地面以下1.5m 为地下水面。为阻止基坑外的地下水流入基坑内，保证基坑施工和基坑周边建筑物安全，需要在基坑外围设置止水帷幕。由于基坑位于市中心，施工场地有限，同时为降低工程造价，在基坑外围设计了单排止水帷幕，止水帷幕由直径700mm 的水泥土搅拌桩搭接组成，搭接距200mm ，水泥土搅拌桩1 的设计桩底深度12m ，设计桩顶深度为地面，采用双轴水泥土搅拌机插花套接止水帷幕的施工方法，其施工步骤如下。
1)平整场地，清除地上障碍物和地下各种管线，保持场地平整。
2)双轴水泥土搅拌机定位，把SJB-1双轴水泥土搅拌机移至设计的止水帷幕中第一根水泥土搅拌桩1 的位置，SJB-1双轴水泥土搅拌机搅拌头直径700mm，两个搅拌头之间有200mm 的搭接，保证了两个水泥土搅拌桩1 之间有200mm的重叠（搭接），使双轴水泥土搅拌机的第一根中心管中心对准第一根水泥土搅拌桩1 的圆中心，第二根中心管中心对准第二根水泥土搅拌桩1 的圆中心，保持双轴水泥土搅拌机底盘的水平和导向架的竖直。
3)一搅下沉，启动SJB-1双轴水泥土搅拌机的电动机，放松钢丝绳，双轴水泥土搅拌机下端的搅拌头一边搅拌一边下沉，待搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1 的12m 深度时，SJB-1双轴水泥土搅拌机将水泥浆抽到料斗中。
4)二搅上升，边搅边喷水泥浆，搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1 的12m 设计深度后，开启双轴水泥土搅拌机输浆泵，从搅拌头的喷口将水泥浆压入土中，边喷水泥浆边提升搅拌头到地面为止，保证双轴水泥土搅拌机的送浆压力0.4MPa 、提升速度0.8m/min、钻杆转速45r/min。
5)三搅下沉，重复步骤3)。
6)四搅上升，边搅边喷水泥浆，重复步骤4)，形成第一个由直径700mm的两根水泥土搅拌桩1 组成、搭接距200mm 、宽1200mm 、深12m 的柱状固结体2。
7)清洗双轴水泥土搅拌机的输浆管，第一个柱状固结体2 施工完毕后，向双轴水泥土搅拌机的料斗中注入清水，开启双轴水泥土搅拌机输浆泵，清洗输浆管中的残余水泥浆，并将黏附在搅拌头上的土清洗干净。
8)沿止水帷幕向右延伸方向，将双轴水泥土搅拌机前进两个水泥土搅拌桩1 的桩位，即向右移动1000mm（见图3b），使双轴水泥土搅拌机的两根中心管中心分别对准两根水泥土搅拌桩1 的圆中心。
9)重复步骤3)～6)，形成第二个由直径700mm的两根水泥土搅拌桩l 组成、搭接距200mm 、宽1200mm 、深12m 的柱状固结体2。
10)重复步骤7)。
11)将双轴水泥土搅拌机后退一个水泥土搅拌桩l 的桩位，即向左移动500mm，然后重复步骤3) 、4) ，对两个柱状固结体2 进行插花套接，即对两个柱状固结体2 之间的开叉进行“二搅一喷”，形成第三个由直径700mm 的两根水泥土搅拌桩1 组成、搭接距200mm 、宽1200mm、深12m 的柱状固结体2（见图3c），第三个柱状固结体2 与第一个柱状固结体2 、第二个柱状固结体2 形成套接4 ，消除了第一个柱状固结体与第二个柱状固结体之间出现的开叉。
12)重复步骤7)。
13)将双轴水泥土搅拌机沿止水帷幕的延伸方向前进三个水泥土搅拌桩1 的桩位，即向右移动1500mm，然后重复步骤3)～6)，进行第四个柱状固结体2 的施工（见图3d)。
14)依次重复步骤10)～13)，连续完成长160m 、深12m的止水帷幕。
止水帷幕施工结束后，基坑开挖时未出现向基坑内流砂、漏水等现象，表明用双轴水泥土搅拌机插花套接止水帷幕施工方法解决了柱状固结体2 下段出现的开叉现象，提高了止水帷幕的防渗性，保证了基坑施工和基坑周边建筑物安全。

（来源：中华人民共和国国家知识产权局网站）