專利名稱：一種樁孔注漿隔滲的地下水控制方法
技術領域：
本發明涉及一種地下水控制方法，尤其涉及一種基礎為樁基的基坑降水工程，在基坑降水時含水層深厚而且地面沉降控制嚴格情況下的地下水控制方法，適用于粉質粘土、粉土、砂性土等各種土層條件，可主要應用于基坑降水工程領域。
背景技術：
隨著地下水保護和周邊環境保護如地面沉降要求的提高和保護意識的增強，在工程建設中涉及到地下水降排措施時，對地下水的控制要求也越來越高，要求無污染的同時達到少排水甚至不排水。基坑降水時尤其是深基坑降水，首先需要布置疏干井排出坑內儲水，若基坑底存在高水頭承壓含水層，且該水頭不滿足國家規范要求的抗突涌穩定驗算時，則需要布置減壓井對該承壓含水層采取減壓措施。疏干排水和減壓排水往往會導致基坑底地下水越流和基坑地下水繞流，從而引起坑外地面沉降和影響周邊環境如建、構筑物和道路、管線等。于是需要一種既能達到降水疏干和減壓的目的，又能盡可能減少排水量和降低周邊地面沉降的工程措施。本發明即是基于以上需要而提出的。樁基礎是一種被廣泛應用的基礎類型，適用于各種類型的地質條件和上部結構條件，尤其在沿海軟土地基條件下的高層、超高層建筑中得到廣泛應用。樁基礎中的基樁一般直徑為0. 4m 1. 2m，樁距一般為6倍左右樁徑，高層和超高層建筑的柱網軸線距離一般為IOm左右,所以聞層和超聞層建筑的深基坑底粧與粧之間的間距一般在IOm左右。總之，深基坑底幾乎密密麻麻布滿了基礎樁。高壓劈裂注漿技術將水泥或化學漿液等注入土層，在注漿過程中，注漿管出口的漿液對四周地層施加了附加壓應力，使土體發生剪切裂縫，而漿液則沿著裂縫從土體強度低的地方向強度高的地方劈裂，劈入土體中的漿體便形成了加固土體的網絡或骨架。高壓劈裂注漿技術既可應用于滲透性較好的砂層，又可應用于滲透性差的粘性土層。對不同土質，加固體強度可達到0. 5 lOMPa，滲透系數降低到10_7 10_9cm/s。理論研究得擴散半徑可到達20米以上，實踐中擴散半徑可達到5 10米。鉆孔灌注樁技術是一種成熟的施工技術，其中泥漿護壁施工法的施工工序包括過程是平整場地一泥漿制備一埋設護筒一鋪設工作平臺一安裝鉆機并定位一鉆進成孔一清孔并檢查成孔質量一下放鋼筋籠一灌注混凝土一拔出護筒一檢查質量。
發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種樁孔注漿隔滲的地下水控制方法，該方法在工程降水減壓的同時采取措施減少排水量和降低抽水引起的地面沉降值，從而達到保護地下水和保護周邊環境的效果。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種樁孔注漿隔滲的地下水控制方法，包括以下步驟一)鉆樁孔至含水層降水位置暫停樁孔鉆孔，在已成樁孔的孔底超前鉆劈裂注漿孔；二)采用劈裂注漿法在與劈裂注漿孔對應的位置形成大直徑水平圓餅狀注漿加固土隔滲體；三)繼續鉆樁孔到樁底深度位置，清樁孔后依序完成鋼筋籠吊放和混凝土灌注，直至完成鉆孔灌注樁的施工。群樁孔位的所有所述注漿加固土隔滲體連接成一整片，與豎向止水帷幕形成一個封閉降水邊界。本發明具有的優點和積極效果是將高壓劈裂注漿和灌注樁施工在一個鉆孔內完成，樁位鉆孔至預定位置后停頓以進行高壓劈裂注漿，注漿完成后繼續鉆進樁孔至樁底位置，再吊放鋼筋籠和灌注混凝土，互不干擾，封閉泥漿共用。技術成熟，施工方便，造價低。單個樁孔形成大直徑圓餅狀加固土隔滲體，群樁如此施工，則可使水平隔滲體連接成整體一片，與豎向止水帷幕形成封閉邊界，阻斷垂向滲流，減少越流和繞流，降低排水量，提高坑內降水減壓效率，達到地下水保護和地面沉降保護的效果。
圖1為本發明實施步驟一)的示意圖；圖2 圖3為本發明實施步驟二)的示意圖；圖4 圖6為本發明實施步驟三)的示意圖。圖中1、先鉆樁孔，2、劈裂注漿孔，3、封閉泥漿，4、劈裂注漿管，5、注漿加固土隔滲體，6、后鉆樁孔，7、鋼筋籠，8、混凝土。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下請參閱圖1 圖6，一種樁孔注漿隔滲的地下水控制方法，包括以下步驟一)鉆樁孔至含水層降水位置暫停樁孔鉆孔，在已成樁孔的孔底超前鉆劈裂注漿孔2具體工序為(a)鉆樁孔埋設鉆進護筒后，采用鉆機鉆0 400mm 小1200mm的樁孔到降水位置一劈裂注漿的預定深度位置，形成先鉆樁孔I。(b)超前鉆劈裂注漿孔在先鉆樁孔I孔底以下再鉆0 80mm 小IOOmm的劈裂注漿孔2，劈裂注漿孔2的長度可達Im 2m。二)采用劈裂注漿法在與劈裂注漿孔2對應的位置形成大直徑水平圓餅狀注漿加固土隔滲體5具體工序為(a)在已成孔內灌封閉泥漿3在已成孔內灌入封閉泥漿3，封閉泥漿3用于封閉劈裂注漿管(單向閥管)和鉆孔壁之間的空隙，迫使漿液注入四周土層。(b)插入劈裂注漿管4在充滿封閉泥漿3的鉆孔中插入劈裂注漿管(單向閥管)，劈裂注漿管4 一般用內徑(MOmm 60mm的塑料管，塑料管每隔33 50cm鉆一組射漿孔(即每米2 3組)，塑料管外包橡皮套，插入鉆孔時管端封閉，塑料管內充滿水。(C)劈裂注漿在封閉泥漿3達到一定強度后，在劈裂注漿管4內插入雙向密封注漿芯管進行分層注漿，首先加大壓力使漿液頂開橡皮套，擠破封閉泥漿，在土體產生劈裂，并沿著裂縫擴散，在土層中形成大直徑水平圓餅狀注漿加固土隔滲體5。劈裂注漿的漿液擴散范圍受注漿壓力、時間、漿液配比、土層特征等因素的影響，一般從底部每一米注漿一次，達到一定的壓力后，提起一米再注漿，這樣重復進行。注漿完成后，拔除劈裂注漿管4和雙向密封注漿芯管。三)繼續鉆樁孔到樁底深度位置，清樁孔后依序完成鋼筋籠吊放和混凝土灌注，直至完成鉆孔灌注樁的施工具體工序為(a)繼續鉆樁孔繼續采用鉆機鉆小400mm 小1200mm的樁孔到樁底深度位置，形成后鉆樁孔6。(b)吊放鋼筋籠將預制的鋼筋籠7垂直吊放到樁孔內，定位后要加以固定。(C)灌注混凝土用導管灌注混凝土 8，灌注時混凝土不要中斷。(d)拔出護筒灌注混凝土 8完成后，拔出護筒，完成鉆孔灌注粧的施工。上述工作完成后，可對成樁和劈裂注漿質量進行檢查。本發明的基本原理是在基礎樁位鉆孔至預定位置后后停頓以進行高壓劈裂注漿，注漿完成后繼續鉆進樁孔至樁底位置，再吊放鋼筋籠和灌注混凝土，即在樁身特定位置形成一個圓餅狀水平隔滲體，群樁孔位水平隔滲體連接成片，與豎向止水帷幕形成封閉邊界條件，最大限度的減少排水量和降低周邊地面沉降。高壓劈裂注漿技術將水泥或化學漿液等注入土層，在注漿過程中，注漿管出口的漿液對四周地層施加了附加壓應力，使土體發生剪切裂縫，而漿液則沿著裂縫從土體強度低的地方向強度高的地方劈裂，劈入土體中的漿體便形成了加固土體的網絡或骨架，降低了土體的滲透性。鉆孔灌注樁技術是一種成熟的施工技術，其中泥漿護壁施工法的施工工序包括過程是平整場地一泥漿制備一埋設護筒一鋪設工作平臺一安裝鉆機并定位一鉆進成孔一清孔并檢查成孔質量一下放鋼筋籠一灌注混凝土一拔出護筒一檢查質量。本發明將成樁和高壓劈裂注漿兩種工程技術在一個樁位鉆孔中完成，在達到合理組合、高效施工的同時，在每個樁孔周圍形成一個圓餅狀水平向加固隔滲體，密集群樁孔的所有隔滲體連接成整體一片，與豎向止水帷幕形成一個封閉邊界。在該封閉邊界內降水減壓，可以最大限度地減少排水量和降低周邊地面沉降。該發明在一個鉆孔內完成高壓劈裂注漿和灌注樁施工，具有技術成熟、施工簡便的優點。
具體實施例方式某住宅小區高層建筑基坑工程近似為長方形，長約230m，寬約205m，基坑面積4. 7萬m2。基坑支護結構為地連墻和內支撐，采取明挖法施工，基坑挖深12. 510m，地下連續墻深25m。基礎型式為樁基礎，共1891根灌注樁，樁長24. 8m，樁徑600mm，承臺為四樁承臺，柱距(承臺中心)8. 4m,承臺下樁距為1. 8m。平均約25m2 —根樁。基坑底以下7 23m處存在粉砂承壓含水層，該承壓含水層水頭埋深約1.1m,基坑抗突涌穩定驗算不滿足，止水帷幕未截斷承壓含水層。根據常規方法需布置大量減壓井，大面積抽水會導致坑外地面沉降，采取本發明方法后避免了以上情況發生。根據計算，在樁身中部，樁頂以下11 12m處進行2道高壓劈裂注漿，形成2層各約30cm厚的水平隔滲體，群樁水平隔滲體連接成片，與地下連續墻形成桶狀封閉邊界。基坑內設置10 口備用減壓井。施工時在地面首先進行平整場地、泥漿制備、埋設護筒、鋪設工作平臺、安裝鉆機并定位等準備工作，之后鉆直徑600mm孔至埋深23. 5m處，超鉆直徑80mm孔長Im至埋深24. 5m處，該直徑80mm、長Im孔為高壓劈裂注漿孔。在超鉆注漿孔底以上0 30cm范圍內進行高壓劈裂注漿，形成直徑約5m的水平盤狀加固體，再提升注漿管40cm，在超鉆注漿孔底以上70 IOOcm范圍內進行高壓劈裂注漿，形成直徑約5m的另一個水平盤狀加固體。高壓劈裂注漿完成后再繼續進行直徑600_的樁孔鉆進，樁孔鉆進至樁底位置即埋深37. 310m后，拔鉆然后吊放鋼筋籠和灌注混凝土，最后拔出護筒并進行檢查工作。每根樁如此施工，完成全部灌注樁和高壓劈裂注漿施工。樁身中部劈裂注漿后形成水平隔滲體并連接成片狀整體，與豎向地下連續墻連接形成桶狀封閉邊界，施工后基坑降水量極大減少，幾乎未因降水引起坑外地面沉降，效果良好。盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種樁孔注漿隔滲的地下水控制方法，其特征在于，包括以下步驟 一)鉆樁孔至含水層降水位置暫停樁孔鉆孔，在已成樁孔的孔底超前鉆劈裂注漿孔； 二)采用劈裂注漿法在與劈裂注漿孔對應的位置形成大直徑水平圓餅狀注漿加固土隔滲體； 三)繼續鉆樁孔到樁底深度位置，清樁孔后依序完成鋼筋籠吊放和混凝土灌注，直至完成鉆孔灌注樁的施工。
2.根據權利要求1所述的樁孔注漿隔滲的地下水控制方法，其特征在于，群樁孔位的所有所述注漿加固土隔滲體連接成一整片，與豎向止水帷幕形成一個封閉降水邊界。
全文摘要
本發明公開了一種樁孔注漿隔滲的地下水控制方法，包括以下步驟一)鉆樁孔至含水層降水位置暫停樁孔鉆孔，在已成孔的孔底超前鉆劈裂注漿孔；二)采用劈裂注漿法在與劈裂注漿孔對應的位置形成大直徑水平圓餅狀注漿加固土隔滲體；三)繼續鉆樁孔到樁底深度位置，清樁孔后依序完成鋼筋籠吊放和混凝土灌注，直至完成鉆孔灌注樁的施工。本發明能夠阻斷垂向滲流，減少越流和繞流，降低排水量，提高坑內降水減壓效率，達到地下水保護和地面沉降保護的效果。
文檔編號E02D19/16GK102995647SQ20121054325
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月15日 優先權日2012年12月15日
發明者楊建民, 秦軍 申請人:天津大學