高壓旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點淺析

徐雙杰

鶴壁天宏鋼結(jié)構(gòu)有限公司（458000）

1 工程概況

某地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+咬合旋噴樁止水帷幕,工程所在位置的地質(zhì)條件以厚層粘土、粉土、粉質(zhì)粘土為主，地層主要為人工堆積層、新近沉積層、第四紀(jì)全新世沖洪積層四大層。工程附近的地下水主要為上層滯水、潛水和承壓水。上層滯水水位標(biāo)高為34.65～36.13 m,水位埋深為2.6～4.0 m,含水層主要為粉土填土1層。潛水水位標(biāo)高為 29.12～31.20 m，水位埋深為 7.5～9.7 m，含水層主要為粉土3層。承壓水水位標(biāo)高為21.21~22.20 m，水位埋深為16.5~17.6 m,含水層主要為細(xì)中砂5-1層,上層滯水分部不均勻，水位不連續(xù)，主要接受大氣降水、綠地灌溉和自來水、雨水、污水等地下管線的垂直滲漏補給；潛水主要接受側(cè)向徑流及越流補給，以側(cè)向徑流、向下越流方式排泄；承壓水主要接受側(cè)向徑流及越流補給，以側(cè)向徑流、向下越流方式排泄。

工程基坑側(cè)壁土體自穩(wěn)能力較差，地下水位位于基底標(biāo)高之上，上層滯水分布較連續(xù)，粉土3層為含水層，滲透性較差，在降水疏干時常有剩余水體，易產(chǎn)生泡槽，使地基土力學(xué)性質(zhì)降低，在外力作用引導(dǎo)下容易發(fā)生坍塌。

2 總體施工部署

2.1 施工方法

工程旋噴樁施工采用三管法旋噴，為防止旋噴樁施工時由于相鄰兩樁施工距離太近或間隔時間太短，造成相鄰高噴孔施工時串漿，采取分批跳孔施作，鉆孔樁施工時按每間隔兩孔施作，圍護(hù)樁內(nèi)部按次序依次施工，具體施工順序依據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。

2.2 施工安排

根據(jù)實施性施工組織設(shè)計的工期要求及實際情況，東南場地和西北場地各采用2臺地質(zhì)鉆機完成所有注漿孔的鉆孔工作，采用1臺旋噴機進(jìn)行旋噴樁的施工。

2.3 資源配置計劃

工程施工采用2班制,在施工中應(yīng)各司其職、認(rèn)真負(fù)責(zé)、相互協(xié)作、互相監(jiān)督。鉆孔人員必須作好現(xiàn)場鉆孔記錄，取得第一手地質(zhì)資料，以便注漿技術(shù)人員根據(jù)地質(zhì)資料及時調(diào)整注漿參數(shù)。注漿記錄人員必須把當(dāng)班的記錄及時整理。司泵人員應(yīng)隨時注意注漿泵壓力變化，值班技術(shù)員及時記錄并根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整注漿壓力及施工工藝參數(shù)。

3 施工原理及工藝流程

三管法旋噴是一種水、氣噴射、漿液灌注攪拌混合噴射的方法。即用三層噴射管使高壓水和空氣同時橫向噴射，并切割地基土體，借空氣的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同時，另一個噴嘴將水泥漿低壓力噴射注入到被切割、攪拌的地基中,使水泥漿與土混合達(dá)到加固目的，其加固直徑可達(dá)800～2 000 mm。

采用三管法旋噴，應(yīng)先送高壓水、再送水泥漿和壓縮空氣;噴射時應(yīng)先達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后，再逐漸提升注漿管，注漿管分段提升的搭接長度不得小于100 mm;當(dāng)達(dá)到設(shè)計樁頂高度或地面出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象時,應(yīng)立即停止當(dāng)前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出并清洗管路。三重管法是將水泥漿與壓縮空氣同時噴射，除可延長噴射距離、增大切削能力外，也可促進(jìn)廢土的排除，減輕加固體單位體積的重量。

旋噴樁施工工藝流程∶測放樁位→引孔鉆機就位→鉆進(jìn)成孔→清孔→移鉆→插入高噴管→高噴作業(yè)→回灌→搬遷。

4 旋噴樁施工工藝要點

4.1 施工準(zhǔn)備

1）場地平整

正式進(jìn)場施工前，進(jìn)行管線調(diào)查后，清除施工場地地面以下2 m以內(nèi)的障礙物，不能清除的做好保護(hù)措施，然后整平、夯實；同時合理布置施工機械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場地的“三通一平”。

2）樁位放樣

施工前用全站儀測定旋噴樁施工的控制點，埋石標(biāo)記，經(jīng)過復(fù)測驗線合格后，用鋼尺和測線實地布設(shè)樁位，并用竹簽釘緊，一樁一簽，保證樁孔中心移位偏差小于50 mm。

3）修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)

旋噴樁施工過程中將會產(chǎn)生10%～20%的返漿量，將廢漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據(jù)場地條件可進(jìn)行無公害排放。沉淀的泥土則在開挖基坑時一并運走。沉淀和排污統(tǒng)一納入全場污水處理系統(tǒng)。

灰漿拌制系統(tǒng)主要設(shè)置在水泥附近,便于作業(yè)，主要由灰漿拌制設(shè)備、灰漿儲存設(shè)備、灰漿輸送設(shè)備組成。

4.2 鉆機就位

鉆機就位后，對樁機進(jìn)行調(diào)平、對中，調(diào)整樁機的垂直度,保證鉆桿應(yīng)與樁位一致，偏差應(yīng)在10 mm以內(nèi)，鉆孔垂直度誤差小于0.3%；鉆孔前應(yīng)調(diào)試空壓機、泥漿泵，使設(shè)備運轉(zhuǎn)正常；校驗鉆桿長度，并用紅油漆在鉆塔旁標(biāo)注深度線，保證孔底標(biāo)高滿足設(shè)計深度。

4.3 引孔鉆進(jìn)

鉆機施工前，應(yīng)首先在地面進(jìn)行試噴，在鉆孔機械試運轉(zhuǎn)正常后,開始引孔鉆進(jìn)。鉆孔過程中要詳細(xì)記錄好鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆孔深度的準(zhǔn)確。

4.4 拔出巖芯管、插入注漿管

引孔至設(shè)計深度后，拔出巖芯管，并換上噴射注漿管插入預(yù)定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過1 MPa，以免壓力過高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防泥土進(jìn)入管內(nèi)。

4.5 旋噴提升

當(dāng)噴射注漿管插入設(shè)計深度后,接通泥漿泵，然后由下向上旋噴，同時將泥漿清理排出。噴射時，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿后再逐漸提升旋噴管,以防扭斷旋噴管。為保證樁底端的質(zhì)量，噴嘴下沉到設(shè)計深度時，在原位置旋轉(zhuǎn)10 s左右，待孔口冒漿正常后再旋噴提升。鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，鉆機發(fā)生故障，應(yīng)停止提升鉆桿和旋轉(zhuǎn)，以防斷樁，并立即檢修排除故障，為提高樁底端質(zhì)量,在樁底部1.0 m范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加鉆桿噴漿旋噴時間。在旋噴提升過程中，可根據(jù)不同的土層，調(diào)整旋噴參數(shù)。

4.6 鉆機移位

旋噴提升到設(shè)計樁頂標(biāo)高時停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將鉆機移位。

5 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢查措施

5.1 施工檢查內(nèi)容

5.1.1 施工前檢查

在施工前對原材料、機械設(shè)備及噴射工藝等進(jìn)行檢查，主要有以下幾方面∶

①原材料（包括水泥、摻合料及速凝劑、懸浮劑等外加劑）的質(zhì)量合格證及復(fù)驗報告，拌和用水的鑒定結(jié)果；

②漿液配合比是否適合工程實際土質(zhì)條件；

③機械設(shè)備是否正常，在施工前應(yīng)對高壓旋噴設(shè)備、地質(zhì)鉆機、高壓泥漿泵、水泵等作試機運行，同時確保鉆桿（特別是多重鉆桿）、鉆頭及導(dǎo)流器暢通無阻；

④檢查噴射工藝是否適合地質(zhì)條件，在施工前也應(yīng)作工藝試噴，試噴在原樁位位置時，試噴樁孔數(shù)量不得少于2孔，必要時調(diào)整噴射工藝參數(shù)；

⑤施工前還應(yīng)對地下障礙情況統(tǒng)一排查，以保證鉆進(jìn)及噴射達(dá)到設(shè)計要求；

⑥施工前檢查樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度。

5.1.2施工中檢查

施工中重點檢查內(nèi)容有∶

①鉆桿的垂直度及鉆頭定位；

②水泥漿液配合比及材料稱量；

③鉆機轉(zhuǎn)速、沉鉆速度、提鉆速度及旋轉(zhuǎn)速度等；

④噴射注漿時噴漿（噴水、噴氣）的壓力、注漿速度及注漿量；

⑤孔位處的冒漿狀況；

⑥噴嘴下沉標(biāo)高及注漿管分段提升時的搭接長度；

⑦施工記錄是否完備,施工記錄應(yīng)在每提升1 m或土層變化交界處記錄一次壓力流量數(shù)據(jù)。

5.1.3 施工后檢查

施工后主要對加固土體進(jìn)行檢查，包括∶

①固結(jié)土體的整體性及均勻性；

②固結(jié)土體的有效直徑；

③固結(jié)土體的強度、平均直徑、樁身中心位置；④固結(jié)土體的抗?jié)B性。

5.2 成樁質(zhì)量檢查

5.2.1 質(zhì)量檢驗時間、內(nèi)容

施工對噴射施工質(zhì)量的檢驗，應(yīng)在高壓噴射注漿結(jié)束后1周，檢查內(nèi)容主要為加固區(qū)域內(nèi)取芯實驗等。

5.2.2 質(zhì)量檢驗數(shù)量、部位

檢驗點的數(shù)量為施工注漿孔數(shù)的2%～5%，對不足20孔的工程，至少應(yīng)檢驗2個點，不合格者應(yīng)進(jìn)行補噴。檢驗點應(yīng)布置在下列部位∶荷載較大的部位、樁中心線上、施工中出現(xiàn)異常情況的部位。

5.2.3 檢驗方法

旋噴樁的檢驗可采用鉆孔取芯方法進(jìn)行。

鉆孔取芯∶在已施工好的固結(jié)體中鉆取巖芯，并將其做成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗，檢查內(nèi)部樁體的均勻程度，及其抗?jié)B能力。

6 小結(jié)

采用以上方法切實保證了高壓旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，施工得到了甲方和監(jiān)理的一致好評。