鉆孔樁塌孔后高壓旋噴二次成樁技術(shù)應(yīng)用

陳培新/CHEN Pei-xin（中國(guó)鐵建十六局集團(tuán)有限公司，北京 101100）

鉆孔樁塌孔后高壓旋噴二次成樁技術(shù)應(yīng)用

陳培新/CHEN Pei-xin
（中國(guó)鐵建十六局集團(tuán)有限公司，北京 101100）

[摘 要]結(jié)合虎門商貿(mào)站城鐵施工情況，對(duì)鉆孔樁鉆進(jìn)過程中突發(fā)塌孔進(jìn)行處理并盡快二次成孔成樁，確保了工期要求和下一道工序地順利進(jìn)行，介紹了自行改良孔內(nèi)土層，并成功二次成孔并澆筑成樁的方法。

[關(guān)鍵詞]地鐵基坑；高壓旋噴；圍護(hù)樁；塌孔；二次成孔

1 概 述

目前國(guó)內(nèi)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大量使用鉆孔樁+旋噴樁止水帷幕的形式，鉆孔樁數(shù)量巨大,且排樁間距較小。在設(shè)計(jì)過程中碰到軟弱地層或復(fù)雜地層時(shí)為了成樁會(huì)預(yù)先進(jìn)行地層改良設(shè)計(jì)，但現(xiàn)場(chǎng)施工中還會(huì)碰到單根鉆孔樁鉆進(jìn)過程中遇到塌孔的情況，特別是在地質(zhì)預(yù)估不足沒有提前進(jìn)行地質(zhì)改良的情況下更容易出現(xiàn)。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁于樁間距大部分介于15～30cm之間很容易影響到相鄰兩根樁，導(dǎo)致無法施工，延誤工期。

虎門商貿(mào)城站位于穗莞深城際鐵路東莞虎門鎮(zhèn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用直徑1 200mm鉆孔樁+直徑600mm旋噴樁止水帷幕，基坑深度平均約22m，鉆孔樁平均深度約28m，樁間距為15cm。地質(zhì)條件復(fù)雜，地層變化快，鉆孔過程中泥漿稍有變化就會(huì)引發(fā)塌孔，一根樁塌孔后直接影響左右兩邊兩根樁的施工，按照以往做法直接回填，回填后等待其他樁施工完成后再施工塌孔樁，這樣費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)并且基坑不能及時(shí)形成封閉，影響后續(xù)工序進(jìn)行。

2 塌孔過程處理

塌孔發(fā)生后首先確定塌孔地層和塌孔深度，對(duì)照施工地質(zhì)圖確定塌孔地層厚度，然后繼續(xù)鉆進(jìn)直至穿透不良地層。通過鉆孔鉆上來的土樣確定已經(jīng)到達(dá)穩(wěn)定土層后繼續(xù)鉆進(jìn)1～2m，然后取粘性較好的土方進(jìn)行回填，直至填平至地面，回填過程中注意漿液回收?；靥钔瓿珊笞尰靥钔磷杂沙两?4h，此時(shí)進(jìn)口回填土?xí)两?m左右，然后把沉降部分繼續(xù)回填。

3 高壓旋噴塌孔樁內(nèi)地層改良

3.1 理論基礎(chǔ)

旋噴樁的科學(xué)原理是利用鉆機(jī)將預(yù)先配置好的漿液通過高壓發(fā)生裝置使液流獲得巨大能量后，從注漿管的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，使?jié){液與土體充分?jǐn)嚢杌旌?，在土中形成柱狀固結(jié)體。高壓旋噴樁機(jī)的科學(xué)工作原理決定了旋噴樁有一個(gè)特性就是在不同的土層采用同樣的壓力所成樁的直徑是不同的，簡(jiǎn)單說在壓力不變的情況下土層越密實(shí)液流切削土體所需要的能量就越大，成樁半徑越小，土層越松散切削土體所需能量就越小，成樁半徑就越大。本文所論述的二次鉆進(jìn)成孔技術(shù)就基于這個(gè)特性。

3.2 施工實(shí)施

在虎門商貿(mào)成鉆孔樁施工第一次實(shí)施此種技術(shù)，虎門商貿(mào)城站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用典型的排樁結(jié)構(gòu)，樁于樁間距為15cm，在施工過程中遇到明顯塌孔，經(jīng)后來統(tǒng)計(jì)4m左右的高度上塌方量大約10m3，直接后果導(dǎo)致本根樁無法成樁，而且導(dǎo)致相鄰兩根樁無法施工，對(duì)后續(xù)施工極為不利。如圖1所示。

圖1　 塌孔樁于相鄰樁相互影響示意圖

3.3 旋噴樁樁位選擇

樁位選擇及壓力選擇對(duì)能否二次成孔非常關(guān)鍵，虎門商貿(mào)城圍護(hù)樁直徑為1.2m，樁位選擇如圖2所示。壓力選擇最大化，這樣成樁半徑也是最大，具體參數(shù)如表1所示。

圖2　 處理塌孔旋噴樁樁位

表1　 成樁參數(shù)

4 旋挖機(jī)二次鉆孔

1）旋噴樁施工完成后等待3天，旋噴樁固結(jié)部分會(huì)形成如圖3所示固結(jié)體。

2）在原樁位放點(diǎn)，旋挖機(jī)就位，按照旋挖機(jī)操作規(guī)范進(jìn)行施工，唯一不同在于鉆進(jìn)過程中鉆頭給予固結(jié)體壓力要小，利用鉆頭的鉆齒的切削作用慢慢穿越固結(jié)體，如果鉆頭給予土層壓力過大很可能導(dǎo)致固結(jié)體被壓碎，導(dǎo)致達(dá)不到預(yù)期效果。二次成孔效果示意圖如圖4所示。

3）灌注混凝土。

圖3　 固結(jié)體大樣圖

圖4　 二次成孔示意圖

5 效果檢驗(yàn)

此種方法在虎門商貿(mào)城站共實(shí)施過兩次，通過觀察灌注混凝土量發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)量一致，說明沒有超挖，也沒有再次塌孔。在基坑開挖過程中發(fā)現(xiàn)樁體完整圓滑，沒有發(fā)現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，效果非常理想。本方法簡(jiǎn)單靈便，投入少，容易操作，效果好，保證了工期。

（編輯 張海霞）

［中圖分類號(hào)］U455.48+1

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1001-1366（2015）02-0078-02

［收稿日期］2014-12-05

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