旋噴樁固砂護(hù)壁工藝在紡渭路雨水管道下穿國(guó)家高速連霍線施工中的應(yīng)用

代光遠(yuǎn) 西安市第二市政工程公司

旋噴樁固砂護(hù)壁工藝在紡渭路雨水管道下穿國(guó)家高速連霍線施工中的應(yīng)用

代光遠(yuǎn) 西安市第二市政工程公司

在砂層地段且有橋梁動(dòng)載影響的條件下開(kāi)挖頂管，采取管道兩側(cè)旋噴樁固砂護(hù)壁加密撐支護(hù)，加固橋墩明挖明頂?shù)氖┕し桨浮?/p>

頂管法;旋噴樁;固砂護(hù)壁;明挖明頂;高壓旋噴注漿

1、工程概況及研究意義

西臨（西安—臨潼）高速橋系國(guó)家級(jí)高速連霍（連云港—霍爾果斯）公路重要一段，是各國(guó)游客通往世界旅游名勝秦始皇兵馬俑的快速干道。該橋?yàn)?跨13米簡(jiǎn)支梁摩擦樁樁柱式橋墩橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，樁徑1.2米，樁深12米，橋?qū)?6米，橋下機(jī)動(dòng)車道凈寬11.9米，橋下現(xiàn)狀凈空4. 3米。紡渭路A標(biāo)工程D2400mm雨水管道Y45-Y46井段要從該高速橋穿越，根據(jù)該段地質(zhì)勘探報(bào)告，現(xiàn)狀路面以下0.8米～1.5米范圍內(nèi)為雜填土，1.5米以下均為砂礫層和卵石層，頂管施工過(guò)程中肯定會(huì)出現(xiàn)管道兩側(cè)垮塌情況，極易造成橋梁摩擦樁暴露、支撐力減弱，從而威脅到西臨高速橋的安全運(yùn)營(yíng)，為此，我們?cè)谟晁艿朗┕み^(guò)程中采取了管道兩側(cè)旋噴樁固砂護(hù)壁加密撐支護(hù)措施和明挖明頂施工工藝，在實(shí)現(xiàn)雨水管道成功穿越高速橋的同時(shí)，確保了西臨高速橋在此期間的安全運(yùn)營(yíng)。

2、施工方案選擇

由于雨水管線位于橋下機(jī)動(dòng)車道中，而機(jī)動(dòng)車道寬度僅11.9米。根據(jù)管道施工砂粒層開(kāi)挖放坡要求，該段管道開(kāi)挖寬度應(yīng)為14.8米，寬度不能滿足要求。另外，因?yàn)闃蛳卢F(xiàn)狀凈空高度為4.3米，極其不利于吊車安管、挖掘機(jī)開(kāi)挖等施工機(jī)械的操作。針對(duì)以上管道開(kāi)挖寬度不足、兩側(cè)相距橋墩較近，以及存在橋梁動(dòng)載擾動(dòng)砂體，易造成頂管施工過(guò)程中前方工作面容出現(xiàn)砂土大面積坍塌現(xiàn)象，我們?cè)诠艿罍喜蹆蓚?cè)作旋噴樁固砂護(hù)壁加固支護(hù)的基礎(chǔ)上，采取明挖明頂?shù)氖┕し桨浮?/p>

管道頂進(jìn)前按照設(shè)計(jì)線位在管道兩側(cè)用雙排Φ500mm高強(qiáng)水泥旋噴樁對(duì)溝壁砂層進(jìn)行支護(hù)，使其形成連續(xù)墻，每側(cè)各布置兩排旋噴樁，兩排樁的凈距離為4. 2米，相鄰樁間距400㎜，樁深8 m，路床下至管底3米，雙排旋噴樁數(shù)392根、加強(qiáng)樁98根，樁材強(qiáng)度不得小于4Mpa，旋噴樁支護(hù)長(zhǎng)度約49m,(從Yb45工作坑到西臨高速路橋北5米)，旋噴樁漿液水灰比1：1，采用32.5R普通硅酸鹽水泥。具體的樁位布置見(jiàn)平面布置圖。旋噴樁施工結(jié)束28天后進(jìn)行管道工程施工，管道施工采用明開(kāi)明頂?shù)氖┕し绞剑瑱M密撐支護(hù)。

3、 旋噴施工工藝流程

3.1 旋噴樁施工采用單管旋噴施工法，旋噴鉆機(jī)體積小，移動(dòng)方便，適宜于在較窄工作面作業(yè)，使用90KW發(fā)電機(jī)滿足用電需求，施工用水配備1臺(tái)5T水車。具體工藝流程如下：

即先根據(jù)旋噴樁施工方案進(jìn)行樁位布設(shè)，經(jīng)復(fù)核無(wú)誤后方可進(jìn)行旋噴樁施工。將旋噴鉆機(jī)（鉆頭上帶噴嘴）移到樁位上水平校正安放平穩(wěn)，然后一節(jié)一節(jié)安上鉆桿鉆至設(shè)計(jì)深度后投球封底，最后將高壓軟管與鉆桿上端導(dǎo)流器連接。首先進(jìn)行試噴，試噴成功后，按照設(shè)定的施工參數(shù)邊噴射水泥漿邊旋轉(zhuǎn)提升。當(dāng)能量大、速度快、呈脈動(dòng)狀的噴射水泥漿液的動(dòng)壓超過(guò)主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，土粒便從土體剝落下來(lái)，一部分細(xì)小的土粒隨著漿液散出地面，其余土粒在噴射漿液的沖擊力、離心力和重力作用下與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列。提升到原狀地面后，高壓旋噴注漿結(jié)束。旋噴樁在初凝之前，由于水泥收縮、不分流失等原因，樁體有一定的沉降，所以對(duì)每根樁進(jìn)行回灌，確保樁頂標(biāo)高。

3.2 旋噴樁施工注意事項(xiàng)

1）、旋噴樁在該工程中的作用僅是為了固砂護(hù)壁加固橋墩，由于旋噴樁是素砼灌注樁，所以設(shè)計(jì)雙排樁和加強(qiáng)樁以增強(qiáng)旋噴樁樁體的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)在開(kāi)挖過(guò)的溝槽采取橫向支護(hù)措施，防止樁體傾斜。旋噴樁連續(xù)墻與密支撐相結(jié)合起到了良好的支護(hù)效果，溝壁穩(wěn)固。

2）、為了避免在西臨橋下管道基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，在管道施工前先對(duì)管道底部以下60厘米范圍砂粒做1:1水泥注漿處理，注漿寬度4.2米。

3）、由于明挖明頂破壞了管頂原狀土拱的形成，在回填時(shí)我們采取了管道施工完畢,管道基礎(chǔ)以上至管半徑180度范圍內(nèi)用砼處理，其余至管頂作60cm厚用水泥穩(wěn)定砂礫進(jìn)行加固處理，水泥摻加量為5%。

3.3 旋噴樁施工技術(shù)要求

1）、旋噴樁施工時(shí)，鉆機(jī)就位機(jī)座要平移，立軸要與孔位正對(duì)，并保持鉆機(jī)垂直度。

2）、噴射注漿時(shí)要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，泵壓必須滿足施工要求。

3）、注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。

4）、所有水泥漿水灰比按設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行，禁止使用受潮或過(guò)期水泥，噴射過(guò)程中，防止水泥漿沉淀。

5）、施工中應(yīng)符合《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》﹙JGJ79—2002﹚旋噴樁施工工藝參數(shù)如下：

旋噴壓力：20～24Mpa

旋轉(zhuǎn)速度：20～25r.p.m

提升速度：30—35cm／min

泵 量：70～90L／min

水 灰： 1：1

可根據(jù)施工情況適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)，注意返漿情況，做好記錄。

4、旋噴樁工程質(zhì)量檢驗(yàn)

旋噴樁質(zhì)量檢驗(yàn)包括原材料檢驗(yàn)及水泥土強(qiáng)度檢驗(yàn)。

4.1 原材料檢驗(yàn)

旋噴樁原材料主要為普通硅酸鹽水泥R32.5，其檢驗(yàn)主要為水泥強(qiáng)度及安定性檢驗(yàn)，具體標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)鋼筋混凝土規(guī)范。

4.2 水泥土強(qiáng)度檢驗(yàn)

旋噴樁強(qiáng)度試驗(yàn)為水泥土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，即為旋噴樁返漿在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的抗壓強(qiáng)度，每個(gè)工作日取一組試塊，一組試塊為3個(gè)，試塊尺寸為70.7mm×70. 7mm×70.7mm。抗壓強(qiáng)度：經(jīng)過(guò)對(duì)返漿試塊的檢測(cè)，單軸抗壓強(qiáng)度不小于4Mpa。

4.3 樁體檢驗(yàn)及其它

樁長(zhǎng)：通丈量鉆桿長(zhǎng)度檢查，樁長(zhǎng)允許偏差0—10mm。

樁位：通位測(cè)量?jī)蓸兜闹行木嚯x及與雨水管道中線的距離來(lái)判斷，偏差不大于4mm。

樁徑：不小平500mm，施噴時(shí)通過(guò)高壓注漿泵壓力表間接檢查，壓力不小于22～23Mpa。

樁體垂直度：用水平尺檢查鉆桿的兩個(gè)直方向，偏差不大于1 .0H%，

旋轉(zhuǎn)速度：通過(guò)檢查鉆桿在一定時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行控制。

提升速度：通過(guò)檢查動(dòng)力頭在一定時(shí)間的提升距離進(jìn)行控制。

5、效果評(píng)價(jià)

旋噴樁施工速度快，固砂效果好，在砂層段抗壓強(qiáng)度更高，效果顯著。在紡渭路雨水管道下穿西臨高速橋施工期間，橋體穩(wěn)固、運(yùn)營(yíng)安全。通過(guò)旋噴樁固砂護(hù)壁，紡渭路雨水管道成功下穿西臨高速橋的施工經(jīng)驗(yàn)，為我們從事以后類似的工程施工提供了借鑒和依據(jù)。

[1]馮廣淵編.建筑施工技術(shù).冶金出版社

[2]地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范.GBJ

[3]楊智謀，李浩兵. 旋噴樁固砂施工工藝在雨水管道工程中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)市政工程.2005（4）：66-67.

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.15.021