高噴灌漿技術在住宅樓基礎施工的應用

孫瑛琳

（山東水利工程總公司，山東 濟南 250014）

濟南市某住宅小區19#樓北臨鐵路橋，鐵路紅線距樓基礎外邊線5 m，施工空間狹小，基礎邊坡無法按設計坡度刷坡，無法保證邊坡穩定性；西臨匯流入護城河的小河，河中心距樓基礎外邊線僅10 m，河流明水的滲透對基礎邊坡的穩定存在破壞性影響，施工條件復雜，基礎開挖難度大，工期緊迫。山東水利工程總公司在西側、北側采用高噴灌漿技術對基坑進行圍護，有效地保證了19#住宅樓基礎開挖的安全施工。

1 施工條件與灌漿技術要求

19#樓基礎深度10 m，土層為砂質壤土，巖石層厚約1.5 m，為風化石灰巖，地下水位高，滲透系數大，地下水滲流對基礎的危害嚴重。西側河流明水距樓基礎外邊線近，基礎開挖困難，并且河流明水的滲透對基礎邊坡的穩定存在破壞性影響；北側臨近鐵路紅線，施工空間狹小，基礎邊坡無法按設計坡度刷坡，邊坡的穩定性難以保證，存在重大安全隱患。

根據上述施工條件，依據多年的水利工程防滲施工經驗，西側、北側擬選用高噴灌漿對基坑進行圍護，通過高壓噴射灌漿在地下形成防滲連續板墻，以阻斷地下滲水及地面河流明水對基礎施工的影響。同時，因防滲連續板墻具有一定的抗壓、抗折強度，可有效地解決施工空間狹小，基礎邊坡無法按設計坡度刷坡的問題，防止了地面塌陷、基坑塌坡等危險。而且，以高壓噴射灌漿形成的地下防滲連續板墻替代傳統的鋼板樁支護，在有效防止地下滲水對基礎施工影響的情況下，可降低施工成本，并取得一定的經濟效益。

19#樓基礎西側、北側的高噴灌漿軸線長為200延米，根據沙質壤土的地質情況，采用凝結體的結構布置形式為柱擺式，平均成墻深度為9 m，墻體嵌入巖層0.5 m。平均墻厚15 cm，孔距2 m，噴射中心形成直徑20～30 cm的圓柱體。

工藝參數為：噴嘴直徑2～2.3 mm；高壓水10 MPa，流量 40 L/min；氣壓 0.7 MPa，氣量 6 m3/min；漿壓0.3 MPa，流量 80 m3/min；提升速度 15 cm/min；三重管回轉7 r/min。

2 施工方法比選

高噴灌漿技術有單管法、雙管法、三管法，根據19#樓基礎的地質情況，本工程采用三管法施工。

三管法是用水管、氣管、漿管同軸布設組成噴射桿，桿底部設置有噴嘴，氣、水噴嘴在上，漿液噴嘴在下，高噴時，隨著噴射桿的旋轉和提升，先是高壓水和氣的射流沖擊擾動地層土體，呈翻滾松散狀態，隨后以低壓注入水泥漿摻混攪拌，硬化后形成凝結體。高噴形成的凝結體形狀與噴射的型式有關，噴射型式一般有旋噴、擺噴和定噴3種。噴射時若邊提升邊旋轉，則凝結體形狀為圓柱體（又稱旋噴柱），若邊提升邊擺動，則形成的凝結體的形狀為啞鈴狀，若只提升和定向噴射則可形成板狀（又稱定噴板）。

經比選，考慮到本工程系住宅樓基坑開挖施工的支護措施，在保證基礎施工安全的同時應兼顧經濟成本、工期等要求，采取擺噴的噴射型式，其施工設備價廉、易購，高噴質量可滿足基礎施工要求，工效高，造價低，能充分利用原地土體，就地取材，機械化程度高。

3 高噴灌漿技術措施

高噴灌漿三管法施工時，高噴材料采用純水泥漿，因三管法施工時，先是高壓氣、水噴射，而后是壓力灌漿，灌漿易被先噴入的水稀釋，故使用水灰比≤1∶1 的濃漿。

鉆孔采用MGJ－100型鉆機配合氣動沖擊器偏心跟管鉆進成孔工藝；高噴灌漿采用GS500－4型高噴臺車，并列三管法自下而上擺噴成樁；水壓設備采用天津通用機械廠生產的302－3275/50高壓柱塞泵；灌漿采用BW－150型泥漿泵。

高噴灌漿施工工藝流程為：場地平整壓實→臺車行走→軌道鋪設→布孔、鉆機就位→校準角度、造孔→測斜→高噴臺車就位→試噴、下噴具→擺噴、噴灌→孔口注漿、回灌、封孔→高噴臺車移位。

高噴灌漿分二序施工，相鄰次序孔施工時間間隔不少于24 h，鉆孔孔位偏差≤5cm，孔斜率≤1.5%。鉆孔過程中，根據返渣情況、鉆進速度、鉆機及沖擊器運轉情況等判斷地層情況，記錄孔深與厚度，以保證墻體嵌入巖層0.5 m的技術要求。

高噴灌漿噴具下入設計深度后，啟動噴機，調節風、水、漿的流量、壓力和噴機擺噴角度，使之達到設計值，待孔口返漿密度符合要求后，開始提升。邊擺動邊提升，自下而上噴射灌漿，直至樁頂高程停噴。

在高噴灌漿過程中，隨時檢查施工機具是否運轉正常，查看風、水、漿的流量，壓力值、進漿密度、回漿密度及擺噴角度、提升速度等參數，做好施工記錄，保證資料真實、準確、完整。

高壓噴射灌漿結束后，使用返漿進行孔口注漿，直至回填密實，漿面不再下降，以確保高壓噴射灌漿的施工質量。

4 特殊情況的處理

1)地層交界處：高壓噴射灌漿的提升速度要根據地層和返漿情況適當調整，在地層交界處應停止提升，靜噴2～3 min，同時加大供漿量。

2)卵石層：19#樓基礎西側臨近小河，地層中分散存在厚度不等的卵石層。灌漿時采取了以下針對性措施：噴具停止提升，靜壓注漿，使卵石層充填密實，孔口返漿符合要求后才能恢復噴具提升；降低水壓和風壓，水壓和風壓分別降至5 MPa和0.3 MPa；加濃漿液，增大供漿量，孔口摻砂等。同時，為防止噴具被埋堵，采用間隔提升的方法，待返漿后將風、水、漿等參數調整至正常值。

5 施工質量與效果

19#住宅樓基礎西側、北側的高噴灌漿成墻面積1 800 m2。使用挖掘機結合人工開挖的方式對高噴灌漿防滲板墻進行開挖檢查，墻體的外觀質量、連續性等各項直觀指標符合要求。經現場鉆孔取芯，送至山東省水利科學研究院檢測，芯樣28 d抗壓強度達到質量標準。

高噴灌漿防滲板墻自運行以后，19#住宅樓基礎西側地下滲水明流干涸，滲水量呈逐漸遞減之勢，防滲性能保證了基坑開挖施工安全的要求。而且，防滲板墻所具有的抗壓強度，有效地消除了北側施工空間狹小導致基坑邊坡坡度過大的安全隱患，貫穿整個施工期間，未發生一起基坑塌坡事故。

6 結語

高噴灌漿施工技術具有開挖量小，施工方便，占地少，對臨近建筑物影響小等特點，已廣泛地應用于堤壩防滲等水利工程中。高噴灌漿施工技術在19#住宅樓基礎施工的成功運用，取得了顯著技術、經濟效果。

實踐證明，高噴灌漿施工技術可用于解決住宅樓基礎在邊坡刷坡空間不足、河流明水滲透性影響等復雜施工條件下的基坑開挖難點，為保障基礎施工提供了一種有效施工方法。