關于高壓旋噴樁加固技術在深基坑施工中的應用

　　 摘要：旋噴樁興起于二十世紀七十年代的高壓噴射注漿法，八九十年代在全國得到全面發展和應用。實踐證明此法處理加固淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，我國已將其列入現行的《地基與基礎施工規范》。
　　關鍵詞：高壓旋噴樁 加固 地基
　　1 施工原理
　　旋噴法施工是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進至預定位置后，用高壓脈沖泵將預先配好的水泥漿液通過鉆桿下端的噴嘴，向四周高速、水平噴入土體，借助高度集中流體的高能沖擊力切削土層，使噴流射程內的土體受破壞，與此同時鉆桿以一定的速度旋轉，并徐徐提升，使土體與水泥漿充分攪拌混合，經一定時間的膠結硬化后即在土體中形成直徑比較均勻、具有一定的柱狀水泥土固結體，從而使地層更加密實并得到加固。
　　旋噴法施工主要機具設備包括：高壓泵、鉆機、空壓機、漿液攪拌器、旋噴管和高壓漿管等。根據通過鉆桿的噴流介質種類分為單管旋噴、雙管旋噴、三管旋噴樁三種類型。施工工藝：測定位孔→鉆機就位 → 鉆機孔至設計深度→拌制水泥漿 →旋噴機就位→沉管至預定深度→ 自下而上旋噴、注漿至設計標高→（根據要求復噴）→壹根樁完成。
　　旋噴法施工適用的范圍較廣，設備簡單管理方便、漿液集中而流失較少、料源廣闊價格低廉、施工振動小噪聲低、染污小等特點。
　　2 珠海香洲安居園二期工程基坑止水方案
　　珠海香洲安居園二期工程項目是由珠海香洲正方控股有限公司開發的安居房。施工中的住宅工程設有一層地下室，基坑開挖深度為10米，平面形狀為南北長約300米、東西寬60～75米的不規則矩形，基坑總面積約2.1萬平方米，周長約730米。
　　本工程位于在珠海霞光路側，為近年填海造成地而成，由于珠海近年興建的較大工程，故基坑支護設計要求非常嚴格。其支護形式是：混凝土鉆孔灌注排樁+雙層預應力錨索+單層鋼筋混凝土內支撐，鉆孔樁直徑1米，中心間距1.2米，相鄰鉆孔樁間縫隙利用水泥攪拌樁或高壓旋噴樁封堵會形成該工程基坑防止水體系，參見圖1、圖2。
　　珠海香洲安居園二期工程基坑止水體系原設計用水泥攪拌樁、旋噴樁與鉆孔支護排交錯疊合形成地下止水帷幕，在施工完成鉆孔樁后即著手施工止水樁。但后來攪拌樁機進場試鉆后發現，攪拌頭無法適應本工程地下埋存大量石塊的地質情況。要使止水樁深入到基坑底以下若干米的不透水地質層，必須穿透由于濱海拋填形成的大小不等的塊石障礙，該塊石層埋深在地下3米到7米之間，這對攪拌樁來說十分困難，于是將止水樁全部改為高壓旋噴樁形式，利用預先鉆孔方式解決填石層障礙這一難題。
　　在基坑外側鉆孔樁間采用三重管旋噴成樁，樁徑800mm，樁端深入基坑底以下約5米，要求進入不透水層至少1m，根據場地內不透水層進埋深情況劃分成若干段不同樁底標高，沿基坑周邊旋噴樁與鉆孔支護樁一起組成環形防止水屏障。
　　采用三管旋噴成樁工藝形式，比單管旋噴或雙管旋噴更適合與先期施工完成的鉆孔灌注樁結合成一體，雖然成本有所提高，但止水效果更可得到保證，符合本項目追求完美品質的理念與精神。
　　3 施工工藝流程及技術參數
　　工程止水樁施工采用GP—1500，GP—2000兩種型號的三管旋噴鉆機，噴嘴直徑1.6～2mm出漿管直徑10mm，水泥漿液攪拌采用污水管自循環式的攪拌罐，空壓機采用3m3 /min空壓機。共投入四臺機，每臺三管旋噴樁機每天成樁5-6根，完成全部836根樁實際占用工期約55天。
　　4 三管高壓旋噴樁施工的重點、難點分析及監控對策
　　4.1重點難點分析
　　本工程三管高壓旋噴樁布置于支護樁側后、每兩鄰樁之間，通過高壓水對土體進行旋噴切割和用水泥漿摻和形成樁體，并與相鄰的支護樁相互膠結而達到止水效果，旋噴樁自身的成樁質量及與相鄰支護樁的膠結情況，決定其止水效果。
　　影響高壓旋噴樁成樁質量的關鍵在于控制好施工參數，主要包括水壓、漿壓、氣壓、漿量、漿液水灰比、旋轉速度及提升速度等。旋噴樁與支護樁間的膠結情況，取決于成樁的垂直度、樁位及噴射半徑。
　　4.2施工監控對策
　　（1）實行旁站監督，嚴格按設計要求和施工方案控制各施工參數，特別是要杜絕因操作工人貪圖方便、快捷而擅自減少水泥用量、加快提升速度的現象，確保成樁質量。
　　（2）根據已施工的支護樁（鉆孔樁）和旋噴樁的成樁影響半徑準確測出待施工旋噴樁的樁位，每樁開孔前，由專職測量人員和質檢員對樁位進行復核，一般要求相鄰位置旋噴樁間隔施工不少于24小時。
　　（3）旋噴樁的成樁垂直度決定于引孔的垂直度，旋噴樁機本身具有引孔功能，但考慮到本工程旋噴樁深度較大，為確保垂直度，另外單獨采用XY—1型鉆機施工引孔。引孔施工時，如遇軟硬不均的地層或支護樁局部凸出的混凝土樁身，容易導致孔斜，為克服這一缺陷，工程中采用了3m以上的長鉆具施工引孔，利用長鉆具良好的導向性保證引孔的垂直度。引孔鉆進的過程中適當控制給進壓力和鉆進速度，當遇軟硬不均地層或其他硬物，有偏孔的征兆時，立即停鉆，采用稀水泥漿對鉆孔進行回灌，在漿體達到一定強度后再重新開孔。
　　（4）高壓旋噴注漿應自上而下進行，注意對中粗砂層、粗砂砂層等主要透水層進行復噴。同時觀察孔口返漿情況，返漿過多宜提高噴射壓力、減少噴嘴口徑、適當加快提升與噴射速度。返漿過少或不冒漿，應具體分析后采取應對措施。若系土質松軟則視為正常現象，可適當復噴；若附近有空洞、通道，則應不提升注漿管連續注漿，直到冒漿為止，或拔出注漿管，待漿液凝固后重新注漿，或可采用添加速凝劑或增大注漿量，待正常返漿后再繼續作業。當注漿管不能一次提升完畢，須分兩次或數次才能完成時，卸管后的復噴搭接區段高度不得小于200cm，以保證固結體的完整性。同樣的原因當因故中斷旋噴后修復好繼續施工時也要考慮復噴搭接。
　　4.3施工安全和注意事項
　　（1）鉆機就位后，應進行水平和垂直校正，鉆桿應與樁位一致，偏差應在10mm以內，以保證樁垂直度符合要求。
　　（2）操作鉆機人員要有熟練的技能，了解注漿全過程及鉆機旋噴注漿性能，嚴禁違章操作。
　　（3）施工用的壓力表應定期檢查，保證正常使用；安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗，一旦發生故障，要停泵停機排除。
　　（4）高壓膠管不能超過壓力范圍使用，使用時彎曲應不小于規定的彎曲半徑，防止高管壓爆裂傷人。
　　（5）高壓噴射注漿使用的漿液應過濾，使顆粒不大于噴嘴直徑。高壓泵必須有安全裝置，當超過允許泵壓后，應能自動停止工作。
　　（6）在插管工程中，要防止噴嘴被泥沙堵塞，水、氣、漿壓力和流量必須符合設計值，一旦堵塞，要拔管清洗干凈，再重新插管好旋噴。插管時應采取邊射水邊插，水壓力控制在1