西安地鐵車輛段設備基礎基坑旋噴樁施工技術

楊 武

(中鐵九局集團有限公司，陜西 西安 710018)

0 引言

由于我單位施工的西安地鐵二號線渭河車輛段檢修庫內地下固定式駕車機合同談判有問題，最終影響到了土建的施工，設備基礎坑比較深且接近房屋立柱及另一側軌道，施工場地受到限制，原本的最佳方案是設備基礎與房屋土建基礎同步施工，但最終導致了房屋先施工，設備基礎后施工的局面。因此也帶來了另一個問題:關于大型設備基礎基坑的支護。

1 工程概況

檢修庫固定式駕車機設備基礎位于檢修庫廠架修庫第L19股道上，結構形式為現澆鋼筋混凝土結構，共12座，均采用相同的結構形式;基礎墊層底標高 －5.400 m(±0.000=絕對標高373.650 m)，基底以下2.5 m深度范圍原設計為換填2∶8灰土地基處理，基坑開挖范圍為－1.000 m～－7.900 m，基坑基底標高－7.900 m，開挖深度6.9 m;勘察資料中地下水位標高:－6.97 m～－8.62 m;固定式駕車機設備基礎所在L19股道距北側相鄰L20股道7.5 m(兩股道線路中心距離)，南側距樁基承臺1.605 m;現L20股道已施工完，相鄰樁基礎已經施工。

2 施工方案

目前周邊房屋排架柱及相鄰L20股道整體道床已經形成，設備基礎施工場地狹窄，基坑兩側無法放坡，同時基坑開挖深度較大，極易造成坍塌，且對既有建筑物基礎及L20股道道床造成不均勻沉降影響，因此對基坑靠既有結構兩側采取放坡開挖方案是不可行的，由于旋噴樁具有施工噪聲污染小、施工質量易于控制、設備運輸方便、施工工藝簡單、成孔速度快等優點，結合現場實際情況，擬對基坑靠既有結構兩側采取單管旋噴樁水泥土擋土墻的支護方案(見圖1)，即在基坑兩側采用高壓單管旋噴樁機施工，樁徑600 mm、樁長12.0 m的旋噴樁，樁懸臂端深度6.9 m，嵌入深度5.1 m，相鄰樁中心距離500 mm，相鄰旋噴樁之間咬合100 mm。同時為保證支護結構穩定，采取旋噴樁內插鋼管加筋措施，即樁內插入3根φ48鋼管，長度同樁長，并高出樁頂100 mm，加筋采取隔一插一的方式設置。

根據設計要求，設備基礎地基處理采取基底下2.5 m深度范圍內采用2∶8灰土換填，由于基坑開挖深度達6.9 m，開挖過程中需對兩側支護結構進行支撐，同時基底碾壓時機械振動大，施工安全隱患大。此外，根據地質資料，開挖范圍不排除有水的情況，因此，在基底處理時需對基坑采取降水措施，施工難度大、工期長，施工成本大大增加，綜合考慮上述因素，采取將原設計2∶8灰土換填地基處理改為高壓旋噴樁復合地基的方案，即旋噴樁采用梅花形布設，樁間距1.0 m，樁長3 m，上設300 mm厚砂石褥墊層。

圖1 單管旋噴樁水泥土擋土墻

3 施工工藝

1)施工工藝流程。施工工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程

2)施工準備。施工前應進行場地平整，清除樁位處地上、地下的障礙物，場地低洼處用粘性土料回填夯實，并做好排漿溝，確保用電安全。

3)樁位測設。繪制樁位布置圖，注明樁位編號，樁位應嚴格按照圖紙設計測設，偏差不得大于50 mm。

4)鉆機就位、調正角度并固定。鉆孔位置與設計位置的偏差不得大于100 mm。鉆機或旋噴機就位時機座要平穩，立軸或轉盤與孔位對正。

5)鉆孔。采用單管旋噴法施工。該方法插管與鉆孔兩道工序合二為一，即鉆孔完成時插管作業同時完成。

6)配漿，提鉆噴漿，膨脹觀測。按設計的配合比配制漿液，攪拌時間不少于5 min，再經0.8 mm的篩網過濾兩次。提鉆時主要施工參數:噴射壓力13 MPa～20 MPa;噴嘴孔徑2.5 mm;噴漿流量80 L/min～90 L/min;提升速度16 cm/min～20 cm/min;旋轉速度20 r/min～22 r/min。噴射時，先應達到預定的噴射壓力，噴漿旋轉30 s，水泥漿與樁端土充分攪拌后，再邊噴漿邊反向勻速旋轉提升注漿管，直至距樁頂1 m時，放慢攪拌速度和提升速度。

7)沖洗機具。噴射施工完畢后，應把注漿管等機具設備沖洗干凈，管內機內不得殘存水泥漿。

8)移機。將鉆機等機具設備移到新樁位上重復以上的工作。

4 質量標準及控制措施

4.1 質量標準

嚴格按照現行GB 50202-2002建筑地基基礎工程施工質量驗收規范及有關規范規定進行質量控制。水泥土攪拌樁及高壓噴射注漿地基質量檢驗標準見表1，加筋水泥土樁質量檢驗標準見表2。

表1 水泥土攪拌樁及高壓噴射注漿地基質量檢驗標準

表2 加筋水泥土樁質量檢驗標準

4.2 質量控制措施

在旋噴樁加固支護的過程中為防止漿液凝結時間過長，漿液中的水浸入建筑物基礎或路基基礎造成基礎或路基的軟化，導致既有建筑物和路基下沉，一般在漿液配制過程中需加減水劑和速凝劑(速凝劑和減水劑的用量要經過試驗確定，一般控制漿液凝結時間在20 min～30 min)。

作業時必須時刻注意檢查漿液配合比等參數是否滿足設計要求，并做好記錄。

在提鉆過程中出現機械故障時維修時間小于1 h時銜接50 cm繼續施工;大于1 h，立刻提出鉆桿清除管內余漿，故障排除后重新下鉆。

噴漿時，應盡量保證連續施工。噴注中若遇到故障等特殊情況時，噴管須下降20 cm才能開始繼續噴注，以保證旋噴加固體的豎向連續性，因故障中斷時應復噴，間隔時間超過2 h后應重噴。

施工結束28 d后抽取總樁數1%(且每工點不應少于3根)的樁鉆芯取樣，進行無側限抗壓強度試驗。

此外，施工時對既有構筑物及軌道的監測尤為重要，為防止成樁時的膨脹對線路和既有構筑物的破壞，采用水準儀對鋼軌軌頂進行定點沉降觀測，并與開工前原始數據進行對比，檢查既有構筑物以及軌道、邊坡是否出現位移或變形;提鉆時注意觀察是否有漿冒出，如出現較大位移時立即停止作業，待問題解決后方可繼續施工。

5 安全及環保措施

5.1 安全

1)所有施工作業人員進場后立即組織安全教育和培訓并考核，考核合格后持證上崗。2)為防止成樁時的膨脹對線路和既有構筑物的破壞，采用水準儀對軌道線路方向高度變化情況進行監測，采用道尺對軌道的水平位移進行監測。3)每臺用電設備有各自專用的開關箱，開關箱中必須裝設漏電保護器，實行“一機一閘一保護”制，嚴禁用同一個開關電器直接控制兩臺及兩臺以上的用電設備(含插座)。4)在施工過程中，對機具的運轉情況、輸漿管連接情況定期檢查維修，防止設備構件脫落傷人。嚴禁在機械運轉過程中檢修、保養。5)進場后立即對高壓泵的各項儀表進行標定，以保證各項數據的準確性。施工作業過程中，設專人監控各項儀表，若儀表讀數超出設計范圍立即停止作業，查明原因后方可繼續施工。6)定期對輸漿管進行檢查，嚴禁使用破皮、老化的輸漿管，以防止注漿時爆管。

5.2 環保

在邊坡坡腳處挖40 cm×40 cm的排漿溝，并注意對既有結構側采取有效隔離措施，防止泥漿滲漏對結構附近土體產生不利影響，同時，視排漿量和場地大小開挖排漿池，為防止泥漿池底滲漏，形成泥漿池后用塑料鋪設至泥漿池邊。施工時安排專人排漿，防止水泥漿污染。施工完后清除排漿溝和排漿池中的廢漿，再回填，防止污染。

6 結語

高壓旋噴樁施工技術作為一種成熟的工法已在西安地鐵二號線區間圍護結構施工中得到廣泛應用，但在車輛段房屋內屬首次嘗試，經過實踐證明，通過采用高壓旋噴樁支護加固技術順利完成了大型設備基礎施工，其工期短、效果好、成本低、操作簡便、安全等優勢也為將來的既有建筑物改造及深基礎施工開辟了新的思路并提供了較客觀的依據，具有重要的應用價值和廣闊的推廣前景。

[1] 彭振斌.注漿工程設計計算與施工[M].武漢:中國地質大學出版社，1997.

[2] 殷宗澤，龔曉南.地基處理工程實例[M].北京:中國水利水電出版社，2000.

[3] GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].