高壓旋噴樁圍護結構施工技術要點淺析

徐雙杰

鶴壁天宏鋼結構有限公司（458000）

1 工程概況

某地下工程圍護結構采用鉆孔灌注樁+咬合旋噴樁止水帷幕,工程所在位置的地質條件以厚層粘土、粉土、粉質粘土為主，地層主要為人工堆積層、新近沉積層、第四紀全新世沖洪積層四大層。工程附近的地下水主要為上層滯水、潛水和承壓水。上層滯水水位標高為34.65～36.13 m,水位埋深為2.6～4.0 m,含水層主要為粉土填土1層。潛水水位標高為 29.12～31.20 m，水位埋深為 7.5～9.7 m，含水層主要為粉土3層。承壓水水位標高為21.21~22.20 m，水位埋深為16.5~17.6 m,含水層主要為細中砂5-1層,上層滯水分部不均勻，水位不連續，主要接受大氣降水、綠地灌溉和自來水、雨水、污水等地下管線的垂直滲漏補給；潛水主要接受側向徑流及越流補給，以側向徑流、向下越流方式排泄；承壓水主要接受側向徑流及越流補給，以側向徑流、向下越流方式排泄。

工程基坑側壁土體自穩能力較差，地下水位位于基底標高之上，上層滯水分布較連續，粉土3層為含水層，滲透性較差，在降水疏干時常有剩余水體，易產生泡槽，使地基土力學性質降低，在外力作用引導下容易發生坍塌。

2 總體施工部署

2.1 施工方法

工程旋噴樁施工采用三管法旋噴，為防止旋噴樁施工時由于相鄰兩樁施工距離太近或間隔時間太短，造成相鄰高噴孔施工時串漿，采取分批跳孔施作，鉆孔樁施工時按每間隔兩孔施作，圍護樁內部按次序依次施工，具體施工順序依據現場實際情況確定。

2.2 施工安排

根據實施性施工組織設計的工期要求及實際情況，東南場地和西北場地各采用2臺地質鉆機完成所有注漿孔的鉆孔工作，采用1臺旋噴機進行旋噴樁的施工。

2.3 資源配置計劃

工程施工采用2班制,在施工中應各司其職、認真負責、相互協作、互相監督。鉆孔人員必須作好現場鉆孔記錄，取得第一手地質資料，以便注漿技術人員根據地質資料及時調整注漿參數。注漿記錄人員必須把當班的記錄及時整理。司泵人員應隨時注意注漿泵壓力變化，值班技術員及時記錄并根據地質情況調整注漿壓力及施工工藝參數。

3 施工原理及工藝流程

三管法旋噴是一種水、氣噴射、漿液灌注攪拌混合噴射的方法。即用三層噴射管使高壓水和空氣同時橫向噴射，并切割地基土體，借空氣的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同時，另一個噴嘴將水泥漿低壓力噴射注入到被切割、攪拌的地基中,使水泥漿與土混合達到加固目的，其加固直徑可達800～2 000 mm。

采用三管法旋噴，應先送高壓水、再送水泥漿和壓縮空氣;噴射時應先達到預定的噴射壓力、噴漿量后，再逐漸提升注漿管，注漿管分段提升的搭接長度不得小于100 mm;當達到設計樁頂高度或地面出現溢漿現象時,應立即停止當前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出并清洗管路。三重管法是將水泥漿與壓縮空氣同時噴射，除可延長噴射距離、增大切削能力外，也可促進廢土的排除，減輕加固體單位體積的重量。

旋噴樁施工工藝流程∶測放樁位→引孔鉆機就位→鉆進成孔→清孔→移鉆→插入高噴管→高噴作業→回灌→搬遷。

4 旋噴樁施工工藝要點

4.1 施工準備

1）場地平整

正式進場施工前，進行管線調查后，清除施工場地地面以下2 m以內的障礙物，不能清除的做好保護措施，然后整平、夯實；同時合理布置施工機械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場地的“三通一平”。

2）樁位放樣

施工前用全站儀測定旋噴樁施工的控制點，埋石標記，經過復測驗線合格后，用鋼尺和測線實地布設樁位，并用竹簽釘緊，一樁一簽，保證樁孔中心移位偏差小于50 mm。

3）修建排污和灰漿拌制系統

旋噴樁施工過程中將會產生10%～20%的返漿量，將廢漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據場地條件可進行無公害排放。沉淀的泥土則在開挖基坑時一并運走。沉淀和排污統一納入全場污水處理系統。

灰漿拌制系統主要設置在水泥附近,便于作業，主要由灰漿拌制設備、灰漿儲存設備、灰漿輸送設備組成。

4.2 鉆機就位

鉆機就位后，對樁機進行調平、對中，調整樁機的垂直度,保證鉆桿應與樁位一致，偏差應在10 mm以內，鉆孔垂直度誤差小于0.3%；鉆孔前應調試空壓機、泥漿泵，使設備運轉正常；校驗鉆桿長度，并用紅油漆在鉆塔旁標注深度線，保證孔底標高滿足設計深度。

4.3 引孔鉆進

鉆機施工前，應首先在地面進行試噴，在鉆孔機械試運轉正常后,開始引孔鉆進。鉆孔過程中要詳細記錄好鉆桿節數，保證鉆孔深度的準確。

4.4 拔出巖芯管、插入注漿管

引孔至設計深度后，拔出巖芯管，并換上噴射注漿管插入預定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過1 MPa，以免壓力過高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防泥土進入管內。

4.5 旋噴提升

當噴射注漿管插入設計深度后,接通泥漿泵，然后由下向上旋噴，同時將泥漿清理排出。噴射時，先應達到預定的噴射壓力、噴漿后再逐漸提升旋噴管,以防扭斷旋噴管。為保證樁底端的質量，噴嘴下沉到設計深度時，在原位置旋轉10 s左右，待孔口冒漿正常后再旋噴提升。鉆桿的旋轉和提升應連續進行，不得中斷，鉆機發生故障，應停止提升鉆桿和旋轉，以防斷樁，并立即檢修排除故障，為提高樁底端質量,在樁底部1.0 m范圍內應適當增加鉆桿噴漿旋噴時間。在旋噴提升過程中，可根據不同的土層，調整旋噴參數。

4.6 鉆機移位

旋噴提升到設計樁頂標高時停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將鉆機移位。

5 質量標準及檢查措施

5.1 施工檢查內容

5.1.1 施工前檢查

在施工前對原材料、機械設備及噴射工藝等進行檢查，主要有以下幾方面∶

①原材料（包括水泥、摻合料及速凝劑、懸浮劑等外加劑）的質量合格證及復驗報告，拌和用水的鑒定結果；

②漿液配合比是否適合工程實際土質條件；

③機械設備是否正常，在施工前應對高壓旋噴設備、地質鉆機、高壓泥漿泵、水泵等作試機運行，同時確保鉆桿（特別是多重鉆桿）、鉆頭及導流器暢通無阻；

④檢查噴射工藝是否適合地質條件，在施工前也應作工藝試噴，試噴在原樁位位置時，試噴樁孔數量不得少于2孔，必要時調整噴射工藝參數；

⑤施工前還應對地下障礙情況統一排查，以保證鉆進及噴射達到設計要求；

⑥施工前檢查樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度。

5.1.2施工中檢查

施工中重點檢查內容有∶

①鉆桿的垂直度及鉆頭定位；

②水泥漿液配合比及材料稱量；

③鉆機轉速、沉鉆速度、提鉆速度及旋轉速度等；

④噴射注漿時噴漿（噴水、噴氣）的壓力、注漿速度及注漿量；

⑤孔位處的冒漿狀況；

⑥噴嘴下沉標高及注漿管分段提升時的搭接長度；

⑦施工記錄是否完備,施工記錄應在每提升1 m或土層變化交界處記錄一次壓力流量數據。

5.1.3 施工后檢查

施工后主要對加固土體進行檢查，包括∶

①固結土體的整體性及均勻性；

②固結土體的有效直徑；

③固結土體的強度、平均直徑、樁身中心位置；④固結土體的抗滲性。

5.2 成樁質量檢查

5.2.1 質量檢驗時間、內容

施工對噴射施工質量的檢驗，應在高壓噴射注漿結束后1周，檢查內容主要為加固區域內取芯實驗等。

5.2.2 質量檢驗數量、部位

檢驗點的數量為施工注漿孔數的2%～5%，對不足20孔的工程，至少應檢驗2個點，不合格者應進行補噴。檢驗點應布置在下列部位∶荷載較大的部位、樁中心線上、施工中出現異常情況的部位。

5.2.3 檢驗方法

旋噴樁的檢驗可采用鉆孔取芯方法進行。

鉆孔取芯∶在已施工好的固結體中鉆取巖芯，并將其做成標準試件進行室內物理力學性能試驗，檢查內部樁體的均勻程度，及其抗滲能力。

6 小結

采用以上方法切實保證了高壓旋噴樁圍護結構施工質量，施工得到了甲方和監理的一致好評。