淺談高壓旋噴樁在拋石圍堰止水的應(yīng)用

周明輝

摘 要：高壓旋噴樁，是以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與主體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。文章以實(shí)際工程為例，對(duì)高壓旋噴樁在拋石圍堰止水中的應(yīng)用進(jìn)行分析，重點(diǎn)介紹新二管法高壓噴射灌漿的施工流程，希望可以為此類工程提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁；拋石層；雙排止水樁

引言

汕頭市東部城市經(jīng)濟(jì)帶新津片區(qū)河口治理及綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目處在汕頭市韓江三角洲河網(wǎng)出?？陂T(mén)區(qū)域，出海泵閘樞紐工程是汕頭市東部城市經(jīng)濟(jì)帶新津片區(qū)河口經(jīng)理及綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的重要組成部分，位于西堤樁號(hào)S2+706.1處。主體工程由一座排水流量24m3/s泵站、副廠房以及進(jìn)出水池、涵閘、消力池等構(gòu)成。出海泵閘施工圍堰采用充泥管袋圍堰型式。充泥管袋圍堰頂高程3.6m，上部設(shè)置20cm的泥結(jié)石路面，頂寬6.0m。圍堰部分穿過(guò)原有汕頭港攔砂堤，為拋石層結(jié)構(gòu)，拋石層采用雙排高壓旋噴樁。圍堰防滲采用單排高壓旋噴樁處理，旋噴樁Φ1000，樁距600，樁長(zhǎng)16m。

1 工程地質(zhì)條件

高壓旋噴樁施工地層參數(shù)如表1所示。

表1 高壓旋噴樁施工地層參數(shù)

2 高壓旋噴樁施工方案

本工程采用的新二管法高壓噴射灌漿是以大于等于30Mpa的高壓水泥漿射流通過(guò)Φ1.8mm的噴嘴噴出，水泥漿射流四周以壓縮空氣加以保護(hù)，隨著噴管的旋轉(zhuǎn)與提升，高壓水泥漿射流沖切破壞土體，同時(shí)漿射流的能量較大，將水泥漿與土體摻攪形成樁體；壓縮氣也起到升揚(yáng)置換的作用，使切割的部分土體從孔口冒出，水泥漿與砂土混合后固結(jié)后，形成所需要加固體[1]。

2.1 施工參數(shù)

高壓旋噴樁施工參數(shù)如下：孔距：0.60m；漿壓：30～36MPa；進(jìn)漿量：65～75L/min；漿液比重：1.45～1.50g/cm3；氣壓：0.6～0.8MPa；氣量：0.7～0.9m3/min；提升速度：9～13cm/min；轉(zhuǎn)速：9～13r/min；水泥型號(hào)：普硅32.5水泥；用量：550kg/m。以上施工參數(shù)根據(jù)地質(zhì)條件、防滲要求或根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整。

2.2 施工工藝

施工時(shí)先施工一序排，再施工二序排，每排孔分兩序進(jìn)行，先進(jìn)行Ⅰ序孔施工，再進(jìn)行Ⅱ序孔施工，如圖3所示。

圖3 高壓噴射灌漿施工流程圖

3 高壓旋噴樁施工工藝控制

3.1 測(cè)量放樣及復(fù)核

在定孔位時(shí)，一定嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)放樣定孔位，并用木樁固定。在高噴灌漿軸線拐彎處應(yīng)設(shè)固定樁，同時(shí)在施工軸線5～10m范圍設(shè)控制樁。孔位定完后必須進(jìn)行復(fù)核，以保證孔位的準(zhǔn)確無(wú)誤。

3.2 鉆孔

把鉆機(jī)移至鉆孔位置，對(duì)準(zhǔn)孔位用水平尺掌握機(jī)臺(tái)水平，墊牢機(jī)架、立軸垂直。鉆機(jī)的對(duì)孔偏差不得大于5cm，鉆機(jī)的垂直度不超過(guò)1%樁長(zhǎng)，經(jīng)技術(shù)人員驗(yàn)測(cè)合格后方可開(kāi)鉆。鉆孔用XY-2型（300m）鉆機(jī)鉆孔，成孔直徑130mm，鉆孔深度按超出設(shè)計(jì)標(biāo)高30cm控制。由于本工程地層主要為第四系，鉆孔應(yīng)采用泥漿護(hù)壁，確保不發(fā)生塌孔現(xiàn)象。鉆進(jìn)時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)傾斜，則停機(jī)找平后再開(kāi)鉆。若遇到異常情況及時(shí)查明原因，采取相應(yīng)措施，對(duì)地層變化、顆粒大小、硬度等要詳細(xì)記錄，鉆孔結(jié)束后，由技術(shù)人員進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格后方可移位進(jìn)行下一個(gè)孔地鉆進(jìn)。

3.3 下噴射管

將高噴臺(tái)車移至成孔處，先在地面進(jìn)行漿、氣試噴，檢查各項(xiàng)工藝參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后將噴射管下至設(shè)計(jì)深度，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員檢查認(rèn)可后方可進(jìn)行高噴灌漿施工，噴射過(guò)程中如遇特殊情況，如漿壓過(guò)高或噴嘴堵塞等，應(yīng)將噴射管提出地面進(jìn)行處理，處理好后再進(jìn)行施工。

3.4 制漿

水泥漿液在噴射作業(yè)前1小時(shí)內(nèi)，按設(shè)計(jì)配比進(jìn)行漿液攪制，使用普通攪漿機(jī)攪制時(shí)間不少于180s，漿液比重控制在1.45～1.50之間，在制漿過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量漿液比重。純水泥漿攪拌存放時(shí)間不超過(guò)2.5小時(shí)，漿液溫度應(yīng)保持在5～40℃。每孔高噴灌漿結(jié)束后要統(tǒng)計(jì)該孔的材料用量。所進(jìn)水泥必須符合質(zhì)量要求，并且每200t取樣化驗(yàn)一次，檢驗(yàn)水泥的安定性和強(qiáng)度指標(biāo)。

3.5 噴射提升

當(dāng)噴射管下至設(shè)計(jì)深度，開(kāi)始送入符合要求的漿、氣，待注入漿液冒出孔口時(shí)，按設(shè)計(jì)的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到設(shè)計(jì)的終噴高程以上50cm停噴。噴射過(guò)程中，值班技術(shù)人員應(yīng)隨時(shí)檢查各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況，并根據(jù)具體情況采取下列措施：第一，接、卸換管要快，防止塌孔和堵嘴。第二，噴射因故障中斷，應(yīng)酌情處理；比如，因機(jī)械故障，要盡力縮短中斷時(shí)間，及早恢復(fù)灌漿；如中斷時(shí)間超過(guò)1小時(shí)，要采取補(bǔ)救措施；恢復(fù)噴射時(shí)，噴射管要多下0.5m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。

3.6 回灌

噴射結(jié)束后，隨即在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直到漿面不再下沉為止，保證高噴防滲墻固結(jié)后墻體質(zhì)量和墻頂標(biāo)高，回灌漿液一般采用鄰孔高噴冒漿靜壓充填。

4 高壓旋噴樁質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

4.1 測(cè)量放線：根據(jù)設(shè)計(jì)的施工圖紙測(cè)放出的施工軸線允許偏差為2cm。

4.2 鉆孔：鉆機(jī)就位，主鉆桿中心軸線對(duì)準(zhǔn)孔位允許偏差不超過(guò)2cm。鉆桿垂直度開(kāi)孔時(shí)及鉆進(jìn)過(guò)程中均不大于1%。

4.3 下噴射管：噴射管下至設(shè)計(jì)開(kāi)噴深度，允許偏差不超過(guò)10cm。

4.4 制漿：使用普通攪漿機(jī)攪制時(shí)間不少于180s，漿液比重控制在1.45～1.50之間，在制漿過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量漿液比重。純水泥漿攪拌存放時(shí)間不超過(guò)2.5小時(shí)，漿液溫度應(yīng)保持在5～40℃。并且每200t取樣化驗(yàn)一次，檢驗(yàn)水泥的安定性和強(qiáng)度指標(biāo)。水泥的使用按出廠日期和批號(hào)，依次使用。不合格的水泥嚴(yán)禁使用。

4.5 噴射注漿：高壓噴射注漿開(kāi)始后，待水泥漿返出孔口、各情況正常后，方可開(kāi)始提升。高壓噴射過(guò)程中，出現(xiàn)壓力突降或驟增時(shí)，必須查明原因及時(shí)處理。高噴灌漿因故中斷后恢復(fù)施工時(shí)，應(yīng)對(duì)中斷段進(jìn)行復(fù)噴，搭接長(zhǎng)度不得小于0.5m，中斷4h以上時(shí)，搭接長(zhǎng)度不得小于1.0m。當(dāng)局部需要擴(kuò)大噴射范圍或提高凝結(jié)體的密度時(shí)，可采取復(fù)噴措施。

4.6 回灌：噴射結(jié)束后，隨即在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直到漿面不再下沉為止，保證高噴防滲墻固結(jié)后墻頂標(biāo)高。

5 結(jié)束語(yǔ)

工程結(jié)束后，對(duì)旋噴樁體鉆孔取樣調(diào)查，并進(jìn)行室內(nèi)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)，旋噴樁的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)滿足實(shí)際工程需求，應(yīng)用效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]李相然，賀可強(qiáng).高壓噴射注漿技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2009.