尾礦渣填區袖閥管及高壓旋噴樁加固成孔技術

陳智強 孫曉陽

(1.中國建筑第三工程局總承包公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000； 2.中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 200135)

尾礦渣填區袖閥管及高壓旋噴樁加固成孔技術

陳智強1孫曉陽2

(1.中國建筑第三工程局總承包公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000； 2.中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 200135)

以某施工工程為例，依據袖閥管及高壓旋噴樁加固成孔施工技術原理，從施工準備、袖閥管注漿加固、高壓旋噴樁加固、旋挖樁成孔及質量檢測等方面介紹了其施工工藝及操作要點，并分析了施工中的注意事項，以供參考。

袖閥管，高壓旋噴樁，施工工藝

0 引言

目前，旋挖鉆機正成為在我國近期迅速發展起來的先進的樁基施工技術。但當施工經驗不足或一些場地的地質條件復雜，特別是對于景區一些山體滑坡體或尾礦渣堆積體等有環境保護要求無法濕作業地方，塌孔控制技術難度大，容易出現一系列質量問題，造成嚴重的經濟損失，為此，在工程實踐的基礎上，經過不斷的探索總結，形成了尾礦渣區袖閥管及高壓旋噴樁加固旋挖樁成孔施工技術。

1 工程概況

某工程位于風景區，區域內圍巖主要為強風化凝灰巖及中風化(破碎)凝灰巖、強風化蝕變安山質凝灰巖，巖石結構大部分被破壞，遇水極易軟化，屬軟巖或極軟巖，且具有較厚的雜填土、殘坡積土及尾礦渣堆。常規的灌注樁施工方法在雜填土層、尾礦渣層等復雜地質的護壁及鉆進相當困難，存在塌孔控制技術難度大、樁底沉渣厚度厚、鉆進速度慢、泥漿排放量大、環境污染等問題。

為確保灌注樁的順利施工，根據工程的特點進行技術攻關，先利用袖閥管注漿對加固區域內松散填土進行處理，再采用旋噴樁加固尾礦渣回填土體，減小填區孔隙率，解決灌注樁在回填層、尾礦渣層等復雜地層的護壁及鉆進問題；最后采用干作業旋挖鉆孔，并根據地質情況選用不同鉆頭，加快施工進度，降低泥漿排放，減少了對周圍環境的污染。

2 工藝原理及特點

1)利用袖閥管注漿工藝對地面的雜填土進行分段、定量和間歇注漿加固處理，改善地層條件，減小填區孔隙率，提高摩擦樁的承載力；

2)采用高壓旋噴樁對灌注樁施工區域進行土體加固，防止灌注樁施工中塌孔、控制樁底沉渣的厚度；

3)利用旋挖樁進行干作業成孔，同時根據地質地層情況，選用短螺旋鉆頭、旋挖鉆斗或截齒筒式鉆頭改善和解決施工的進度和效益問題，達到提高工效，降低成本，縮短工期的目的。

3 施工工藝及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

1)場地清理、平整。

施工前，場地應完成三通一平，場地平整采用挖機平整，人工配合。平整后用挖機來回進行碾壓，旋挖鉆機作業場地平整尺寸為10 m×10 m，對地基不好處應進行換填處理，以滿足鉆孔設備的穩定性要求。

2)試樁試驗。

根據設計確定的施工噴漿量、水灰比、注漿壓力等參數在現場打設不少于3處袖閥管和旋噴樁的試樁，并根據實際情況，調整噴漿量、攪拌樁頭提升速度、攪拌軸回速度、壓力等施工工藝參數。

3.2.2 雜填土區袖閥管注漿加固

1)對地面的雜填土進行注漿加固處理，注漿加固范圍為結構輪廊線以外5 m范圍。加固深度：從現狀地面加固到設計底標高，若到底標高仍處于雜填土層，再繼續向下加固到強風化層1 m。因回填層孔隙較大，為防止跑漿，對輪廓周邊采用水玻璃封閉注漿。

2)為防止鉆孔的塌孔，采用膨潤土進行調試泥漿護壁。泥漿的循環通過皮管和鉆桿連接完成，護壁泥漿比重為1.05～1.12。

3)成孔后即通過鉆桿用套殼料置換孔內泥漿，套殼料的配比為(重量比)水泥(P.O32.5)∶膨潤土：水=1∶1.5∶2；通過循環泥漿的管接到擠壓式注漿機上，在注漿壓力的作用下，通過鉆桿將孔內泥漿置換成套殼料。

4)注漿管采用48 mm袖閥管，長度13 m～17 m(根據實際地形調整)，注漿孔間距2 m×2 m，三角形布置，注漿擴散半徑為1.5 m，填土孔隙率為25%；注漿結束后，采用止漿塞封閉注漿孔，防止冒漿。

3.2.3 灌注樁施工區高壓旋噴樁加固

1)灌注樁施工區域位于尾礦渣回填區，為防止灌注樁施工中塌孔及樁底沉渣厚度過厚，需在灌注樁施工前對相應區域內的礦渣體采用低摻量旋噴樁土體加固，使固結體有較高的強度和耐久性；旋噴樁采用三重管法注漿工藝，有效樁徑一般為800 mm，相互搭接200 mm，水泥摻量15%、水灰比1.0、噴射注漿壓力25 MPa并根據現場試樁情況進行調整，如圖2所示。

2)工藝流程：測量放線→鉆機就位→鉆孔→下注漿管→噴射注漿作業→回灌漿液。

a.對場內旋噴樁位進行放樣，右側需旋噴成4 m×15.5 m×27 m見方的長方體，左側需旋噴成3 m×14.5 m×26 m見方的長方體；

b.鉆機安置在設計的孔位上，鉆頭對準孔位的中心；鉆機就位后，作水平校正，使其鉆桿垂直對準鉆孔中心位置；

c.進行鉆孔，鉆孔深度至風化巖層，并盡可能深入巖層，插管與鉆孔同時進行，插管至鉆孔深度。插管過程中為防止泥漿堵塞噴嘴，一邊噴水一邊插管，水壓一般不超過1 MPa。當噴管插入預定深度后，由下而上進行噴射作業，如圖3，圖4所示。

3.2.4 旋挖樁成孔

根據場地地質為強風化凝灰巖、中風化(破碎)凝灰巖、強風化蝕變安山質凝灰巖的不同情況，采用旋挖鉆機、旋挖鉆斗、短螺旋鉆斗、硬質合金截齒筒式鉆頭等加快施工進度、提高工效。

1)進行場地平整施工，清除地表雜物，挖除地表層軟土，夯壓密實，對位于陡坎處或坡度較大的地段的鉆孔樁，采用半挖半填法平整；

2)根據設計坐標測量出各鉆孔樁的中心位置，設立明顯標志；

3)護筒用8 mm的鋼板制作，直徑采用比設計樁徑大200 mm～300 mm，護筒的長度為3 m，高出地面0.3 m～0.5 m。同時用水平尺或垂球檢查，使鋼護筒豎直；

4)雜填土層及強風化層采用旋挖鉆斗鉆進，進入中風化凝灰巖層時，先采用截齒筒式鉆頭或不取芯巖石筒鉆對孔內巖芯圓周進行松動掏空，再采用旋挖鉆斗進行鉆進，如圖5，圖6所示；

5)終孔后應立即進行第一次清孔，清渣采用雙底板撈砂鉆斗，鋼筋籠安裝前應進行第二次清孔。

3.2.5 鋼筋籠加工與吊放

1)按設計尺寸做好加勁筋箍，標出主筋位置，把主筋擺在平整的工作臺上，標出加勁筋的位置，然后點焊。按設計位置布好箍筋并綁扎，如圖7所示。

2)鋼筋籠吊裝時配備專用托架，平板車運至現場，在孔口利用25 t汽車吊吊放。下放前檢查鋼筋籠垂直度，確保上、下節鋼筋籠對接時中心線保持一致，調節平面位置，使鋼筋籠中心線與樁位中心軸線的平面位置一致，偏差在50 mm范圍內，主筋對位后焊接固定。

3.2.6 完工質量檢測

灌注樁施工完畢后，進行成樁質量檢測，工程設計等級為甲級的大直徑(≥800 mm)灌注樁全部采用低應變法檢測，同時對大直徑灌注樁，增加采用聲波透射法檢測，檢測數量不應少于總樁數10%，且不得少于10根。在樁內埋設4根φ50的聲測管，用聲波透射法測量樁身的完整性。

4 施工注意事項

1)加強原材料的抽檢試驗，杜絕不合格材料進場；

2)漿液不能發生離析，水泥漿液嚴格按設計配合比制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌30 s再倒入存漿桶；

3)袖閥管注漿過程中，要隨時注意泵壓及流量的變化，如有異常，就查明原因，必要時采用間歇注漿，以達到注漿的目的；

4)旋噴樁壓漿階段不允許發生斷漿現象，輸漿管不能堵塞，全樁須注漿均勻，不得發生夾心層；

5)旋挖樁成孔后使用專用清孔鉆頭進行清孔，有條件時下鋼筋籠后進行二次清孔；

6)鉆機就位后進行水平和垂直校正，鉆機應與樁位一致，偏差在10 mm以內，保證樁垂直度正確；

7)撈渣并驗收后，及時安裝鋼筋籠灌注混凝土，盡量縮短施工時間，成孔后待灌時間不超過3 h，防止發生孔壁垮塌，渣土掉入孔底，使樁底不干凈；

8)鋼筋籠吊放過程中，應對準孔位，垂直緩放入孔，避免碰撞孔壁使泥土塌落樁底；成孔后，縮短下鋼筋籠導管的時間，避免孔底沉渣沉淀太多。

5 結語

在景區一些上覆松散填土層的山體滑坡體或尾礦渣堆積體等有環境保護要求無法濕作業地方，塌孔控制技術難度大等條件下袖閥管及高壓旋噴樁加固旋挖樁成孔施工技術的應用，不僅解決了灌注樁在回填層、尾礦渣層等復雜地層的護壁及鉆進問題；而且高壓旋噴樁、袖閥管注漿對不同的回填區采用不同的加固處理措施的應用，經濟適用、加固效果顯著；同時干作業旋挖鉆孔，不同鉆頭的選用，加快了施工進度，杜絕了對周圍環境的污染，在高效率、高質量完成施工任務的同時，降低了施工成本，取得了明顯的經濟效益和社會效益，為今后此類地質條件下灌注樁的施工提供了一定的借鑒與參考。

[1] 蔣志娥，付本奇.旋噴樁在巖溶地區樁基加固中的應用[J].蘇州大學學報(工科版)，2010,10(30)：207-209.

[2] 羅云滾.旋噴樁套打鉆孔灌注樁在深基坑工程中的應用[J].北京電力高等專科學校校報，2012(6)：53.

[3] 羅戀峰.旋挖灌注樁在南昌西站工程中的應用[J].建筑施工，2011,33(12)：1070-1071.

On consolidation and pore-forming techniqueof sleeve valve and high pressure jet grouting pile at tail slag filling area

CHEN Zhi-qiang1SUN Xiao-yang2

(1.ZhengzhouBranch,OverallContractCompany,ChinaConstructionThirdEngineeringBureau,Zhengzhou450000,China;2.OverallContractCompany,ChinaConstructionEighthEngineeringBureau,Shanghai200135,China)

Taking some construction project as the example, the paper introduces the construction craft and operation points from the construction preparation, sleeve valve pipe grouting consolidation, consolidation of high pressure jet grouting, pore-forming of jet grouting, and quality detection by referring to the construction technical principles for the sleeve valve and high pressure jet grouting, and analyzes the precautions in the construction, so as to provide some reference.

sleeve valve, high pressure jet grouting pile, construction craft

2014-07-17

陳智強(1983- )，男，助理工程師； 孫曉陽(1982- )，男，工程師

1009-6825(2014)27-0096-03

TU427.36

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