高壓旋噴處理已塌孔鉆孔樁二次成樁技術的應用

陳培新

【摘要】為了處理鉆孔樁鉆進過程中突發塌孔，經處理盡快二次成孔成樁，確保工期要求順利進行下一道工序，自行改良孔內土層，成功二次成孔并澆筑成樁。

【關鍵詞】地鐵基坑圍護樁；塌孔；二次成孔

1、概述

目前國內基坑圍護結構設計大量使用鉆孔樁+旋噴樁止水帷幕的形式，鉆孔樁數量巨大，且排樁間距較小。在設計過程中碰到軟弱地層或復雜地層時為了成樁會預先進行地層改良設計，但現場施工中還會碰到單根鉆孔樁鉆進過程中遇到塌孔的情況，特別是在地質預估不足沒有提前進行地質改良的情況下更容易出現。由于圍護結構樁于樁間距大部分介于15cm～30cm之間很容易影響到相鄰兩根樁，導致無法施工，延誤工期。

2、工程概況

虎門商貿城站位于穗莞深城際鐵路東莞虎門鎮，圍護結構設計采用直徑1200mm鉆孔樁+直徑600mm旋噴樁止水帷幕，基坑深度平均約22m，鉆孔樁平均深度約28m，樁間距為15cm。地質條件復雜，地層變化快，鉆孔過程中泥漿稍有變化就會引發塌孔，一根樁塌孔后直接影響左右兩邊兩根樁的施工，按照以往做法直接回填，回填后等待其他樁施工完成后再施工塌孔樁，這樣費時較長并且基坑不能及時形成封閉，影響后續工序進行。

3、塌孔過程處理

塌孔發生后首先確定塌孔地層和塌孔深度，對照施工地質圖確定塌孔地層厚度，然后繼續鉆進直至穿透不良地層。通過鉆孔鉆上來的土樣確定已經到達穩定土層后繼續鉆進1～2米，然后取粘性較好的土方進行回填，直至填平至地面，回填過程中注意漿液回收?；靥钔瓿珊笞尰靥钔磷杂沙两?4小時，此時進口回填土會沉降1米左右，然后把沉降部分繼續回填。

4、高壓旋噴塌孔樁內地層改良

4.1 理論基礎

旋噴樁的科學原理是利用鉆機將預先配置好的漿液通過高壓發生裝置使液流獲得巨大能量后，從注漿管的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉邊提升，使漿液與土體充分攪拌混合，在土中形成柱狀固結體。高壓旋噴樁機的科學工作原理決定了旋噴樁有一個特性就是在不同的土層采用同樣的壓力所成樁的直徑是不同的，簡單說在壓力不變的情況下土層越密實液流切削土體所需要的能量就越大，成樁半徑越小，土層越松散切削土體所需能量就越小，成樁半徑就越大。本文所論述的二次鉆進成孔技術就基于這個特性。

4.2 施工實施

在虎門商貿成鉆孔樁施工第一次實施此種技術，虎門商貿城站圍護結構采用典型的排樁結構，樁于樁間距為15cm，在施工過程中遇到明顯塌孔，經后來統計4米左右的高度上塌方量大約10立方，直接后果導致本根樁無法成樁，而且導致相鄰兩根樁無法施工，對后續施工極為不利。如下圖所示：

圖4-1 塌孔樁于相鄰樁相互影響示意圖

塌孔發生后按照第三3章節所述進行處理。

4.2.1 旋噴樁樁位選擇

樁位選擇及壓力選擇對能否二次成孔非常關鍵，虎門商貿城圍護樁直徑為1.2米，樁位選擇如下圖所示：

壓力選擇最大化，這樣成樁半徑也是最大，具體參數如下表所示：

壓力 轉速 提升速度 水灰比 預計成樁半徑

>28MPa 16r/min 12～16cm/min 1：1水泥漿 >800mm

5、旋挖機二次鉆孔

第一步 旋噴樁施工完成后等待三天，旋噴樁固結部分會形成如圖所示固結體

第二步 在原樁位放點，旋挖機就位，按照旋挖機操作規范進行施工，唯一不同在于鉆進過程中鉆頭給于固結體壓力要小，利用鉆頭的鉆齒的切削作用慢慢穿越固結體，如果鉆頭給予土層壓力過大很可能導致固結體被壓碎，導致達不到預期效果。二次成孔效果示意圖

第三步，灌注混凝土。

6、效果檢驗

此種方法在虎門商貿城站共實施過兩次，通過觀察灌注混凝土量發現和設計量一致，說明沒有超挖，也沒有再次塌孔。在基坑開挖過程中發現樁體完整圓滑，沒有發現鼓包現象，效果非常理想。

結 語

本方法簡單靈便，投入少，容易操作，效果好，保證了工期。

參考文獻

[1]虎門商貿城站地質圖

[2]相關施工技術規范