鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁止水體系在深基坑施工中的應(yīng)用

上海市基礎(chǔ)工程集團有限公司 上海 200002

1 工程概況

福州地鐵1號線三叉街站位于六一南路、則徐大道與上三路、三高路交叉路口，呈南北走向。車站兩側(cè)建筑林立。車站施工期間南北向（六一南路、則徐大道）為雙向4 車道（部分5 車道在基坑蓋板上通過），車道緊貼圍護樁，施工場地內(nèi)臨車道側(cè)僅有一塊寬2 m的懸挑蓋板供施工人員行走。由于則徐大道是福州市區(qū)的交通主干道，往來車輛眾多，車輛行駛帶來的振動荷載對基坑圍護體系穩(wěn)定會造成不利影響。

三叉街站為地下2 層島式車站，與地鐵5號線三叉街站T形換乘，站內(nèi)設(shè)置存車線，地下1層為站廳層，地下2層為站臺層。主體結(jié)構(gòu)尺寸：長約483.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬23.2～35.5 m，覆土厚3.05～4.75 m。主體結(jié)構(gòu)圍護形式采用鉆孔灌注樁加樁間三重管高壓旋噴樁止水（圖1），標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深約16.65 m，北端頭井開挖深約18 m，南端頭井開挖深約17.72 m，換乘段開挖深約25.1 m。本工程圍護樁（除換乘段處）：鉆孔灌注樁φ900 mm，間距100 mm，樁長26.2～29.8 m，樁間高壓旋噴樁φ＞800 mm，北端頭井樁長與鉆孔灌注樁同長，標(biāo)準(zhǔn)段樁長比鉆孔灌注樁縮短1 m，南端頭井樁長比鉆孔灌注樁縮短2 m，見圖2。

2 高壓旋噴樁施工

2.1 施工機械設(shè)備安排

圖1 圍護樁配筋

圖2 三叉街站端頭井剖面

施工采用XP-30A型旋噴樁機2 臺。按照總進度計劃，合理安排各個施工環(huán)節(jié)的搭接，最大程度上縮短無功狀態(tài)下的時間損失。

2.2 施工流程

鉆機就位→調(diào)整鉆架角度→貫入注漿管→試噴→旋噴注漿拔管→噴射拔管結(jié)束→機械清理→機械移位

2.3 施工工藝要求

2.3.1 樁位放樣

嚴(yán)格按照施工圖及施工現(xiàn)場實際位置定出樁的位置；樁位位于圍護鉆孔灌注排樁中間，樁中心布置在相鄰2 根圍護樁中心連線外圍200 m處。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，必須首先找出相鄰2 根圍護樁中心連線，然后根據(jù)中心連線確定高壓旋噴樁樁位[1-3]。

2.3.2 樁機就位

鉆機安放保持水平，使其鉆桿軸線垂直對準(zhǔn)鉆孔中心位置。鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于0.5%。鉆機與高壓注漿泵的距離不宜過遠[4]。鉆機鉆桿采用鉆桿導(dǎo)向架進行定位。在鋪設(shè)道軌枕木處要墊平整實，使道軌枕木在同一水平線上，在開孔前用水平尺對機架進行校對，以確保樁體垂直度達到設(shè)計要求。

2.3.3 貫入注漿管

注漿管隨旋噴樁機鉆頭一起鉆至預(yù)定的深度。在此過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，需要邊噴水、邊插管。

2.3.4 制備水泥漿液

制備旋噴樁水泥漿液時選用P.O 42.5水泥，水泥摻量根據(jù)加固土的性質(zhì)及單樁無側(cè)限抗壓強度確定，通過試驗確定水泥摻量。水泥漿液水灰比為1.0，在旋噴樁貫入注漿管的同時，后臺拌制水泥漿，待壓漿前將漿液倒入集料斗中，嚴(yán)格按設(shè)計要求配制漿液。

2.3.5 噴射注漿

水泥漿液在噴注前1 h內(nèi)攪拌，當(dāng)噴嘴達到設(shè)計高程，噴注開始時先送高壓水清管，再送漿液和壓縮空氣。在底部旋噴1 min，當(dāng)達到噴射壓力、水泥漿壓力、噴漿量后再邊旋轉(zhuǎn)邊提升，提升速度不大于15 cm/min，旋噴速度為10～15 r/min。為防止?jié){管扭斷，鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不斷；當(dāng)注漿管不能一次提升完成而需分次拆卸時，拆卸動作要快，卸管后繼續(xù)噴射的搭接長度不得小于10 cm，并且攪拌時間超過4 h的水泥漿液不得使用[5]。

對需要擴大加固范圍或提高強度的部分采取復(fù)噴的措施，并使實際樁頂標(biāo)高高于設(shè)計標(biāo)高0.3～0.5 m。旋噴施工中作好施工記錄。

2.3.6 拔管與沖洗

旋噴施工完畢，迅速拔出注漿管，并用清水把注漿管等機具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)、機內(nèi)不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把注漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排出。

2.3.7 樁機移位

待旋噴樁機注漿管全部提出地面后，先關(guān)閉電機，然后將樁機移至新的樁位。

2.4 質(zhì)量檢測

水泥按照相關(guān)規(guī)范取樣送檢，儲存時間超過3 個月的重新取樣試驗，并按其檢驗結(jié)果使用，使用前報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。在旋噴樁達到齡期后，按規(guī)范要求進行現(xiàn)場鉆孔取芯檢測，取樣完成后，按要求對取樣孔進行回填，回填材料采用黃砂摻水泥。

2.5 高壓旋噴樁質(zhì)量控制措施

1）高壓旋噴樁主要材料為水泥，加強對材料的質(zhì)量控制是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。水泥應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)的名牌水泥，符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。水泥必須具備出廠質(zhì)量證明書，進貨時應(yīng)對其品種、標(biāo)號、包裝、出廠日期等進行驗收，并按有關(guān)規(guī)定儲存。使用前應(yīng)按照規(guī)范要求進行檢驗，確保水泥強度達到設(shè)計強度。

2）水泥漿配置應(yīng)遵循隨用隨配的原則，施工前應(yīng)確定灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿達到鉆頭時間，同時，對水灰比、水泥摻入量等嚴(yán)格控制。

3）控制好鉆桿前進和拔出的速度是旋噴樁施工的關(guān)鍵所在，尤其是拔出速度。當(dāng)鉆至設(shè)計深度后，開始噴漿，當(dāng)旋噴壓力達到設(shè)計值后，在原位旋轉(zhuǎn)噴漿不少于1 min，然后提升鉆桿。

4）噴射漿液密度、回漿密度和回漿量每20～30 min測量記錄1 次；遇故障停噴時，樁機噴頭下沉至停漿面下0.5 m，待恢復(fù)供漿后再噴漿提升，以保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分攪拌。

3 施工效果及施工體會

3.1 施工效果

目前4 塊結(jié)構(gòu)塊已完全封頂，3 塊結(jié)構(gòu)塊已開挖到底完成底板施工，從施工情況看，通過對圍護樁（鉆孔灌注樁及樁間高壓旋噴樁）的精心施工，圍護樁墻未出現(xiàn)大的滲漏現(xiàn)象，為土建結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了較好的條件。

3.2 施工體會

3.2.1 施工前定樁位

因鉆孔排樁在施工過程中可能出現(xiàn)樁位偏離現(xiàn)象，樁間高壓旋噴樁的定位必須根據(jù)實際鉆孔灌注樁的樁位來確定樁位，此點尤其重要。即在確定高壓旋噴樁樁位前要求施工人員必須挖出鉆孔灌注樁樁頭，先確定鉆孔灌注樁的中心位置，然后根據(jù)其連線中點垂直外放200 mm作為樁間高壓旋噴樁的中心位置。對于遇鉆孔灌注樁因坍孔造成樁徑擴大處應(yīng)進行引孔噴漿。

對于鉆孔灌注樁的樁位偏離較大，如大于300 mm時，應(yīng)以彌補在先的原則，在鉆孔灌注樁外側(cè)邊線連線位置三等分布設(shè)2 根高壓旋噴樁進行補救，以避免土方開挖過程中出現(xiàn)險情。

3.2.2 施工中控制

在施工中鉆桿提升噴漿過程控制是樁間高壓旋噴樁施工控制的關(guān)鍵工序。

在施工中鉆桿提升噴漿過程中，施工操作人員要調(diào)整好各個施工參數(shù)以適應(yīng)不同土層的變化，最直觀的指標(biāo)就是隨時觀察返漿的變化情況。返漿量少甚至不返漿則說明通過泵送的水泥漿大量滲流到土層中去，未能形成樁體，造成水泥浪費而無效果，應(yīng)調(diào)整水泥漿稠度或加入速凝劑等，并調(diào)低水泥漿泵送壓力以及調(diào)整水、氣的泵送壓力以適應(yīng)土層的變化，并在提升速度上作適當(dāng)調(diào)節(jié)。返漿量過大則說明水泥漿未進入土層，樁體的擴散范圍達不到設(shè)計要求，水泥通過返漿而大量浪費，應(yīng)先調(diào)低水泥漿泵送量，減慢鉆桿提升速度，同時通過調(diào)整參數(shù)來加大切削土層的能力后，再調(diào)整水泥漿泵送量，并進行復(fù)噴水泥漿，以滿足設(shè)計樁徑的要求。

3.2.3 施工后的補救措施

在基坑土方開挖過程中，應(yīng)派專業(yè)堵漏施工人員跟隨土方開挖進程，巡視跟蹤圍護樁墻處的滲漏情況，對小的滲漏點直接用雙快水泥封堵；對有滴漏現(xiàn)象的漏點，找到滲漏途徑，并埋設(shè)引流管并用雙快水泥封堵四周（根據(jù)情況適當(dāng)擴大范圍），待全部穩(wěn)定后，根據(jù)需要封堵引流管[6-8]。

本工程在進行基坑土方開挖前，針對可能出現(xiàn)較大的漏水漏泥情況，還配備了聚氨酯堵漏設(shè)備器材以及雙液注漿設(shè)備器材隨時應(yīng)急搶險，并與堵漏搶險人員制定了一套坑內(nèi)搶險方案以備不時之需。

根據(jù)目前施工狀況來看，本工程采用鉆孔灌注樁及樁間高壓旋噴樁止水的設(shè)計方式是可行的。但要求施工方必須做到精心施工，加強責(zé)任心，在整個施工過程中要以預(yù)防為主，遇到情況應(yīng)有相應(yīng)對策，才能順利完成工程的施工任務(wù)。