振孔高壓旋噴鋼管樁首次在溧陽抽水蓄能電站土壩基礎處理中的應用

【摘要】本文通過江蘇溧陽抽水蓄能電站下水庫土壩基礎處理施工，詳盡地介紹了振孔高壓旋噴鋼管樁施工方法的全過程及關鍵施工技術要點。檢測表明，振孔高壓旋噴鋼管樁施工質量優良，各項性能均滿足設計要求，是一種可行且可靠的技術創新。

【關鍵詞】振孔高壓旋噴鋼管樁；土壩；基礎處理

1、工程簡介

1.1 工程概況

江蘇溧陽抽水蓄能電站樞紐建筑物主要由上水庫、輸水系統、發電廠房及下水庫等4部分組成，電站安裝6臺單機容量250MW的可逆式水泵水輪發電機組，總容量1500MW。

下水庫均質土壩局部有淤泥沉積層，為了均質土壩的安全穩定，在下水庫開挖前，在均質土壩增設了抗滑樁，抗滑樁施工區域為壩0+027.769～壩0+340.577，抗滑樁采用高壓旋噴鋼管樁形式，即在高壓旋噴樁體中心布設一根φ114×5mm鋼管。高壓旋噴鋼管樁孔、排距均為2m，呈梅花形布置，共布置4排，第一排設置在壩上0+18.0m處，第四排設置在壩上0+24.0m處。

1.2 工程地質

下水庫一帶地形平緩，下水庫壩基地層自上而下主要的地層分別為：黃色粉質粘土，層厚2～4.6m；黑色淤泥質土，含少量碎塊石或礫石，層厚1～1.7m；砂卵礫石，直徑大多小于5cm，層厚2.2～5.5m；基巖主要為凝灰巖，工程性質好。

2、設計參數及施工方案

2.1 主要設計參數

（1）樁體有效直徑不小于1.0m；

（2）高壓旋噴灌漿完畢后，需根據不同的土層取芯做抗壓強度試驗，其強度指標≥1.8MPa。

（3） 鋼管： Q235焊接鋼管，φ110×5mm。

2.2 施工方案

根據本工程地質條件及前期勘探資料分析，并結合以往的施工經驗，擬定先采用振孔高壓旋噴灌漿在土體里形成樁體后，再利用振孔高噴機的振管將鋼管沉入樁體內，形成高壓旋噴鋼管樁。

3、施工組織

3.1 人員組織

管理人員4人，熟練工20人，普工及其它人員10人。

3.2 施工材料

選用的主材為安徽海螺P.O42.5水泥與Φ114×5mm的普通碳素鋼Q235焊接鋼管。

3.3 施工場地平整

由于振孔高壓旋噴機體積大，立軸較高，為了避免因施工場地產生不平或不均勻沉降導致設備的傾覆，要求對寬15m長313m 的區域作施工平臺，平臺必須平整、堅實，地面起伏差小于10cm。

4、振孔高壓旋噴鋼管樁施工

4.1 生產性試驗施工

4.1.1 試驗區布置

生產性試驗區布置在壩0+200.407～壩0+240.577m，第一排鋼管樁設置在壩上0+18.0m處，第二排鋼管樁布置在壩上0+020.0m處，第三排鋼管樁布置在壩上0+022.0m處，第四排鋼管樁設置在壩上0+24.0m處。

4.1.2 生產性試驗質量檢查成果

（1）樁體開挖：共開挖揭露的3根樁體的有效樁徑為1.1～1.3m，表觀效果較好。

（2）樁體取樣：在已開挖的樁體中的粘土層與淤泥質層中分別取樣，送業主中心試驗室做單軸抗壓強度試驗，芯樣28天齡期的抗壓強度全大于1.8MPa，滿足設計強度要求。

4.1.3 施工技術參數確定

經試驗區樁體開挖和取芯檢測，其樁體有效直徑和取樣抗壓強度均滿足設計要求，則其它施工區域按試驗區的施工工藝及施工參數進行施工。

4.2 施工工藝流程

（1）施工準備：人員、設備和材料等準備，設備檢修正常。

（2）平整場地：高壓旋噴施工平臺做到平整、堅實，不產生過大的不均勻沉陷，地面起伏差小于10cm。

（3）孔位放樣：由測量人員根據施工圖紙進行放樣，做好標記和編號；孔距與排距各為2.0m。施工中操作人員準確定位，定位誤差≤5cm。

（4）振孔高壓旋噴機移機就位：確定孔位后，將振孔高壓旋噴機移至樁位軸線上，噴管鉆頭對準孔位。

（5）調整垂度：通過調整液壓腿高度達到調整噴管垂直度，使高壓旋噴機塔桿垂直儀吊錘對準刻度盤規定范圍，保持振沖器、噴桿及鉆頭鉛垂于地面；經檢查滿足要求后，穩定振孔高壓旋噴機。

（6）地面試噴：制漿機按設計要求水灰比制漿，待蓄漿桶達到一定量時，啟動高壓灌漿泵和空壓機，按設計漿壓和風壓給振孔高壓旋噴機送漿和壓縮空氣，并觀察噴嘴噴射的狀況，確認漿路、氣路及噴嘴正常。

（7）振動成孔：啟動振沖器振沖造孔，造孔時向孔內輸送低壓水泥漿和壓縮空氣，保護噴嘴暢通和潤滑孔壁，減少孔壁阻力。成孔達到設計要求即終孔。

（8）噴漿成樁：加大漿壓、風壓，達到施工參數要求后，開始旋轉提升噴桿，噴射水泥漿成樁。

（9）提出噴管：噴漿成樁至設計高程后，旋噴結束。

（10）鋼管加工：現場所用鋼管的規格為φ114、長6m的鋼管，鉆孔的深度大于6m，故采用綁焊接的方式，先將兩段鋼管中心對中之后點焊，再在周邊均勻布置四根Φ25圓鋼筋（每根長0.5m）與上下鋼管焊接。

（11）沉入鋼管：成樁后利用原來的噴漿系統，在樁體內再振動成孔，成孔后提出振桿，待下鋼管。

5、質量檢查

每個單元抽檢的鋼管樁都進行了開挖檢查，所有開挖檢查的鋼管樁樁體的有效樁徑都大于1m，滿足設計要求。

6、結語

經過本工程的實踐表明，振孔高壓旋噴鋼管樁是一項技術可行、經濟合理的設計方案。其中振孔高壓旋噴灌漿施工技術性較強，針對不同的地質條件一定要進行合理的參數設置與試驗，選擇最優的施工參數。首次創新地在振孔高壓旋噴灌漿施工形成樁體后，在樁體內再利用振孔高噴機沉入鋼管，施工簡單，質量可靠，且效率快。