高壓旋噴樁在雜填土地質支護工程中的應用

賈 俊 峰

(青島地鐵集團有限公司，山東 青島　266045)

1　工程概況

某地鐵車輛段出入線工程，均為明挖區間段，主要處于生活垃圾層和塊石層。地表為道路、橋梁、工廠及多層建筑物，周邊道路地面交通繁忙。

2　圍護樁設計處理方案

區間結構止水帷幕采取單排φ800 mm@500 mm高壓旋噴樁。具體情況見圖1。

3　施工機械配備

根據工程進度和施工方案需要，本工程配備了3臺MG-50AX(三重管)高噴臺車、7臺3D2-5Z栓塞高壓泵、7臺HB-80型灌漿泵、7臺P-0.8 MPa空壓機、7臺BW-150型泥漿泵、7臺WJG-80型拌漿機和3臺HD-90型高水壓套管跟進鉆機。

4　施工難點

雜填土地質條件施工難點是引孔困難，項目采用高頻振動多功能水壓鉆機，該鉆機的特點是：帶式底盤，行動迅速，適用地形條件廣；鉆孔過程中水壓加旋轉鉆進普通土層，碰到較硬大粒徑石塊時通過高頻動力頭將大粒徑塊石震碎，并且鉆進過程中套管全程跟進，使用高壓水洗孔，高效清潔，成孔速度快，平均30 min/孔～45 min/孔，3 min/m～5 min/m;本工藝采用鋼套管全程跟進，且具有自動拔管裝置，鉆孔效率高；鉆至設計深度后套管內放置專用PVC管，拔出鋼套管后能夠防止出現塌孔現象，成孔效果好。

需要說明的是專用一次性PVC管為廠家定做，高壓旋噴時可完全將PVC管沖碎，碎屑混入旋噴漿體中，漂浮在漿液中并隨漿液流出，對成樁效果無任何影響。

旋噴樁的另一施工難點是試樁。確定施工工藝參數和水泥用量。因為雜填土地質條件復雜，含有大量的建筑垃圾和生活垃圾，有較大的裂隙，試驗樁選定250 kg/m,350 kg/m,400 kg/m水泥用量分別5支。

通過取芯情況可以看出水泥用量在250 kg/m,350 kg/m條件下取芯情況不好，在標高約-3 m以下基本不成樁，可推測此種情況因地下水較大漏漿造成(見圖2)。此類情況下難以保證止水效果。

試驗后也通過開挖并且24 h不間斷抽水來觀察樁間是否漏水，開挖結果表明止水效果不好，漏水嚴重(見圖3)。

而采用水泥用量在400 kg/m，基坑開挖前進行了預降水，根據現場第三方檢測數據，在連續不間斷降水后地下水位明顯下降，基坑開挖后鉆孔灌注樁樁間未出現大面積滲水或帶狀流水，基坑噴護后僅出現小面積滲水點(見圖4，圖5)，達到了設計要求。

5　施工方法

本工程設計為三重管高壓旋噴樁。為了避免相鄰樁施工時相互干擾，施工方案確定為隔一根樁打一根樁，即跳躍式施工。

1)場地平整。

進入施工場地，應首先場地整平、挖探溝進行管線調查，清理施工范圍內地面以下2 m深內的障礙物，完成管線遷移、場地整平夯實工作。做好用水、用電引入，規劃施工機械、沉淀池等平面布置，實現“三通一平”。

2)定位放樣。

場地平整后用全站儀測量首先將控制點引入，再進行樁位放線，每隔5 m測放一點，埋設鋼筋或木樁標記，并進行復測驗線，合格后用鋼尺和測線實地布設樁位中心點，并用竹簽釘緊，一樁一簽，應確保樁孔中心移位偏差小于50 mm。

3)建排污和灰漿拌制系統。

根據安全文明施工需要，應確保施工環保，施工前應綜合設計全場的污水處理系統，設置漿液沉淀池。高壓旋噴樁施工過程中將會產生20%左右的返漿量，應將廢漿液引入沉淀池中。經過沉淀后的泥土可以隨將來基坑開挖土石方一并運走，沉淀瀝出的清水根據場地條件可進行無公害排放。

應設置灰漿拌制系統，主要由灰漿拌制設備、灰漿儲存設備、灰漿輸送設備組成。為方便施工，水泥堆放地點應與灰漿拌制系統靠近設置。

4)鉆孔前準備。

移動鉆機至設定的樁位，對鉆機進行調平、對中，然后調整鉆機的垂直度，使鉆桿與樁位的偏差控制在10 mm以內，鉆桿垂直度偏差控制在0.5%以內；鉆孔前應試驗空壓機和泥漿泵的完好性，確保運轉正常；為了保證鉆孔深度達到設計深度，應校驗鉆桿長度，并在鉆塔旁標注深度線。

5)引孔鉆進。

鉆機正式鉆進前，應進行地面試噴，經全面調試確保鉆孔機械運轉正常后,進行引孔鉆進。鉆孔進程中應詳細記錄鉆桿節數，以便保證鉆孔深度的準確。

常規地層采用普通地質鉆機引孔，在塊石層需采用高水壓引孔鉆機，鋼套管全程跟進，并采用PVC管代換，避免塌孔。

6)拔出巖芯管、插入注漿管。

引孔鉆至設計深度后，拔出巖芯管，并換上噴射注漿管插入預定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過1 MPa，以免壓力過高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防泥土進入管內。

7)旋噴提升。

噴射注漿管插入設計深度后，將泥漿泵接通，開始旋噴。先達到噴射壓力，在原位置旋轉10 s左右，由下向上勻速旋噴提升。

8)旋噴樁機移位。

旋噴提升到設計樁頂標高時停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將旋噴樁機移位。

6　質量檢測

工程正式施工歷時48 d，共完成旋噴樁1 207根。為評價與檢測止水效果，業主特委托有關單位分別進行了取芯檢測，檢測無側限抗壓強度試驗和滲水試驗等。開挖檢測10個樁，開挖深度1.5 m～2 m。經測量和觀察，旋噴樁垂直度良好，樁徑最小處大于0.8 m，樁體外緣不平，樁土咬合密實，有利于樁體承載和有效止水。

各取芯檢測孔所取得的樁芯均呈長柱狀，完整性較好，水泥土體膠結良好，各項指標滿足設計及圖紙要求。

7　結語

采用高水壓鉆機鋼套管引孔，PVC管代換的方式成孔，采用高壓旋噴樁試驗參數進行高壓旋噴樁施工，止水帷幕效果較好，滿足施工開挖需要，而且基坑周圍沉降幾乎為零，保證了支護整體穩定性，在地鐵明挖雜填土地質區間得到了充分的應用。

參考文獻:

[1]GB 50157—2013,地鐵設計規范[S].

[2]GB 50299—1999,地下鐵道工程施工及驗收規范(2003年版)[S].

[3]JGJ 120—2012,建筑基坑支護技術規程[S].