高壓旋噴樁咬合支護灌注樁在基坑支護止水帷幕中的應用

【摘要】本文以濟南市兒童醫院病房樓工程基坑設計和施工情況為例，分析灌注樁+高壓旋噴樁相結合的應用，通過設計方案和施工情況發現優點和問題，為基坑工程應用提供經驗。

【關鍵詞】基坑支護；高壓旋噴樁；支護灌注樁；止水帷幕

1、前言

鉆孔灌注樁由鋼筋和混凝土組成，具有抗彎、抗壓和防滲作用。特別是現在隨著混凝土生產技術的提高，其防水性能也越來越好。高壓旋噴樁是利用鉆機先鉆小孔徑鉆孔到達預定深度，再以高壓旋轉的噴嘴將氣液混合物噴出，切割土體，將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續搭接的水泥加固體，該水泥加固體具有一定的強度和不透水性能，有加固土體和止水效果。

充分利用鉆孔灌注樁和高壓旋噴樁的施工工藝特點和成樁后特性，將二者有機結合在一起形成一個整體，起到支護和止水帷幕的功效，達到優質、經濟、高效和實用的目的。下面簡單介紹濟南市兒童醫院病房樓基坑支護工程灌注樁+高壓旋噴樁相結合應用的設計和施工情況。

2、設計方案、施工組織工藝及參數

2.1工程概況

工程周圍有2層到5層的混合結構建筑物，天然基礎，距離僅2.00～4.50m，且施工期間正常使用。基坑大致為矩形，開挖深度為9.80m。基坑面積約3000m2，周長約220m。工程所在地場地地層主要由第四系沖洪積成因的黃土狀粉質粘土、碎石土及粘土組成。開挖范圍內地層分布及各層土的物理力學指標取值見表：

地下水靜止水位埋深3.70～4.10米。

支護灌注樁內側與擬建樓房承臺邊間距僅為0.3m，給支護體系預留的設計面和施工面極小。

2.2設計方案簡述

采用排樁+錨索支護體系，樁徑800mm，樁長15.8～16.8m，樁間距1.5m，設置3道錨索，一樁一錨，相鄰排樁之間設置兩根高噴樁，樁徑750mm，樁長15.3m，高噴樁固結體搭接寬度以及高噴樁與排樁咬合寬度不小于250mm。高噴樁水泥漿液的水灰比1.0。水泥采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為土天然重度的28%，當土層中地下水流速較大時，宜摻加外加劑提高固結體的穩定性與固結性。施工前，高噴樁應進行成樁試驗，工藝性試樁數量不應少于3根，通過成樁試驗確定注漿流量、下沉和提升速度、注漿壓力等技術參數，必要時根據試樁參數調整水泥漿的配合比，并如實做好各項記錄。支護樁頂設計冠梁將樁連接起來。

2.3施工方案簡述

施工順序：先施工支護樁再施工高壓旋噴樁。采用旋挖鉆機成孔水下灌注工藝施工支護樁，支護樁混凝土達到設計強度的50%后再施工高壓旋噴樁。

采用GPS-500型三管高噴鉆機施工高壓旋噴樁止水帷幕，施工分兩序進行，即隔一打一，一序孔按順時針施工，二序孔按逆時針施工，且間隔時間不小于48小時。

先施工高壓旋噴樁引孔，將鉆機移到待鉆孔位，找平并墊穩機身，確保立軸鉛垂，對正樁中心誤差不大于20mm。鉆頭采用φ108mm硬質合金鉆頭，孔徑110mm，嚴格控制鉆孔進尺，在不同地層，不同深度靈活調整鉆機檔位和液壓壓力，保證機身平穩進尺。每孔終孔后，用砂袋將孔口封堵，防止掉入孔內異物。

高噴施工：攪拌好水泥漿，水灰比為0.6～1.0，漿液不得離析。噴射孔與高壓注漿泵的距離不能大于50m，經地面試噴，壓縮氣等各項參數經調試達到設計要求后方可下噴射管。噴射管下到設計深度，方可開噴。嚴格控制提升速度和旋轉角度，每米水泥用量不少于250kg。

高壓旋噴止水帷幕施工工藝參數見下表。

高壓旋噴施工工藝參數一覽表

錨索采用履帶式錨桿鉆機施工成孔、人工下入錨索、注漿、張拉、鎖定的施工工藝（本文不再詳述）。

3、基坑設計施工注意事項

對施工組織和施工質量要求高，必須精心組織，合理安排施工設備和每一道工序施工時間，必須保證每一道工序、工藝達到設計要求。

支護樁內側與擬建設樓房承臺邊間距僅為0.3m，要求支護樁垂直度偏差較小，否則影響基坑底部承臺施工。

施工高壓旋噴樁時，鉆機就位、垂直度要準確垂直，符合要求；高壓旋噴止水帷幕施工工藝參數要達標，特別是水壓力、提升速度和轉動速度要符合要求，否則影響成樁效果，不能和支護灌注樁形成緊密結合。

結語：

本基坑風險系數高，整個設計支護體系結構相對簡單，場地小，周圍操作空間小，要求支護截面占地小。止水帷幕采用支護灌注樁和高壓旋噴樁相結合，既利用地層土較好適于采用高壓旋噴樁做止水帷幕的特點，又利用了灌注樁可以止水的特點，滿足了支護截面占地小得要求。灌注樁樁間距1.50m，間距較大，灌注樁之間多用高壓旋噴樁，減少支護樁的工程量，降低了工程造價。

本工程已竣工并投入使用，從開挖后的使用情況來看，達到了很好的效果。

作者簡介：

鹿羽，山東正元建設工程有限責任公司。