高壓旋噴插芯樁在洱海流域流砂地層基坑支護中的運用

方 濤 李 馥 張牡峰

(中建五局第三建設有限公司，湖南 長沙 410000)

1 工程概況

西南區域某市政工程位于云南省大理市，毗鄰洱海流域，涉及新建提升泵井，埋深位于3 m～4 m，由于地質條件復雜，常遇流砂地層，故對其進行基坑支護；但經現場調查發現，周圍房屋、電線等障礙物較多，無法進行拉森鋼板樁支護，為便于現場施工，經建設、監理、設計、地勘等多家單位現場決定，采用9 m高壓旋噴插芯樁進行基坑支護。

高壓旋噴樁具有較好的止水效果[1]，常做止水帷幕，且高壓旋噴樁采用小型機械進行施工，工藝簡單，且無須較大工作面，可及時避開上部障礙物，對周圍環境影響較小。故可以考慮將其運用于基坑支護結構中，但樁身抗剪能力需加強，在其中插入H型鋼作為一種新型圍護結構而被應用[2]，特別是在資源短缺的今天，因其明顯的優勢而被推崇。雖然此類支護結構在我國運用的越來越廣，但無論是在設計方法上，還是在施工實踐上均沒有明確的規范要求[3]，本文結合實際工程案例，對其設計與施工進行一些闡述，以此為類似工程提供借鑒。

2 基坑支護設計

為保證后續施工的操作面，基坑支護范圍為新建泵井基礎周圍1.4 m范圍內，采用雙排支護，具體布置如圖1所示；高壓旋噴樁采用單重管施工，有效樁長為9.0 m，管徑600 mm，間距300 mm，H型鋼型號采用HM300×200×8×12 mm，通過“隔一布一”的形式調整圍護結構剛度，間距600 mm，具體結構如圖2所示；為更好地使高壓旋噴插芯樁形成一個整體，在內側樁頂布置一道600 mm×700 mm(高×寬)C30鋼筋混凝土冠梁，具體結構如圖3所示。坡頂與底均設置300 mm×400 mm磚砌排水溝并每隔30 cm～40 cm設置800 mm×800 mm×1 000 mm集水井進行排水與降水。

3 關鍵施工技術

3.1 支護體系施工流程

1)平整場地，清理場地障礙物，開挖高壓旋噴樁導槽(導槽開挖深度1.2 m～1.4 m，導槽寬度每側比樁外邊線寬0.2 m～0.3 m)。

2)施工高壓旋噴樁→內插H型鋼→施工基坑頂排水溝，并與場區排水系統相結合。

3)待高壓旋噴插芯樁達到7 d后→施工冠梁→待高壓旋噴插芯樁達到不少于28 d齡期后，降土1 m～1.5 m厚→分層分段、對稱繼續開挖下一層土方依次施工至基坑底。

4)施工坑底排水系統，及時施工底板墊層，施工承臺及結構底板。

3.2 關鍵施工技術

3.2.1技術說明

高壓旋噴樁采用單重管施工，水灰比為0.8～1.5，水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥；樁體水泥用量為210 kg/m，注漿壓力15 MPa～20 MPa，注漿量60 L/min～70 L/min，抗滲系數K<5×10(-7～-8)cm/s；注漿管旋轉速度為5 r/min～16 r/min，提升速度為7 cm/min～20 cm/min；待施工完畢后，使得旋噴樁膠結硬化后強度fcu≥2.0 MPa，抗剪強度不小于0.2fcu，抗拉強度大于0.06fcu。

3.2.2施工要點

1)為調整噴射壓力，在施工前進行地面試噴[4]，若出現塌孔造成插入困難時，可用低壓水沖孔噴下；在施工過程中，低速徐徐提升以達到土體與水泥漿充分攪拌混合均勻，若出現接頭松動或脫落、堵管、堵孔等現象時，立即停止施工，待將鉆頭空轉提出地面進行檢修完畢后，再鉆入原位施工，或當注漿管不能一次提升完成而分數次卸管時，為避免樁體脫節，將噴射管下沉大于1 m后再進行施工；若遇腐木或泥炭土層或因故中斷時，應采用“復噴工藝”且與上下土層間隔不小于1 m。同時，保證成樁垂直度偏差不超過1%，樁位布置偏差不得大于50 mm。

2)為保證施工安全，在高壓泵及高壓膠管處均設置安全措施，超過允許壓力值則自動停止工作；若因故較長時間中斷旋噴時，及時用清水沖洗輸送漿液系統，防止水泥漿液沉淀管路內。

3)為保證泵井施工完成后可再回收利用，在H型鋼插入前，在型鋼表面涂抹減摩劑(一層機油)；旋噴樁施工完畢后立即插入H型鋼，一般時間間隔不超過30 min；H型鋼拔除時，采用砂土回填密實并灌漿。

4 施工驗證

經建設、監理及設計單位對新建泵井分部、分項工程進行驗收，未發現裂縫、蜂窩、麻面、露筋等現象，其外觀質量合格；尤其是基坑支護工程，經檢驗，高壓旋噴插芯樁的施工滿足設計要求，很大程度上滿足主體地下結構的施工空間，并有效地進行了基坑截水。旋噴樁施工質量均符合TB 0751—2010高速鐵路路基工程施工質量驗收標準中4.13旋噴樁及GB 50202—2016建筑地基基礎工程施工質量驗收規范中4.10高壓噴射注漿地基的檢驗評定標準；H型鋼插芯施工滿足《SWM工法規范》中的要求，且將整個施工工期縮短了10 d。