高噴灌漿技術(shù)在住宅樓基礎(chǔ)施工的應(yīng)用

孫瑛琳

（山東水利工程總公司，山東 濟南 250014）

濟南市某住宅小區(qū)19#樓北臨鐵路橋，鐵路紅線距樓基礎(chǔ)外邊線5 m，施工空間狹小，基礎(chǔ)邊坡無法按設(shè)計坡度刷坡，無法保證邊坡穩(wěn)定性；西臨匯流入護城河的小河，河中心距樓基礎(chǔ)外邊線僅10 m，河流明水的滲透對基礎(chǔ)邊坡的穩(wěn)定存在破壞性影響，施工條件復(fù)雜，基礎(chǔ)開挖難度大，工期緊迫。山東水利工程總公司在西側(cè)、北側(cè)采用高噴灌漿技術(shù)對基坑進行圍護，有效地保證了19#住宅樓基礎(chǔ)開挖的安全施工。

1 施工條件與灌漿技術(shù)要求

19#樓基礎(chǔ)深度10 m，土層為砂質(zhì)壤土，巖石層厚約1.5 m，為風(fēng)化石灰?guī)r，地下水位高，滲透系數(shù)大，地下水滲流對基礎(chǔ)的危害嚴重。西側(cè)河流明水距樓基礎(chǔ)外邊線近，基礎(chǔ)開挖困難，并且河流明水的滲透對基礎(chǔ)邊坡的穩(wěn)定存在破壞性影響；北側(cè)臨近鐵路紅線，施工空間狹小，基礎(chǔ)邊坡無法按設(shè)計坡度刷坡，邊坡的穩(wěn)定性難以保證，存在重大安全隱患。

根據(jù)上述施工條件，依據(jù)多年的水利工程防滲施工經(jīng)驗，西側(cè)、北側(cè)擬選用高噴灌漿對基坑進行圍護，通過高壓噴射灌漿在地下形成防滲連續(xù)板墻，以阻斷地下滲水及地面河流明水對基礎(chǔ)施工的影響。同時，因防滲連續(xù)板墻具有一定的抗壓、抗折強度，可有效地解決施工空間狹小，基礎(chǔ)邊坡無法按設(shè)計坡度刷坡的問題，防止了地面塌陷、基坑塌坡等危險。而且，以高壓噴射灌漿形成的地下防滲連續(xù)板墻替代傳統(tǒng)的鋼板樁支護，在有效防止地下滲水對基礎(chǔ)施工影響的情況下，可降低施工成本，并取得一定的經(jīng)濟效益。

19#樓基礎(chǔ)西側(cè)、北側(cè)的高噴灌漿軸線長為200延米，根據(jù)沙質(zhì)壤土的地質(zhì)情況，采用凝結(jié)體的結(jié)構(gòu)布置形式為柱擺式，平均成墻深度為9 m，墻體嵌入巖層0.5 m。平均墻厚15 cm，孔距2 m，噴射中心形成直徑20～30 cm的圓柱體。

工藝參數(shù)為：噴嘴直徑2～2.3 mm；高壓水10 MPa，流量 40 L/min；氣壓 0.7 MPa，氣量 6 m3/min；漿壓0.3 MPa，流量 80 m3/min；提升速度 15 cm/min；三重管回轉(zhuǎn)7 r/min。

2 施工方法比選

高噴灌漿技術(shù)有單管法、雙管法、三管法，根據(jù)19#樓基礎(chǔ)的地質(zhì)情況，本工程采用三管法施工。

三管法是用水管、氣管、漿管同軸布設(shè)組成噴射桿，桿底部設(shè)置有噴嘴，氣、水噴嘴在上，漿液噴嘴在下，高噴時，隨著噴射桿的旋轉(zhuǎn)和提升，先是高壓水和氣的射流沖擊擾動地層土體，呈翻滾松散狀態(tài)，隨后以低壓注入水泥漿摻混攪拌，硬化后形成凝結(jié)體。高噴形成的凝結(jié)體形狀與噴射的型式有關(guān)，噴射型式一般有旋噴、擺噴和定噴3種。噴射時若邊提升邊旋轉(zhuǎn)，則凝結(jié)體形狀為圓柱體（又稱旋噴柱），若邊提升邊擺動，則形成的凝結(jié)體的形狀為啞鈴狀，若只提升和定向噴射則可形成板狀（又稱定噴板）。

經(jīng)比選，考慮到本工程系住宅樓基坑開挖施工的支護措施，在保證基礎(chǔ)施工安全的同時應(yīng)兼顧經(jīng)濟成本、工期等要求，采取擺噴的噴射型式，其施工設(shè)備價廉、易購，高噴質(zhì)量可滿足基礎(chǔ)施工要求，工效高，造價低，能充分利用原地土體，就地取材，機械化程度高。

3 高噴灌漿技術(shù)措施

高噴灌漿三管法施工時，高噴材料采用純水泥漿，因三管法施工時，先是高壓氣、水噴射，而后是壓力灌漿，灌漿易被先噴入的水稀釋，故使用水灰比≤1∶1 的濃漿。

鉆孔采用MGJ－100型鉆機配合氣動沖擊器偏心跟管鉆進成孔工藝；高噴灌漿采用GS500－4型高噴臺車，并列三管法自下而上擺噴成樁；水壓設(shè)備采用天津通用機械廠生產(chǎn)的302－3275/50高壓柱塞泵；灌漿采用BW－150型泥漿泵。

高噴灌漿施工工藝流程為：場地平整壓實→臺車行走→軌道鋪設(shè)→布孔、鉆機就位→校準(zhǔn)角度、造孔→測斜→高噴臺車就位→試噴、下噴具→擺噴、噴灌→孔口注漿、回灌、封孔→高噴臺車移位。

高噴灌漿分二序施工，相鄰次序孔施工時間間隔不少于24 h，鉆孔孔位偏差≤5cm，孔斜率≤1.5%。鉆孔過程中，根據(jù)返渣情況、鉆進速度、鉆機及沖擊器運轉(zhuǎn)情況等判斷地層情況，記錄孔深與厚度，以保證墻體嵌入巖層0.5 m的技術(shù)要求。

高噴灌漿噴具下入設(shè)計深度后，啟動噴機，調(diào)節(jié)風(fēng)、水、漿的流量、壓力和噴機擺噴角度，使之達到設(shè)計值，待孔口返漿密度符合要求后，開始提升。邊擺動邊提升，自下而上噴射灌漿，直至樁頂高程停噴。

在高噴灌漿過程中，隨時檢查施工機具是否運轉(zhuǎn)正常，查看風(fēng)、水、漿的流量，壓力值、進漿密度、回漿密度及擺噴角度、提升速度等參數(shù)，做好施工記錄，保證資料真實、準(zhǔn)確、完整。

高壓噴射灌漿結(jié)束后，使用返漿進行孔口注漿，直至回填密實，漿面不再下降，以確保高壓噴射灌漿的施工質(zhì)量。

4 特殊情況的處理

1)地層交界處：高壓噴射灌漿的提升速度要根據(jù)地層和返漿情況適當(dāng)調(diào)整，在地層交界處應(yīng)停止提升，靜噴2～3 min，同時加大供漿量。

2)卵石層：19#樓基礎(chǔ)西側(cè)臨近小河，地層中分散存在厚度不等的卵石層。灌漿時采取了以下針對性措施：噴具停止提升，靜壓注漿，使卵石層充填密實，孔口返漿符合要求后才能恢復(fù)噴具提升；降低水壓和風(fēng)壓，水壓和風(fēng)壓分別降至5 MPa和0.3 MPa；加濃漿液，增大供漿量，孔口摻砂等。同時，為防止噴具被埋堵，采用間隔提升的方法，待返漿后將風(fēng)、水、漿等參數(shù)調(diào)整至正常值。

5 施工質(zhì)量與效果

19#住宅樓基礎(chǔ)西側(cè)、北側(cè)的高噴灌漿成墻面積1 800 m2。使用挖掘機結(jié)合人工開挖的方式對高噴灌漿防滲板墻進行開挖檢查，墻體的外觀質(zhì)量、連續(xù)性等各項直觀指標(biāo)符合要求。經(jīng)現(xiàn)場鉆孔取芯，送至山東省水利科學(xué)研究院檢測，芯樣28 d抗壓強度達到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

高噴灌漿防滲板墻自運行以后，19#住宅樓基礎(chǔ)西側(cè)地下滲水明流干涸，滲水量呈逐漸遞減之勢，防滲性能保證了基坑開挖施工安全的要求。而且，防滲板墻所具有的抗壓強度，有效地消除了北側(cè)施工空間狹小導(dǎo)致基坑邊坡坡度過大的安全隱患，貫穿整個施工期間，未發(fā)生一起基坑塌坡事故。

6 結(jié)語

高噴灌漿施工技術(shù)具有開挖量小，施工方便，占地少，對臨近建筑物影響小等特點，已廣泛地應(yīng)用于堤壩防滲等水利工程中。高噴灌漿施工技術(shù)在19#住宅樓基礎(chǔ)施工的成功運用，取得了顯著技術(shù)、經(jīng)濟效果。

實踐證明，高噴灌漿施工技術(shù)可用于解決住宅樓基礎(chǔ)在邊坡刷坡空間不足、河流明水滲透性影響等復(fù)雜施工條件下的基坑開挖難點，為保障基礎(chǔ)施工提供了一種有效施工方法。