關(guān)于高壓旋噴樁加固技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用

　　 摘要：旋噴樁興起于二十世紀(jì)七十年代的高壓噴射注漿法，八九十年代在全國(guó)得到全面發(fā)展和應(yīng)用。實(shí)踐證明此法處理加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，我國(guó)已將其列入現(xiàn)行的《地基與基礎(chǔ)施工規(guī)范》。
　　關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁 加固 地基
　　1 施工原理
　　旋噴法施工是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至預(yù)定位置后，用高壓脈沖泵將預(yù)先配好的水泥漿液通過鉆桿下端的噴嘴，向四周高速、水平噴入土體，借助高度集中流體的高能沖擊力切削土層，使噴流射程內(nèi)的土體受破壞，與此同時(shí)鉆桿以一定的速度旋轉(zhuǎn)，并徐徐提升，使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌希?jīng)一定時(shí)間的膠結(jié)硬化后即在土體中形成直徑比較均勻、具有一定的柱狀水泥土固結(jié)體，從而使地層更加密實(shí)并得到加固。
　　旋噴法施工主要機(jī)具設(shè)備包括：高壓泵、鉆機(jī)、空壓機(jī)、漿液攪拌器、旋噴管和高壓漿管等。根據(jù)通過鉆桿的噴流介質(zhì)種類分為單管旋噴、雙管旋噴、三管旋噴樁三種類型。施工工藝：測(cè)定位孔→鉆機(jī)就位 → 鉆機(jī)孔至設(shè)計(jì)深度→拌制水泥漿 →旋噴機(jī)就位→沉管至預(yù)定深度→ 自下而上旋噴、注漿至設(shè)計(jì)標(biāo)高→（根據(jù)要求復(fù)噴）→壹根樁完成。
　　旋噴法施工適用的范圍較廣，設(shè)備簡(jiǎn)單管理方便、漿液集中而流失較少、料源廣闊價(jià)格低廉、施工振動(dòng)小噪聲低、染污小等特點(diǎn)。
　　2 珠海香洲安居園二期工程基坑止水方案
　　珠海香洲安居園二期工程項(xiàng)目是由珠海香洲正方控股有限公司開發(fā)的安居房。施工中的住宅工程設(shè)有一層地下室，基坑開挖深度為10米，平面形狀為南北長(zhǎng)約300米、東西寬60～75米的不規(guī)則矩形，基坑總面積約2.1萬(wàn)平方米，周長(zhǎng)約730米。
　　本工程位于在珠海霞光路側(cè)，為近年填海造成地而成，由于珠海近年興建的較大工程，故基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求非常嚴(yán)格。其支護(hù)形式是：混凝土鉆孔灌注排樁+雙層預(yù)應(yīng)力錨索+單層鋼筋混凝土內(nèi)支撐，鉆孔樁直徑1米，中心間距1.2米，相鄰鉆孔樁間縫隙利用水泥攪拌樁或高壓旋噴樁封堵會(huì)形成該工程基坑防止水體系，參見圖1、圖2。
　　珠海香洲安居園二期工程基坑止水體系原設(shè)計(jì)用水泥攪拌樁、旋噴樁與鉆孔支護(hù)排交錯(cuò)疊合形成地下止水帷幕，在施工完成鉆孔樁后即著手施工止水樁。但后來攪拌樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)試鉆后發(fā)現(xiàn)，攪拌頭無(wú)法適應(yīng)本工程地下埋存大量石塊的地質(zhì)情況。要使止水樁深入到基坑底以下若干米的不透水地質(zhì)層，必須穿透由于濱海拋填形成的大小不等的塊石障礙，該塊石層埋深在地下3米到7米之間，這對(duì)攪拌樁來說十分困難，于是將止水樁全部改為高壓旋噴樁形式，利用預(yù)先鉆孔方式解決填石層障礙這一難題。
　　在基坑外側(cè)鉆孔樁間采用三重管旋噴成樁，樁徑800mm，樁端深入基坑底以下約5米，要求進(jìn)入不透水層至少1m，根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)不透水層進(jìn)埋深情況劃分成若干段不同樁底標(biāo)高，沿基坑周邊旋噴樁與鉆孔支護(hù)樁一起組成環(huán)形防止水屏障。
　　采用三管旋噴成樁工藝形式，比單管旋噴或雙管旋噴更適合與先期施工完成的鉆孔灌注樁結(jié)合成一體，雖然成本有所提高，但止水效果更可得到保證，符合本項(xiàng)目追求完美品質(zhì)的理念與精神。
　　3 施工工藝流程及技術(shù)參數(shù)
　　工程止水樁施工采用GP—1500，GP—2000兩種型號(hào)的三管旋噴鉆機(jī)，噴嘴直徑1.6～2mm出漿管直徑10mm，水泥漿液攪拌采用污水管自循環(huán)式的攪拌罐，空壓機(jī)采用3m3 /min空壓機(jī)。共投入四臺(tái)機(jī)，每臺(tái)三管旋噴樁機(jī)每天成樁5-6根，完成全部836根樁實(shí)際占用工期約55天。
　　4 三管高壓旋噴樁施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及監(jiān)控對(duì)策
　　4.1重點(diǎn)難點(diǎn)分析
　　本工程三管高壓旋噴樁布置于支護(hù)樁側(cè)后、每?jī)舌彉吨g，通過高壓水對(duì)土體進(jìn)行旋噴切割和用水泥漿摻和形成樁體，并與相鄰的支護(hù)樁相互膠結(jié)而達(dá)到止水效果，旋噴樁自身的成樁質(zhì)量及與相鄰支護(hù)樁的膠結(jié)情況，決定其止水效果。
　　影響高壓旋噴樁成樁質(zhì)量的關(guān)鍵在于控制好施工參數(shù)，主要包括水壓、漿壓、氣壓、漿量、漿液水灰比、旋轉(zhuǎn)速度及提升速度等。旋噴樁與支護(hù)樁間的膠結(jié)情況，取決于成樁的垂直度、樁位及噴射半徑。
　　4.2施工監(jiān)控對(duì)策
　　（1）實(shí)行旁站監(jiān)督，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和施工方案控制各施工參數(shù)，特別是要杜絕因操作工人貪圖方便、快捷而擅自減少水泥用量、加快提升速度的現(xiàn)象，確保成樁質(zhì)量。
　?。?）根據(jù)已施工的支護(hù)樁（鉆孔樁）和旋噴樁的成樁影響半徑準(zhǔn)確測(cè)出待施工旋噴樁的樁位，每樁開孔前，由專職測(cè)量人員和質(zhì)檢員對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，一般要求相鄰位置旋噴樁間隔施工不少于24小時(shí)。
　?。?）旋噴樁的成樁垂直度決定于引孔的垂直度，旋噴樁機(jī)本身具有引孔功能，但考慮到本工程旋噴樁深度較大，為確保垂直度，另外單獨(dú)采用XY—1型鉆機(jī)施工引孔。引孔施工時(shí)，如遇軟硬不均的地層或支護(hù)樁局部凸出的混凝土樁身，容易導(dǎo)致孔斜，為克服這一缺陷，工程中采用了3m以上的長(zhǎng)鉆具施工引孔，利用長(zhǎng)鉆具良好的導(dǎo)向性保證引孔的垂直度。引孔鉆進(jìn)的過程中適當(dāng)控制給進(jìn)壓力和鉆進(jìn)速度，當(dāng)遇軟硬不均地層或其他硬物，有偏孔的征兆時(shí)，立即停鉆，采用稀水泥漿對(duì)鉆孔進(jìn)行回灌，在漿體達(dá)到一定強(qiáng)度后再重新開孔。
　?。?）高壓旋噴注漿應(yīng)自上而下進(jìn)行，注意對(duì)中粗砂層、粗砂砂層等主要透水層進(jìn)行復(fù)噴。同時(shí)觀察孔口返漿情況，返漿過多宜提高噴射壓力、減少噴嘴口徑、適當(dāng)加快提升與噴射速度。返漿過少或不冒漿，應(yīng)具體分析后采取應(yīng)對(duì)措施。若系土質(zhì)松軟則視為正?，F(xiàn)象，可適當(dāng)復(fù)噴；若附近有空洞、通道，則應(yīng)不提升注漿管連續(xù)注漿，直到冒漿為止，或拔出注漿管，待漿液凝固后重新注漿，或可采用添加速凝劑或增大注漿量，待正常返漿后再繼續(xù)作業(yè)。當(dāng)注漿管不能一次提升完畢，須分兩次或數(shù)次才能完成時(shí)，卸管后的復(fù)噴搭接區(qū)段高度不得小于200cm，以保證固結(jié)體的完整性。同樣的原因當(dāng)因故中斷旋噴后修復(fù)好繼續(xù)施工時(shí)也要考慮復(fù)噴搭接。
　　4.3施工安全和注意事項(xiàng)
　　（1）鉆機(jī)就位后，應(yīng)進(jìn)行水平和垂直校正，鉆桿應(yīng)與樁位一致，偏差應(yīng)在10mm以內(nèi)，以保證樁垂直度符合要求。
　?。?）操作鉆機(jī)人員要有熟練的技能，了解注漿全過程及鉆機(jī)旋噴注漿性能，嚴(yán)禁違章操作。
　　（3）施工用的壓力表應(yīng)定期檢查，保證正常使用；安全閥中的安全銷要進(jìn)行試壓檢驗(yàn)，一旦發(fā)生故障，要停泵停機(jī)排除。
　?。?）高壓膠管不能超過壓力范圍使用，使用時(shí)彎曲應(yīng)不小于規(guī)定的彎曲半徑，防止高管壓爆裂傷人。
　?。?）高壓噴射注漿使用的漿液應(yīng)過濾，使顆粒不大于噴嘴直徑。高壓泵必須有安全裝置，當(dāng)超過允許泵壓后，應(yīng)能自動(dòng)停止工作。
　?。?）在插管工程中，要防止噴嘴被泥沙堵塞，水、氣、漿壓力和流量必須符合設(shè)計(jì)值，一旦堵塞，要拔管清洗干凈，再重新插管好旋噴。插管時(shí)應(yīng)采取邊射水邊插，水壓力控制在1