某深基坑工程高壓旋噴樁施工質(zhì)量控制

徐鐵群

徐州市土木建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站（221009）

某深基坑工程高壓旋噴樁施工質(zhì)量控制

徐鐵群

徐州市土木建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站（221009）

某超大深基坑工程采用高壓旋噴樁作截水帷幕，通過精心施工，較好地完成施工任務(wù)，該工程的施工質(zhì)量控制措施可為同類基坑工程提供寶貴意見。

深基坑；止水樁；高壓旋噴樁；質(zhì)量控制

1 工程概況

1.1 工程概況

某基坑工程，深約19.6 m，面積約26 929 m2，基坑周長約634 m。支護(hù)類型為鋼筋混凝土灌注樁支護(hù)樁+止水樁帷幕+擴(kuò)大頭錨桿和巖石錨桿的支護(hù)方案，止水樁采用二重管高壓旋噴樁。

1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

高壓旋噴樁樁徑800 mm，間距600 mm，搭接200 mm，水灰比1：1，每延米樁長水泥摻入量為380 kg，水泥采用42.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥，注漿壓力大于24 MPa，空氣壓力大于0.7 MPa，旋轉(zhuǎn)速度20 r/ min，提升速度0.15～0.25 m/min,流量100 L/min。

2 施工

2.1 工藝流程

放線定位→鉆機(jī)就位→低壓水鉆進(jìn)→硬黏土高壓水成孔→成孔結(jié)束至標(biāo)底待高壓漿到達(dá)旋噴提升→成樁→沖洗管路→移位→下一根樁。

2.2 放線定位

按圖紙尺寸先放出每排樁位中心線,每排1號(hào)樁至末號(hào)樁向外引出5 m或10 m做好控制樁，然后放出所要施工的樁位，釘上標(biāo)志，邊打邊復(fù)核，根據(jù)控制樁控制復(fù)核樁位，確保樁位的正確無誤。

2.3 旋噴鉆機(jī)就位

鉆機(jī)安置在設(shè)計(jì)的孔位上，鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心進(jìn)行水平較正,鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，垂直偏差控制在1.0%以內(nèi)。

2.4 鉆孔

采用2臺(tái)XB-20型高壓旋噴鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔位置偏差控制在5 cm以內(nèi)，孔深偏差控制在±20 cm以內(nèi)，應(yīng)保證兩樁之間施工間距，施工時(shí)宜進(jìn)行跳打，以防止串孔。

2.5 配制水泥漿

本工程水泥漿水灰比控制在1.0，水泥用量為380 kg/m，水泥漿液稠度應(yīng)適宜，防止過稠堵噴嘴、過稀影響質(zhì)量，由試驗(yàn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各層土樣優(yōu)選出最合理漿液配方。漿液宜在旋噴前1 h內(nèi)配制，使用時(shí)必須濾去硬塊、砂石等，以免堵塞管路和噴嘴。

2.6 噴射注漿

成孔后，開啟高壓泵，待漿液到孔口開始冒漿，由下而上進(jìn)行噴射注漿，注漿壓力控制在30 MPa，提升速度控制在20 cm/min左右,流量100 L/min,提升至標(biāo)高,注漿管分段提升的搭拉長度不得小于25 cm,提升時(shí)如斷樁、斷漿、堵管應(yīng)回下20 cm重復(fù)搭接。第一次噴射結(jié)束后有余漿應(yīng)下沉至軟硬土層交接下1～2 m復(fù)噴。漿壓提升速度根據(jù)灰漿余量在范圍內(nèi)增減。

3 常見質(zhì)量問題及其質(zhì)量保證措施

根據(jù)旋噴樁施工工藝特點(diǎn)及場(chǎng)區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)情況，為保證旋噴樁施工質(zhì)量，針對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施及處理方法。

3.1 固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮頸

3.1.1 產(chǎn)生原因

1）沒有根據(jù)地質(zhì)條件選擇適當(dāng)?shù)膰娚浞椒ㄅc施工機(jī)具。

2）穿過較硬的黏性土部位易產(chǎn)生頸縮。

3）旋轉(zhuǎn)速度、拔管速度及注漿量配比不當(dāng)，造成樁身直徑不均勻，漿液多少不均。

4）噴射的漿液與切削的土粒強(qiáng)制攪拌不均勻，不充分。

5）噴漿設(shè)備中間出現(xiàn)故障。

3.1.2 質(zhì)量保證措施

1）根據(jù)地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求，選用適當(dāng)?shù)膰姖{方法和施工機(jī)具。

2）根據(jù)固結(jié)體的形狀及樁身勻質(zhì)性，調(diào)整噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度、拔管速度、噴射壓力和噴漿量，噴漿過程應(yīng)連續(xù)均勻。

3）嚴(yán)格噴嘴的加工精度、直徑、形狀、位置等，以確保噴漿效果。

4）嚴(yán)格控制漿液的水灰比、稠度。

5）放注漿管前，先在地表進(jìn)行射水試驗(yàn)，然后才能下注漿管施工。配漿時(shí)必須用篩過濾。

6）為確保旋噴作業(yè)連續(xù)施工，工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備一臺(tái)備用發(fā)電機(jī)組，如果施工過程中停電，則啟用備用發(fā)電機(jī)。

7）根據(jù)本工程具體情況，土層軟硬變化大，鉆機(jī)下沉?xí)r應(yīng)注意電流壓力變化確定硬土層的厚度，在硬土層里應(yīng)加大水壓提升噴射至標(biāo)高緩解過硬過黏的土層，減小軟硬土層變化差別過大帶來的高壓漿切割效果，降低樁徑過大過小差距，然后下沉至樁底待漿。

3.2 樁頂面下凹

3.2.1 產(chǎn)生原因

在水泥漿液與土攪拌混合后，由于漿液的析水特性，會(huì)產(chǎn)生一定的收縮作用，因而造成在固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴。其深度隨土質(zhì)漿液的析水性、固結(jié)體的直徑和長度等因素而變化。

3.2.2 質(zhì)量保證措施

為防止因漿液凝固后體積收縮,樁頂面下降，保證樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求，可采取以下辦法：

1）旋噴樁施工完畢，及時(shí)用水灰比為0.6的水泥漿補(bǔ)灌。

2）旋噴長度比設(shè)計(jì)長0.3～1.0 m。

3）在旋噴注漿完成后，在固體的頂部0.5～1.0 m范圍內(nèi)再鉆進(jìn)0.5～1.0 m,在原位提桿再注漿復(fù)噴一次加強(qiáng)。

3.3 鉆孔沉管困難偏斜

3.3.1 產(chǎn)生原因

1）地面不平不實(shí)，鉆桿傾斜度超標(biāo)。

2）有地下埋設(shè)物。

3.3.2 質(zhì)量保證措施

1）施工前應(yīng)先平整場(chǎng)地，開鉆前，檢查樁機(jī)平穩(wěn)性，做到固定端正，樁架垂直，并采用測(cè)量儀器等手段進(jìn)行檢測(cè)，保證樁機(jī)的水平度、樁架的垂直度，在確保無誤后方可繼續(xù)施工。

2）樁位點(diǎn)應(yīng)提前釬探，遇有地下埋設(shè)物應(yīng)清除或移動(dòng)樁鉆孔點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際孔位和鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴等與工程地質(zhì)報(bào)告不符等情況時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄，認(rèn)真如實(shí)填寫施工報(bào)表，客觀反映施工實(shí)際情況。

3.4 鉆孔沉管冒漿異常

3.4.1 產(chǎn)生原因

冒漿是指在噴漿過程中往往有一定數(shù)量的土粒，隨部分漿液沿著注漿管壁冒出地面，冒漿量小于注漿量的20%為正常,超過20%或完全不冒漿時(shí),應(yīng)查明原因，采取措施。

冒漿量過大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng)，不冒漿的主要原因是土層中有較大空隙。相鄰樁施工時(shí)間間隔短易串漿。

3.4.2 質(zhì)量保證措施

冒漿量過大采取的措施：

1）提高噴射壓力。

2）適當(dāng)縮小噴口孔徑。

3）加快提升和旋噴轉(zhuǎn)速，使?jié){液量與實(shí)際需要量相當(dāng)，減少冒漿。

不冒漿可采取的措施：

1）在漿液中摻加外加劑，縮短凝結(jié)時(shí)間。

2）在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再正常噴漿。

為防止旋噴樁施工時(shí)由于相鄰兩樁施工距離太近或間隔時(shí)間太短,造成相鄰高噴孔施工時(shí)串漿，可采取分批跳孔施作。鉆孔樁施工時(shí)按每間隔兩孔施作，相鄰的旋噴樁施工時(shí)間間隔不少于48 h。

若噴漿過程中出現(xiàn)壓力驟然上升或下降，大量冒漿、串漿等異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)提鉆出地表排除故障，復(fù)噴接樁時(shí)應(yīng)加深0.4 m，重復(fù)噴射接樁，防止出現(xiàn)斷樁。

因地下孔隙等原因造成返漿不正常、漏漿時(shí),應(yīng)停止提升，用水泥漿灌注，直至返漿正常后再提升。

3.5 壓力上不去

3.5.1 產(chǎn)生原因

1）安全閥和管路接頭處密封圈不嚴(yán)，有泄漏現(xiàn)象。

2）泵閥損壞，油管破裂漏油。

3）安全閥的安全壓力過低，或吸漿管內(nèi)留有空氣，或密封圈泄漏。

4）塞油泵調(diào)壓過低。

3.5.2 處理方法

應(yīng)停機(jī)檢查，經(jīng)檢查后壓力自然上升，并用清水進(jìn)行調(diào)壓試驗(yàn)，以達(dá)到要求的壓力為止。

3.6 壓力驟然上升

3.6.1 產(chǎn)生原因

1）噴嘴堵塞。

2）高壓管路清洗不凈，漿液沉淀，或其他雜物堵塞管路。

3）泵體或出漿管路有堵塞。

3.6.2 處理方法

應(yīng)停機(jī)檢查，首先卸壓，如噴嘴堵塞將鉆桿提升，用銅疏通。其他情況堵塞應(yīng)松開接頭進(jìn)行疏通，待堵塞消失后再進(jìn)行旋噴。配漿時(shí)必須用篩過濾。

4 施工質(zhì)量檢查

4.1 施工前檢查

在施工前對(duì)原材料、機(jī)械設(shè)備及噴射工藝等進(jìn)行檢查，主要有以下幾方面：

1）原材料（包括水泥、摻合料及速凝劑、懸浮劑等外加劑）的質(zhì)量合格證及復(fù)驗(yàn)報(bào)告，拌和用水的鑒定結(jié)果。

2）漿液配合比是否適合工程實(shí)際土質(zhì)條件。

3）機(jī)械設(shè)備是否正常，在施工前應(yīng)對(duì)高壓旋噴設(shè)備、地質(zhì)鉆機(jī)、高壓泥漿泵、水泵等進(jìn)行試機(jī)運(yùn)行，確保鉆桿（特別是多重鉆桿）、鉆頭及導(dǎo)流器暢通無阻。

4）檢查噴射工藝是否適合地質(zhì)條件，在施工前也應(yīng)作工藝試噴，試噴在原樁位位置試噴，試噴樁孔數(shù)量不得少于2孔，必要時(shí)調(diào)整噴射工藝參數(shù)。

5）施工前還應(yīng)對(duì)地下障礙情況統(tǒng)一排查，以保證鉆進(jìn)及噴射達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

6）施工前檢查樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度。

4.2 施工中檢查

施工中重點(diǎn)檢查內(nèi)容有：

1）鉆桿的垂直度及鉆頭定位。

2）水泥漿液配合比及材料稱量。

3）鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、沉鉆速度、提鉆速度及旋轉(zhuǎn)速度等。

4）噴射注漿時(shí)噴漿（噴水、噴氣）的壓力、注漿速度及注漿量。

5）孔位處的冒漿狀況。

6）噴嘴下沉標(biāo)高及注漿管分段提升時(shí)的搭接長度。

7）施工記錄是否完備。施工記錄應(yīng)在每提升1 m或土層變化交界處記錄一次壓力流量數(shù)據(jù)。

4.3 施工后檢查

施工后主要對(duì)固結(jié)土體進(jìn)行檢查，包括：

1）固結(jié)土體的整體性及均勻性。

2）固結(jié)土體的有效直徑。

3）固結(jié)土體的強(qiáng)度、平均直徑、樁身中心位置。

4）固結(jié)土體的抗?jié)B性。

采用開挖檢查、取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等方法進(jìn)行檢查檢驗(yàn)。檢查應(yīng)布置以下部位：

1）地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)高壓噴射注漿質(zhì)量產(chǎn)生影響的部位。

2）施工中出現(xiàn)異常的部位。

3）有代表性的部位。

在高壓噴射注漿結(jié)束后1周，在已施工好的固結(jié)體中鉆取巖芯，并將其做成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)，檢查內(nèi)部樁體的均勻程度及其抗?jié)B能力。檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量為施工注漿孔數(shù)的1%。

5 結(jié)語

該超大深基坑工程高壓旋噴樁截水帷幕，嚴(yán)格落實(shí)以上各項(xiàng)技術(shù)措施及管理要求,施工質(zhì)量良好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。該工程的施工質(zhì)量控制措施可為同類基坑工程提供寶貴意見。

[1]JGJ 79-2012,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2]JGJ 120-2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012.