鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁止水體系在深基坑施工中的應(yīng)用

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

1 工程概況

福州地鐵1號(hào)線三叉街站位于六一南路、則徐大道與上三路、三高路交叉路口，呈南北走向。車站兩側(cè)建筑林立。車站施工期間南北向（六一南路、則徐大道）為雙向4 車道（部分5 車道在基坑蓋板上通過），車道緊貼圍護(hù)樁，施工場(chǎng)地內(nèi)臨車道側(cè)僅有一塊寬2 m的懸挑蓋板供施工人員行走。由于則徐大道是福州市區(qū)的交通主干道，往來車輛眾多，車輛行駛帶來的振動(dòng)荷載對(duì)基坑圍護(hù)體系穩(wěn)定會(huì)造成不利影響。

三叉街站為地下2 層島式車站，與地鐵5號(hào)線三叉街站T形換乘，站內(nèi)設(shè)置存車線，地下1層為站廳層，地下2層為站臺(tái)層。主體結(jié)構(gòu)尺寸：長(zhǎng)約483.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬23.2～35.5 m，覆土厚3.05～4.75 m。主體結(jié)構(gòu)圍護(hù)形式采用鉆孔灌注樁加樁間三重管高壓旋噴樁止水（圖1），標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深約16.65 m，北端頭井開挖深約18 m，南端頭井開挖深約17.72 m，換乘段開挖深約25.1 m。本工程圍護(hù)樁（除換乘段處）：鉆孔灌注樁φ900 mm，間距100 mm，樁長(zhǎng)26.2～29.8 m，樁間高壓旋噴樁φ＞800 mm，北端頭井樁長(zhǎng)與鉆孔灌注樁同長(zhǎng)，標(biāo)準(zhǔn)段樁長(zhǎng)比鉆孔灌注樁縮短1 m，南端頭井樁長(zhǎng)比鉆孔灌注樁縮短2 m，見圖2。

2 高壓旋噴樁施工

2.1 施工機(jī)械設(shè)備安排

圖1 圍護(hù)樁配筋

圖2 三叉街站端頭井剖面

施工采用XP-30A型旋噴樁機(jī)2 臺(tái)。按照總進(jìn)度計(jì)劃，合理安排各個(gè)施工環(huán)節(jié)的搭接，最大程度上縮短無功狀態(tài)下的時(shí)間損失。

2.2 施工流程

鉆機(jī)就位→調(diào)整鉆架角度→貫入注漿管→試噴→旋噴注漿拔管→噴射拔管結(jié)束→機(jī)械清理→機(jī)械移位

2.3 施工工藝要求

2.3.1 樁位放樣

嚴(yán)格按照施工圖及施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際位置定出樁的位置；樁位位于圍護(hù)鉆孔灌注排樁中間，樁中心布置在相鄰2 根圍護(hù)樁中心連線外圍200 m處。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，必須首先找出相鄰2 根圍護(hù)樁中心連線，然后根據(jù)中心連線確定高壓旋噴樁樁位[1-3]。

2.3.2 樁機(jī)就位

鉆機(jī)安放保持水平，使其鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于0.5%。鉆機(jī)與高壓注漿泵的距離不宜過遠(yuǎn)[4]。鉆機(jī)鉆桿采用鉆桿導(dǎo)向架進(jìn)行定位。在鋪設(shè)道軌枕木處要墊平整實(shí)，使道軌枕木在同一水平線上，在開孔前用水平尺對(duì)機(jī)架進(jìn)行校對(duì)，以確保樁體垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.3.3 貫入注漿管

注漿管隨旋噴樁機(jī)鉆頭一起鉆至預(yù)定的深度。在此過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，需要邊噴水、邊插管。

2.3.4 制備水泥漿液

制備旋噴樁水泥漿液時(shí)選用P.O 42.5水泥，水泥摻量根據(jù)加固土的性質(zhì)及單樁無側(cè)限抗壓強(qiáng)度確定，通過試驗(yàn)確定水泥摻量。水泥漿液水灰比為1.0，在旋噴樁貫入注漿管的同時(shí)，后臺(tái)拌制水泥漿，待壓漿前將漿液倒入集料斗中，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求配制漿液。

2.3.5 噴射注漿

水泥漿液在噴注前1 h內(nèi)攪拌，當(dāng)噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)高程，噴注開始時(shí)先送高壓水清管，再送漿液和壓縮空氣。在底部旋噴1 min，當(dāng)達(dá)到噴射壓力、水泥漿壓力、噴漿量后再邊旋轉(zhuǎn)邊提升，提升速度不大于15 cm/min，旋噴速度為10～15 r/min。為防止?jié){管扭斷，鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不斷；當(dāng)注漿管不能一次提升完成而需分次拆卸時(shí)，拆卸動(dòng)作要快，卸管后繼續(xù)噴射的搭接長(zhǎng)度不得小于10 cm，并且攪拌時(shí)間超過4 h的水泥漿液不得使用[5]。

對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的部分采取復(fù)噴的措施，并使實(shí)際樁頂標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.3～0.5 m。旋噴施工中作好施工記錄。

2.3.6 拔管與沖洗

旋噴施工完畢，迅速拔出注漿管，并用清水把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)、機(jī)內(nèi)不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把注漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排出。

2.3.7 樁機(jī)移位

待旋噴樁機(jī)注漿管全部提出地面后，先關(guān)閉電機(jī)，然后將樁機(jī)移至新的樁位。

2.4 質(zhì)量檢測(cè)

水泥按照相關(guān)規(guī)范取樣送檢，儲(chǔ)存時(shí)間超過3 個(gè)月的重新取樣試驗(yàn)，并按其檢驗(yàn)結(jié)果使用，使用前報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。在旋噴樁達(dá)到齡期后，按規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取芯檢測(cè)，取樣完成后，按要求對(duì)取樣孔進(jìn)行回填，回填材料采用黃砂摻水泥。

2.5 高壓旋噴樁質(zhì)量控制措施

1）高壓旋噴樁主要材料為水泥，加強(qiáng)對(duì)材料的質(zhì)量控制是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。水泥應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)的名牌水泥，符合國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。水泥必須具備出廠質(zhì)量證明書，進(jìn)貨時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、標(biāo)號(hào)、包裝、出廠日期等進(jìn)行驗(yàn)收，并按有關(guān)規(guī)定儲(chǔ)存。使用前應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行檢驗(yàn)，確保水泥強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

2）水泥漿配置應(yīng)遵循隨用隨配的原則，施工前應(yīng)確定灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿達(dá)到鉆頭時(shí)間，同時(shí)，對(duì)水灰比、水泥摻入量等嚴(yán)格控制。

3）控制好鉆桿前進(jìn)和拔出的速度是旋噴樁施工的關(guān)鍵所在，尤其是拔出速度。當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度后，開始噴漿，當(dāng)旋噴壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，在原位旋轉(zhuǎn)噴漿不少于1 min，然后提升鉆桿。

4）噴射漿液密度、回漿密度和回漿量每20～30 min測(cè)量記錄1 次；遇故障停噴時(shí)，樁機(jī)噴頭下沉至停漿面下0.5 m，待恢復(fù)供漿后再噴漿提升，以保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分?jǐn)嚢琛?/p>

3 施工效果及施工體會(huì)

3.1 施工效果

目前4 塊結(jié)構(gòu)塊已完全封頂，3 塊結(jié)構(gòu)塊已開挖到底完成底板施工，從施工情況看，通過對(duì)圍護(hù)樁（鉆孔灌注樁及樁間高壓旋噴樁）的精心施工，圍護(hù)樁墻未出現(xiàn)大的滲漏現(xiàn)象，為土建結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了較好的條件。

3.2 施工體會(huì)

3.2.1 施工前定樁位

因鉆孔排樁在施工過程中可能出現(xiàn)樁位偏離現(xiàn)象，樁間高壓旋噴樁的定位必須根據(jù)實(shí)際鉆孔灌注樁的樁位來確定樁位，此點(diǎn)尤其重要。即在確定高壓旋噴樁樁位前要求施工人員必須挖出鉆孔灌注樁樁頭，先確定鉆孔灌注樁的中心位置，然后根據(jù)其連線中點(diǎn)垂直外放200 mm作為樁間高壓旋噴樁的中心位置。對(duì)于遇鉆孔灌注樁因坍孔造成樁徑擴(kuò)大處應(yīng)進(jìn)行引孔噴漿。

對(duì)于鉆孔灌注樁的樁位偏離較大，如大于300 mm時(shí)，應(yīng)以彌補(bǔ)在先的原則，在鉆孔灌注樁外側(cè)邊線連線位置三等分布設(shè)2 根高壓旋噴樁進(jìn)行補(bǔ)救，以避免土方開挖過程中出現(xiàn)險(xiǎn)情。

3.2.2 施工中控制

在施工中鉆桿提升噴漿過程控制是樁間高壓旋噴樁施工控制的關(guān)鍵工序。

在施工中鉆桿提升噴漿過程中，施工操作人員要調(diào)整好各個(gè)施工參數(shù)以適應(yīng)不同土層的變化，最直觀的指標(biāo)就是隨時(shí)觀察返漿的變化情況。返漿量少甚至不返漿則說明通過泵送的水泥漿大量滲流到土層中去，未能形成樁體，造成水泥浪費(fèi)而無效果，應(yīng)調(diào)整水泥漿稠度或加入速凝劑等，并調(diào)低水泥漿泵送壓力以及調(diào)整水、氣的泵送壓力以適應(yīng)土層的變化，并在提升速度上作適當(dāng)調(diào)節(jié)。返漿量過大則說明水泥漿未進(jìn)入土層，樁體的擴(kuò)散范圍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，水泥通過返漿而大量浪費(fèi)，應(yīng)先調(diào)低水泥漿泵送量，減慢鉆桿提升速度，同時(shí)通過調(diào)整參數(shù)來加大切削土層的能力后，再調(diào)整水泥漿泵送量，并進(jìn)行復(fù)噴水泥漿，以滿足設(shè)計(jì)樁徑的要求。

3.2.3 施工后的補(bǔ)救措施

在基坑土方開挖過程中，應(yīng)派專業(yè)堵漏施工人員跟隨土方開挖進(jìn)程，巡視跟蹤圍護(hù)樁墻處的滲漏情況，對(duì)小的滲漏點(diǎn)直接用雙快水泥封堵；對(duì)有滴漏現(xiàn)象的漏點(diǎn)，找到滲漏途徑，并埋設(shè)引流管并用雙快水泥封堵四周（根據(jù)情況適當(dāng)擴(kuò)大范圍），待全部穩(wěn)定后，根據(jù)需要封堵引流管[6-8]。

本工程在進(jìn)行基坑土方開挖前，針對(duì)可能出現(xiàn)較大的漏水漏泥情況，還配備了聚氨酯堵漏設(shè)備器材以及雙液注漿設(shè)備器材隨時(shí)應(yīng)急搶險(xiǎn)，并與堵漏搶險(xiǎn)人員制定了一套坑內(nèi)搶險(xiǎn)方案以備不時(shí)之需。

根據(jù)目前施工狀況來看，本工程采用鉆孔灌注樁及樁間高壓旋噴樁止水的設(shè)計(jì)方式是可行的。但要求施工方必須做到精心施工，加強(qiáng)責(zé)任心，在整個(gè)施工過程中要以預(yù)防為主，遇到情況應(yīng)有相應(yīng)對(duì)策，才能順利完成工程的施工任務(wù)。