旋噴樁止水帷幕在填海造陸區(qū)的應用

陳又祥

摘要：沿海地區(qū)填海區(qū)域砂層段或淤泥層段富含水，且受潮汐的影響屬于動水，在進行高壓旋噴樁止水帷幕施工時，海水對漿液具有一定的稀釋作用，造成成樁效果較差，達不到設計要求。通過現場的多次試驗和工藝改進，并在實踐中不斷修正技術參數，使高壓旋噴樁在該類地質情況下可以較好的滿足加固地層和止水的作用。

關鍵詞：填海區(qū)域；旋噴樁；施工工藝；復噴

1.引言

高壓旋噴樁是利用工程鉆機（或引孔旋噴一體機）鉆孔至要求深度后，利用高壓旋噴臺車把安有水平噴嘴的注漿管下到設計標高，利用高壓設備使噴嘴以一定的壓力把漿液噴射出去，高壓射流沖擊切割土體，使一定范圍內的土體結構破壞，漿液與土體攪拌混合固化，隨著注漿管的旋轉和提升而形成圓柱形樁體，凝固后便在土體中形成圓柱形狀、有一定強度、相鄰樁體相互咬合成一體的固結體，起到止水與土體加固的作用。該工藝可用于既有建筑和新建建筑的地基加固處理、深基坑止水帷幕、邊坡擋土或擋水、基坑底部加固、防止管涌與隆起、地下大口徑管道圍封與加固、地鐵工程的土層加固或防水、水庫大壩、海堤、江河堤防、壩體壩基防滲加固、構筑地下水庫截滲壩等工程。

沿海地區(qū)存在較多的填海造陸區(qū)，多含較厚淤泥質土、砂質粉土和粉砂土，在這種地層中進行帷幕施工有3大難點：一是難成孔，孔壁坍塌嚴重，無法鉆進，難以形成鉆孔；二是漏漿、冒漿嚴重，漿液從填石層中的空隙漏失或從孔口流失，帷幕體不連續(xù)，止水效果差；三是受潮汐影響強烈，每天2次的漲潮落潮，水位變化大，地下逕流紊亂，海水的沖刷能力強，使?jié){液不易在原處凝固，帷幕體上多蜂窩狀孔洞，帷幕體的整體性和連續(xù)性差。為保證施工質量，施工前必須做大量的試樁，以達到最佳的施工效果。

2.工程概況

該工程位于廣東省湛江市某海島上，施工場地為填海區(qū)。工程內容為建造一座5萬噸級船塢和二座5萬噸級重力式碼頭。

止水帷幕施工深度范圍內地層以回填砂和淤泥質土為主，下伏土層為砂質粉質粘土和粘土。淤泥質土為淺灰色～深灰色，流塑～軟塑，為高壓縮性土，見零星貝殼碎屑，局部夾粉砂團塊或薄層，層厚215～610mm，平均厚416mm。砂質粘性土為灰褐色～黃褐色，可塑～硬塑。

施工場地原為某海島水域，填料成分以中粗砂為主，透水性強，賦存于填土的地下水屬海水，水位變化與潮汐活動密切相關，高潮時海水面高于樁頂0.3～0.5m，低潮時海水低于樁頂3.2～4.5m。

3.旋噴樁止水帷幕設計

3.1旋噴樁止水帷幕應使用兩重管工藝施工，滲透系數不大于4.00×10-6cm/s。

3.2旋噴樁P.O42.5普通硅酸鹽水泥，應根據現場試驗確定水泥摻入比，水灰比為0.9。

3.3旋噴樁徑800mm，樁間距500mm，有效搭接距離300mm。

3.4其他參數通過現場試驗確定。

4.旋噴樁試樁

4.1試樁方案

按圖4.1所示布樁方式形成一樁群，然后于樁群中心鉆孔取芯并作抽水試驗。

圖4.1 試驗樁位布置圖

4.2 試樁參數

本工程共進行了5次試樁，各次試樁參數見下表4.2。在經歷前兩次試樁效果不理想的情況下，通過討論，現場提出了對淤泥層及粉砂層進行復噴的方案。

4.3試樁結果與結論

4.3.1 取芯結果

1#試樁從鉆孔所取芯樣來看，6.0到11.0米范圍，芯狀呈散體碎塊狀，樁體不成型，強度低；其他位置成樁效果較好。成樁效果差的部分主要存在于淤泥層及粉砂層，整個深度取芯率在65%左右。

2#試樁從鉆孔所取芯樣7.0到11.0米范圍，同樣局部出現1#試樁的情況；存在一段或多段薄弱層。經過復噴以及改進部分工藝參數后，3#～5#試樁取芯效果得到了明顯的改善，整體樁成型較好，淤泥層及粉砂層均得到了很大的加強，整個深度取芯率在75%左右。

4.3.2 抽水試驗結果

表4.3可見，采用了重噴的3#試樁、4#試樁與5#試樁，其滲透系數較沒有采用重噴的1#試樁與2#試樁有明顯的提升，采用重噴的施工工藝能取得比較好的防滲效果。

5.施工總結

5.1止水帷幕未達到強度和抗?jié)B性能前，基坑不得進行降排水開挖，以防止海水滲流引起邊坡坍塌和細粒土的流失，增加旋噴樁止水帷幕施工的困難；

5.2若施工過程中遇到硬層難以鉆進，可用鉆機先引孔再進行高壓旋噴樁施工；

5.3引孔和高壓旋噴樁旋噴注漿應間隔進行，效果較好，可減小相鄰擾動的不利因素；

5.4對于2排旋噴樁止水帷幕，應先施工外側排樁后施工內側排樁；

5.5各排上的旋噴樁均采取間隔式施工；

5.6漲落潮期間施工應增加漿液濃度、減小提升速度；

5.7施工中如發(fā)現孔口不返水泥漿，則暫停噴射，有可能發(fā)生了串孔，水泥漿無法形成柱體，應調整施工參數進行復噴。

5.8受潮汐影響一排旋噴樁帷幕的整體性和連續(xù)性差，多蜂窩狀孔洞，帷幕體上有明顯的集中漏水點，漏水較嚴重；二排旋噴樁帷幕的整體性和連續(xù)性好，帷幕體上基本無蜂窩狀孔洞，無集中漏水點。

本工程共施工高壓旋噴樁2476根，施工完成28天后，選6個點進行取芯檢查施工效果，并取樣作變水頭滲透試驗，均達到設計要求。施工實踐證明，該方案和施工都是成功的，具有形式簡單，受力明確，支護可靠，施工操作空間大，造價較低等優(yōu)點，成功解決了沿海填海地區(qū)復雜地質條件下進行基坑止水帷幕施工時，受海水潮汐影響大、基坑易透水等問題。

結 語

綜上所述，填海造陸區(qū)旋噴樁止水帷幕樁體排數不宜少于2排，施工時宜采用早強型水泥，并添加一定量的速凝劑。對于透水性強的地層可以采取復噴工藝。該方案的成功實施，為沿海填海造陸區(qū)止水帷幕的施工積累了工程實踐經驗，使之在同類地質條件下的實施成為可能。

參考文獻：

[1]賀啟鑫，張智博。大連臨海超大深基坑旋噴樁止水帷幕施工技術.探礦工程，2010，（12）.

[2]郭慶清，夏焰光。深層粉砂土中高壓旋噴樁施工工藝研究.人民長江.2009，