旋噴樁在基坑支護中的應用研究

孔希紅

(山西一建集團有限公司， 山西 太原 030012)

0 引言

在開挖基坑過程中，最重要的施工內容之一是對基坑地下水位進行控制，從而可達到確保基坑能保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。在對基坑地下水位進行控制時，主要采取的措施有降水、止水和集水井排水等。我國地域遼闊，南北方地下水位差別較大，如北方地區(qū)地下水位較深，因此可采取降水的方法進行控制；南方地區(qū)地下水位較淺，因此可采取止水的方法進行控制。采取降水的方法可造成地下水資源浪費，同時也會影響降水附近建筑物或構筑物等發(fā)生不均勻沉降的現(xiàn)象。為避免上述問題，我國北方地區(qū)也已經逐步推廣止水的方法進行地下水位控制。在止水施工中應用范圍較為廣泛的是止水帷幕的施工。在止水帷幕中，高壓旋噴樁止水帷幕可應用于各類地基土中，應用范圍最廣，施工成本較低，施工效果較好，因此本文對高壓旋噴樁止水帷幕在基坑中的應用進行分析。

1 高壓旋噴樁止水帷幕的應用

1.1 施工工藝

高壓旋噴樁作止水帷幕作為目前應用量較為廣泛的基坑支護結構，此種工藝是使用鉆機將注漿管鉆至土層的設計位置，之后進行注漿施工。注漿施工時，注漿管端部安裝有特殊的噴嘴，噴嘴內噴射出高速流動的漿液。由于強大的動能，地基土體被沖碎，土體與噴射出的高速水泥漿充分自由攪拌，邊攪拌邊提升注漿管，待水泥漿與土體凝結硬化后，則形成圓柱形水泥土旋噴樁。旋噴樁在土體內可達到使土體自密實的狀態(tài)，在基坑中可起到支護坑壁、止水的效果。旋噴樁在地基土體內與支護樁緊密的連接、咬合，在坑壁中起到良好的止水作用，確?；觾忍幱跓o水的狀態(tài)。旋噴樁可應用于各類地基土體中，在淤泥質土和可塑性黏土中也同樣適用，且止水效果良好。

1.2 設計參數(shù)

在進行噴射注漿時，根據不同的地基土體可設置不同數(shù)量的噴射頭，同時噴射樁的有效直徑也不同。因此在不同的地基土體內施工時，應根據巖土工程勘察報告和施工現(xiàn)場的實際情況確定相關的設計參數(shù)進行施工。配制旋噴樁的漿液時，應將水灰比控制于0.9-1.1間，水泥的摻量應為細骨料的25%-40%，形成的水泥土固結物互相搭接長度應大于150mm，以確保水泥土間達到良好的連接。

1.3 施工中常見的問題及相應的處理措施

由于在施工中漿液在土體內受到的阻力不同，水泥土的形狀尺寸往往存在一些差別，通常會形成形狀不一的葫蘆狀。若形成上述形狀的旋噴樁，則會影響旋噴樁正常的止水效果。因此為避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，在施工前，應根據配合比和預施工進行試驗確定，確定旋噴樁的有效直徑和水泥土的搭接效果，根據試驗結果對設計參數(shù)進行相應的調整，以達到最佳的施工效果，確保旋噴樁的止水效果。

在施工過程中還存在以下問題，如由于施工時施工順序錯誤而導致噴漿時發(fā)生間斷，從而導致形成的旋噴樁為斷樁，或噴射而成的旋噴樁施工質量較差，止水效果不能達到預期設計效果。因此為確保旋噴樁的施工質量，在進行注漿施工時應對施工順序進行有效控制，如采用二重管法施工時應先注入壓縮氣體再進行注漿施工；采用三重管法施工時應將壓縮空氣與高壓水同時注入地基土體內，待注入某深度后靜置 60s后再進行注漿施工。注漿完成后應首先停止壓縮空氣與高壓水的注入，之后再停止注漿施工。

施工過程中難免會遇到粘性較大的土體或質地堅硬的土體，在對這些地基土體進行注漿施工時，應采取相應的技術措施確保水泥土塊間的有效搭接，確保搭接長度滿足設計要求。上述相應的技術措施主要是指定噴、復噴、駐噴、增大注漿壓力等有效措施。若注漿時地下水壓力較大，可采用惰性的漿液進行施工。

2 工程實例分析

為具體分析旋噴樁在基坑支護中的應用，本文引用某工程實例分析其相應的施工質量控制措施，從而為以后類似的相關施工提供一定的借鑒和參考。

2.1 工程概況

某地擬建商業(yè)酒店，酒店為地下1層，地上8層建筑，結構形式為框架結構，基礎為筏板基礎，地下水位為2.5-6m，該樓基礎埋深為7.7m。開挖基坑時，開挖面積為62600m2，根據地質勘察報告得知該場地地基土體第一層為人工雜填土，第二～六層為粉質粘土，粉砂、粗砂、礫砂和卵礫石。該場地西北側100m左右存在一條天然河流，且場地周圍50m范圍內存在既有建筑和相應的市政管道。

2.2 施工方案比選

根據該場地周圍的情況和地下水位情況，為避免開挖基坑對周圍建筑物和其他相應的市政管道造成影響，需在開挖基坑前設置止水帷幕。施工前，擬選擇的施工方法主要有鉆孔灌注樁和高壓旋噴樁兩種方法，但根據兩種方法的特點和造價及優(yōu)缺點，最終選擇高壓旋噴樁作為最終施工方法。選用高壓旋噴樁作為止水帷幕，具有施工噪音小、施工造價低、施工振動小、對周圍建筑影響小、施工效果好等優(yōu)點。

2.3 設計方案

高壓旋噴樁止水帷幕分為全圍式止水帷幕和半圍式止水帷幕，全圍式止水帷幕具有止水效果好，造價高，工程量大等特點；半圍式止水帷幕具有造價低，工程量小等特點。本工程考慮到施工工期的要求，擬采用半圍式止水帷幕。采用半圍式止水帷幕時，在該場地南北兩側設置高壓旋噴樁止水帷幕，通過止水帷幕，將南北側地下水阻擋流至東西兩側的深井點，通過對井點的排水，達到降低水位和地下水流速，最終降低基坑開挖對周圍建筑物的影響。

2.4 注漿施工方案

在進行注漿施工時主要分為鉆機就位施工、鉆孔施工、插管施工、噴射施工、沖洗施工、移動機具施工等操作。

（1）鉆機就位施工。鉆機就位施工主要是將鉆機安裝于指定位置上，保持鉆頭傾斜角度為15°。

（2）鉆孔施工。鉆孔施工時應將成孔位置與設計位置保持50mm的偏差范圍內。

（3）插管施工。插管施工時應將注漿管插入土體內指定深度。插管施工時為避免注漿管被地基內泥漿堵塞，應邊注水邊插管，注水的壓力應小于1MPa。

（4）噴射施工。待注漿管插入土體的設計深度后進行由下而上的注漿施工，施工時嚴格按照規(guī)范要求和設計要求進行施工，現(xiàn)場施工人員做好施工記錄。

（5）沖洗施工。注漿完成后應立即對注漿管進行沖洗，避免殘留水泥漿將注漿管堵塞。

（6）移動機具施工。沖洗完成后應將機具移動至下一個位置進行上述重復施工。

2.5 施工質量控制

（1）對于樁位的定位軸線，在施工前應經過監(jiān)理檢查之后，做好標記再施工。

（2）進行噴射作業(yè)之前，仔細檢查高壓設備的壓力和管路的排放量是否滿足設計要求，管道內不得有雜物堵塞管孔。

（3）需要拆除注漿管時，必須先停止旋轉和送漿，之后停下機器。拆除完成之后，想要繼續(xù)注漿，必須保證和前段搭接長度在0.5m 以上，防止脫節(jié)。

3 結論

本文通過對高壓旋噴樁止水帷幕的特點和相應的設計參數(shù)進行分析，借鑒某施工項目實例對施工方案比選、設計方案及相應的施工操作和施工質量控制，確保高壓旋噴樁止水帷幕正常、穩(wěn)定的應用于基坑支護結構中。

[1]楊棟,郭垚偉,王義杰.淺談旋噴樁在砂層止水帷幕中的應用[J].能源與環(huán)保,2017,39(12):91-94.

[2]霍偉珺.高壓旋噴樁施工技術[J].科技創(chuàng)新與應用,2018(01):58-60.