高壓旋噴樁在雜填土地質(zhì)支護(hù)工程中的應(yīng)用

賈 俊 峰

(青島地鐵集團(tuán)有限公司，山東 青島　266045)

1　工程概況

某地鐵車輛段出入線工程，均為明挖區(qū)間段，主要處于生活垃圾層和塊石層。地表為道路、橋梁、工廠及多層建筑物，周邊道路地面交通繁忙。

2　圍護(hù)樁設(shè)計(jì)處理方案

區(qū)間結(jié)構(gòu)止水帷幕采取單排φ800 mm@500 mm高壓旋噴樁。具體情況見圖1。

3　施工機(jī)械配備

根據(jù)工程進(jìn)度和施工方案需要，本工程配備了3臺MG-50AX(三重管)高噴臺車、7臺3D2-5Z栓塞高壓泵、7臺HB-80型灌漿泵、7臺P-0.8 MPa空壓機(jī)、7臺BW-150型泥漿泵、7臺WJG-80型拌漿機(jī)和3臺HD-90型高水壓套管跟進(jìn)鉆機(jī)。

4　施工難點(diǎn)

雜填土地質(zhì)條件施工難點(diǎn)是引孔困難，項(xiàng)目采用高頻振動多功能水壓鉆機(jī)，該鉆機(jī)的特點(diǎn)是：帶式底盤，行動迅速，適用地形條件廣；鉆孔過程中水壓加旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)普通土層，碰到較硬大粒徑石塊時(shí)通過高頻動力頭將大粒徑塊石震碎，并且鉆進(jìn)過程中套管全程跟進(jìn)，使用高壓水洗孔，高效清潔，成孔速度快，平均30 min/孔～45 min/孔，3 min/m～5 min/m;本工藝采用鋼套管全程跟進(jìn)，且具有自動拔管裝置，鉆孔效率高；鉆至設(shè)計(jì)深度后套管內(nèi)放置專用PVC管，拔出鋼套管后能夠防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，成孔效果好。

需要說明的是專用一次性PVC管為廠家定做，高壓旋噴時(shí)可完全將PVC管沖碎，碎屑混入旋噴漿體中，漂浮在漿液中并隨漿液流出，對成樁效果無任何影響。

旋噴樁的另一施工難點(diǎn)是試樁。確定施工工藝參數(shù)和水泥用量。因?yàn)殡s填土地質(zhì)條件復(fù)雜，含有大量的建筑垃圾和生活垃圾，有較大的裂隙，試驗(yàn)樁選定250 kg/m,350 kg/m,400 kg/m水泥用量分別5支。

通過取芯情況可以看出水泥用量在250 kg/m,350 kg/m條件下取芯情況不好，在標(biāo)高約-3 m以下基本不成樁，可推測此種情況因地下水較大漏漿造成(見圖2)。此類情況下難以保證止水效果。

試驗(yàn)后也通過開挖并且24 h不間斷抽水來觀察樁間是否漏水，開挖結(jié)果表明止水效果不好，漏水嚴(yán)重(見圖3)。

而采用水泥用量在400 kg/m，基坑開挖前進(jìn)行了預(yù)降水，根據(jù)現(xiàn)場第三方檢測數(shù)據(jù)，在連續(xù)不間斷降水后地下水位明顯下降，基坑開挖后鉆孔灌注樁樁間未出現(xiàn)大面積滲水或帶狀流水，基坑噴護(hù)后僅出現(xiàn)小面積滲水點(diǎn)(見圖4，圖5)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

5　施工方法

本工程設(shè)計(jì)為三重管高壓旋噴樁。為了避免相鄰樁施工時(shí)相互干擾，施工方案確定為隔一根樁打一根樁，即跳躍式施工。

1)場地平整。

進(jìn)入施工場地，應(yīng)首先場地整平、挖探溝進(jìn)行管線調(diào)查，清理施工范圍內(nèi)地面以下2 m深內(nèi)的障礙物，完成管線遷移、場地整平夯實(shí)工作。做好用水、用電引入，規(guī)劃施工機(jī)械、沉淀池等平面布置，實(shí)現(xiàn)“三通一平”。

2)定位放樣。

場地平整后用全站儀測量首先將控制點(diǎn)引入，再進(jìn)行樁位放線，每隔5 m測放一點(diǎn)，埋設(shè)鋼筋或木樁標(biāo)記，并進(jìn)行復(fù)測驗(yàn)線，合格后用鋼尺和測線實(shí)地布設(shè)樁位中心點(diǎn)，并用竹簽釘緊，一樁一簽，應(yīng)確保樁孔中心移位偏差小于50 mm。

3)建排污和灰漿拌制系統(tǒng)。

根據(jù)安全文明施工需要，應(yīng)確保施工環(huán)保，施工前應(yīng)綜合設(shè)計(jì)全場的污水處理系統(tǒng)，設(shè)置漿液沉淀池。高壓旋噴樁施工過程中將會產(chǎn)生20%左右的返漿量，應(yīng)將廢漿液引入沉淀池中。經(jīng)過沉淀后的泥土可以隨將來基坑開挖土石方一并運(yùn)走，沉淀瀝出的清水根據(jù)場地條件可進(jìn)行無公害排放。

應(yīng)設(shè)置灰漿拌制系統(tǒng)，主要由灰漿拌制設(shè)備、灰漿儲存設(shè)備、灰漿輸送設(shè)備組成。為方便施工，水泥堆放地點(diǎn)應(yīng)與灰漿拌制系統(tǒng)靠近設(shè)置。

4)鉆孔前準(zhǔn)備。

移動鉆機(jī)至設(shè)定的樁位，對鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)平、對中，然后調(diào)整鉆機(jī)的垂直度，使鉆桿與樁位的偏差控制在10 mm以內(nèi)，鉆桿垂直度偏差控制在0.5%以內(nèi)；鉆孔前應(yīng)試驗(yàn)空壓機(jī)和泥漿泵的完好性，確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常；為了保證鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度，應(yīng)校驗(yàn)鉆桿長度，并在鉆塔旁標(biāo)注深度線。

5)引孔鉆進(jìn)。

鉆機(jī)正式鉆進(jìn)前，應(yīng)進(jìn)行地面試噴，經(jīng)全面調(diào)試確保鉆孔機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常后,進(jìn)行引孔鉆進(jìn)。鉆孔進(jìn)程中應(yīng)詳細(xì)記錄鉆桿節(jié)數(shù)，以便保證鉆孔深度的準(zhǔn)確。

常規(guī)地層采用普通地質(zhì)鉆機(jī)引孔，在塊石層需采用高水壓引孔鉆機(jī)，鋼套管全程跟進(jìn)，并采用PVC管代換，避免塌孔。

6)拔出巖芯管、插入注漿管。

引孔鉆至設(shè)計(jì)深度后，拔出巖芯管，并換上噴射注漿管插入預(yù)定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過1 MPa，以免壓力過高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防泥土進(jìn)入管內(nèi)。

7)旋噴提升。

噴射注漿管插入設(shè)計(jì)深度后，將泥漿泵接通，開始旋噴。先達(dá)到噴射壓力，在原位置旋轉(zhuǎn)10 s左右，由下向上勻速旋噴提升。

8)旋噴樁機(jī)移位。

旋噴提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將旋噴樁機(jī)移位。

6　質(zhì)量檢測

工程正式施工歷時(shí)48 d，共完成旋噴樁1 207根。為評價(jià)與檢測止水效果，業(yè)主特委托有關(guān)單位分別進(jìn)行了取芯檢測，檢測無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和滲水試驗(yàn)等。開挖檢測10個(gè)樁，開挖深度1.5 m～2 m。經(jīng)測量和觀察，旋噴樁垂直度良好，樁徑最小處大于0.8 m，樁體外緣不平，樁土咬合密實(shí)，有利于樁體承載和有效止水。

各取芯檢測孔所取得的樁芯均呈長柱狀，完整性較好，水泥土體膠結(jié)良好，各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)及圖紙要求。

7　結(jié)語

采用高水壓鉆機(jī)鋼套管引孔，PVC管代換的方式成孔，采用高壓旋噴樁試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行高壓旋噴樁施工，止水帷幕效果較好，滿足施工開挖需要，而且基坑周圍沉降幾乎為零，保證了支護(hù)整體穩(wěn)定性，在地鐵明挖雜填土地質(zhì)區(qū)間得到了充分的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

[1]GB 50157—2013,地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50299—1999,地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(2003年版)[S].

[3]JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].