高壓旋噴插芯樁在洱海流域流砂地層基坑支護(hù)中的運(yùn)用

方 濤 李 馥 張牡峰

(中建五局第三建設(shè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 工程概況

西南區(qū)域某市政工程位于云南省大理市，毗鄰洱海流域，涉及新建提升泵井，埋深位于3 m～4 m，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，常遇流砂地層，故對(duì)其進(jìn)行基坑支護(hù)；但經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，周圍房屋、電線等障礙物較多，無法進(jìn)行拉森鋼板樁支護(hù)，為便于現(xiàn)場(chǎng)施工，經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、地勘等多家單位現(xiàn)場(chǎng)決定，采用9 m高壓旋噴插芯樁進(jìn)行基坑支護(hù)。

高壓旋噴樁具有較好的止水效果[1]，常做止水帷幕，且高壓旋噴樁采用小型機(jī)械進(jìn)行施工，工藝簡(jiǎn)單，且無須較大工作面，可及時(shí)避開上部障礙物，對(duì)周圍環(huán)境影響較小。故可以考慮將其運(yùn)用于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中，但樁身抗剪能力需加強(qiáng)，在其中插入H型鋼作為一種新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)而被應(yīng)用[2]，特別是在資源短缺的今天，因其明顯的優(yōu)勢(shì)而被推崇。雖然此類支護(hù)結(jié)構(gòu)在我國運(yùn)用的越來越廣，但無論是在設(shè)計(jì)方法上，還是在施工實(shí)踐上均沒有明確的規(guī)范要求[3]，本文結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)其設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行一些闡述，以此為類似工程提供借鑒。

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

為保證后續(xù)施工的操作面，基坑支護(hù)范圍為新建泵井基礎(chǔ)周圍1.4 m范圍內(nèi)，采用雙排支護(hù)，具體布置如圖1所示；高壓旋噴樁采用單重管施工，有效樁長(zhǎng)為9.0 m，管徑600 mm，間距300 mm，H型鋼型號(hào)采用HM300×200×8×12 mm，通過“隔一布一”的形式調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，間距600 mm，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示；為更好地使高壓旋噴插芯樁形成一個(gè)整體，在內(nèi)側(cè)樁頂布置一道600 mm×700 mm(高×寬)C30鋼筋混凝土冠梁，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。坡頂與底均設(shè)置300 mm×400 mm磚砌排水溝并每隔30 cm～40 cm設(shè)置800 mm×800 mm×1 000 mm集水井進(jìn)行排水與降水。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 支護(hù)體系施工流程

1)平整場(chǎng)地，清理場(chǎng)地障礙物，開挖高壓旋噴樁導(dǎo)槽(導(dǎo)槽開挖深度1.2 m～1.4 m，導(dǎo)槽寬度每側(cè)比樁外邊線寬0.2 m～0.3 m)。

2)施工高壓旋噴樁→內(nèi)插H型鋼→施工基坑頂排水溝，并與場(chǎng)區(qū)排水系統(tǒng)相結(jié)合。

3)待高壓旋噴插芯樁達(dá)到7 d后→施工冠梁→待高壓旋噴插芯樁達(dá)到不少于28 d齡期后，降土1 m～1.5 m厚→分層分段、對(duì)稱繼續(xù)開挖下一層土方依次施工至基坑底。

4)施工坑底排水系統(tǒng)，及時(shí)施工底板墊層，施工承臺(tái)及結(jié)構(gòu)底板。

3.2 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.2.1技術(shù)說明

高壓旋噴樁采用單重管施工，水灰比為0.8～1.5，水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥；樁體水泥用量為210 kg/m，注漿壓力15 MPa～20 MPa，注漿量60 L/min～70 L/min，抗?jié)B系數(shù)K<5×10(-7～-8)cm/s；注漿管旋轉(zhuǎn)速度為5 r/min～16 r/min，提升速度為7 cm/min～20 cm/min；待施工完畢后，使得旋噴樁膠結(jié)硬化后強(qiáng)度fcu≥2.0 MPa，抗剪強(qiáng)度不小于0.2fcu，抗拉強(qiáng)度大于0.06fcu。

3.2.2施工要點(diǎn)

1)為調(diào)整噴射壓力，在施工前進(jìn)行地面試噴[4]，若出現(xiàn)塌孔造成插入困難時(shí)，可用低壓水沖孔噴下；在施工過程中，低速徐徐提升以達(dá)到土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，若出現(xiàn)接頭松動(dòng)或脫落、堵管、堵孔等現(xiàn)象時(shí)，立即停止施工，待將鉆頭空轉(zhuǎn)提出地面進(jìn)行檢修完畢后，再鉆入原位施工，或當(dāng)注漿管不能一次提升完成而分?jǐn)?shù)次卸管時(shí)，為避免樁體脫節(jié)，將噴射管下沉大于1 m后再進(jìn)行施工；若遇腐木或泥炭土層或因故中斷時(shí)，應(yīng)采用“復(fù)噴工藝”且與上下土層間隔不小于1 m。同時(shí)，保證成樁垂直度偏差不超過1%，樁位布置偏差不得大于50 mm。

2)為保證施工安全，在高壓泵及高壓膠管處均設(shè)置安全措施，超過允許壓力值則自動(dòng)停止工作；若因故較長(zhǎng)時(shí)間中斷旋噴時(shí)，及時(shí)用清水沖洗輸送漿液系統(tǒng)，防止水泥漿液沉淀管路內(nèi)。

3)為保證泵井施工完成后可再回收利用，在H型鋼插入前，在型鋼表面涂抹減摩劑(一層機(jī)油)；旋噴樁施工完畢后立即插入H型鋼，一般時(shí)間間隔不超過30 min；H型鋼拔除時(shí)，采用砂土回填密實(shí)并灌漿。

4 施工驗(yàn)證

經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位對(duì)新建泵井分部、分項(xiàng)工程進(jìn)行驗(yàn)收，未發(fā)現(xiàn)裂縫、蜂窩、麻面、露筋等現(xiàn)象，其外觀質(zhì)量合格；尤其是基坑支護(hù)工程，經(jīng)檢驗(yàn)，高壓旋噴插芯樁的施工滿足設(shè)計(jì)要求，很大程度上滿足主體地下結(jié)構(gòu)的施工空間，并有效地進(jìn)行了基坑截水。旋噴樁施工質(zhì)量均符合TB 0751—2010高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中4.13旋噴樁及GB 50202—2016建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中4.10高壓噴射注漿地基的檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)；H型鋼插芯施工滿足《SWM工法規(guī)范》中的要求，且將整個(gè)施工工期縮短了10 d。