復(fù)雜地質(zhì)條件工程項(xiàng)目中超深旋噴樁的應(yīng)用研究

韓春凱

摘 要：隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，施工條件的復(fù)雜性問(wèn)題與日俱增，本文以復(fù)雜地質(zhì)條件下工程項(xiàng)目中超深旋噴樁的應(yīng)用為研究課題，提高超深旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用效果，提出相應(yīng)的改進(jìn)方案，增強(qiáng)其施工質(zhì)量，為建筑行業(yè)的發(fā)展以及實(shí)際施工中問(wèn)題的解決提供支持和借鑒。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件;超深旋噴樁;安全性;質(zhì)量保證

現(xiàn)在建筑工程的數(shù)量和規(guī)模在不斷增加，面臨的施工環(huán)境也越發(fā)復(fù)雜，為保證工程質(zhì)量和安全，尤其是一些復(fù)雜的地質(zhì)條件下，工程項(xiàng)目更需注重實(shí)際情況，然后針對(duì)性的開(kāi)展建筑工作，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（一）高壓噴射注漿法起源于日本，日本對(duì)其進(jìn)行了深入研究，把高壓噴射注漿法、深層水泥攪拌法結(jié)合在一起，并使用機(jī)械攪拌和射流攪拌，研究出了深層噴射攪拌混合法;美國(guó)一些建筑大學(xué)的教授經(jīng)過(guò)研究后，認(rèn)為高壓噴射注漿還要注意壓力、漿液的凝固時(shí)間、攪拌溫度的控制;德國(guó)對(duì)高壓旋噴樁技術(shù)使用的最佳條件進(jìn)行了確定，保證相關(guān)技術(shù)的使用效果最大化。

（二）我國(guó)高壓旋噴技術(shù)的使用最早出現(xiàn)在70年代，主要在鐵路、冶金以及市政等領(lǐng)域應(yīng)用;孫叔慶等發(fā)表了《復(fù)雜地質(zhì)條件下超深旋噴樁的工程應(yīng)用研究》，提出了質(zhì)量控制與檢測(cè)方面的方法和措施;尹振宇等發(fā)表了《填海區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下旋噴樁止水帷幕施工技術(shù)》，證明使用旋噴樁防水效果良好，并對(duì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工方案進(jìn)行了介紹。總之，我國(guó)在高壓旋噴技術(shù)應(yīng)用研究方面還要提高，尤其要加強(qiáng)理論方面的研究。

二、超深旋噴樁技術(shù)

（一）常見(jiàn)工藝類型，高壓旋噴樁最常見(jiàn)的工藝類型有單管法、二重管法和三重管法三種。單管法是指注漿管內(nèi)部只含有單根管路，壓力控制在20-30Mpa，使?jié){液與沖擊剝落的土體進(jìn)行混合凝固，其成樁直徑為0.4-0.5m，固結(jié)體直徑小;二重管法使用的是雙通道注漿管，可同時(shí)噴射壓縮空氣、漿液，能使高壓氣流圍繞在水泥漿液的四周，降低能量損耗，增強(qiáng)對(duì)土地的破壞能力，固結(jié)體直徑達(dá)0.8-1.2m;三重管法輸送的介質(zhì)為水、漿液、壓縮空氣，輸送高壓水和空氣壓力的方式與其他幾種方法相同，不同的是噴嘴還需再次旋轉(zhuǎn)、提升，其固結(jié)直徑達(dá)1.2-1.8m。

（二）技術(shù)特征，適應(yīng)性強(qiáng)，高壓旋噴樁可用于地質(zhì)條件復(fù)雜的施工環(huán)境，對(duì)土層結(jié)構(gòu)方面的要求較少;操作便捷，只需鉆一個(gè)孔徑為50mm～108mm的小孔，能減少工作量，縮短工期，降低工程造價(jià);材料價(jià)格低廉，漿液以水泥漿為主，價(jià)格低廉;可控性較強(qiáng)，其在具體施工過(guò)程中，可控制漿液的濃度、噴射壓力、噴射速度等，保證固結(jié)體形狀滿足設(shè)計(jì)需求;降本增效，高壓旋噴樁可降低材料的浪費(fèi)，提高資源利用率;安全性較高，旋噴樁的高壓設(shè)備都設(shè)置了安全閥，遇緊急情況，閥門(mén)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，避免造成事故;環(huán)保效果較好，整個(gè)施工過(guò)程對(duì)環(huán)境破壞較小、噪音底，所用材料對(duì)地下水不存在污染。

三、超深旋噴樁技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

（一）工程概況，新建項(xiàng)目為11#樓、13#樓住宅樓，位于A3地塊東側(cè)，A3地塊東側(cè)為素土深回填區(qū)（15米），原始地貌西高東低，現(xiàn)需對(duì)東側(cè)深回填土及以下雜土全部挖除，進(jìn)行地基處理。根據(jù)巖土勘察報(bào)告，本工程素回填土以下雜土開(kāi)挖深度為6.5～16.8米。

（二）地質(zhì)情況，本區(qū)出露的地層有古生界奧陶系、石炭系、二疊系和新生界上第三系、第四系。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察資料，11#、13#建筑場(chǎng)地的的鉆孔柱狀圖，如圖3-1所示。

根據(jù)專家組對(duì)本工程地質(zhì)情況分析，得出結(jié)果：1）該地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用超深旋噴樁技術(shù)能較好保證其施工安全及質(zhì)量;2）超深旋噴樁技術(shù)在這一工程中應(yīng)用具有優(yōu)勢(shì)，其抗災(zāi)能力強(qiáng)，生態(tài)效果好。

（三）基坑維護(hù)情況，據(jù)以上資料，該工程的基坑開(kāi)挖深度在30m以上，考慮成本、質(zhì)量、安全等因素，對(duì)該工程的基坑圍護(hù)擬使用鉆孔灌注樁+止水帷幕或地下連續(xù)墻，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行對(duì)比選擇。

使用地下連續(xù)墻的優(yōu)勢(shì)：1）地下連續(xù)墻止水效果好，可防止?jié)B透帶來(lái)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性損害;2）風(fēng)險(xiǎn)、占用空間較小，工程量低，節(jié)約施工成本，但這一技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，如使用這一技術(shù)需進(jìn)行壁槽加固，會(huì)增加施工復(fù)雜性;鉆孔灌注樁平面布置限制小、靈活性強(qiáng)，缺點(diǎn)是整體性較差，止水帷幕可提升其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)施工環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)性。

綜上，鑒于該工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用地下連續(xù)墻施工難度較大，會(huì)增加施工質(zhì)量、安全方面的困難，固本工程采用鉆孔灌注樁+止水帷幕的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

外側(cè)樁間隙使用φ600@300超深旋噴樁進(jìn)行止水處理，止水帷幕寬度設(shè)計(jì)在2000mm，樁底進(jìn)入砂巖深度為1.2m以上，樁底標(biāo)高為-59～63.5m。超深旋噴樁需要進(jìn)入砂巖當(dāng)中，普通施工機(jī)械和操作難以達(dá)到理想的施工目標(biāo)，經(jīng)過(guò)研究提升高壓旋噴樁機(jī)架的高度，使其超過(guò)30m，主副鉆桿的長(zhǎng)度分別為24.0m和11.0m;改進(jìn)鉆頭和水路，將一般水氣側(cè)面噴射的形式改為斜向下噴射的形式，這樣可以形成較強(qiáng)的土體破壞力，更容易對(duì)一些堅(jiān)硬的土體進(jìn)行鉆孔，避免土體對(duì)鉆頭產(chǎn)生的損害。

經(jīng)專家分析，決定使用鉆孔取芯的方法對(duì)其檢測(cè)，以10m為一個(gè)區(qū)段，取芯數(shù)量總計(jì)為11個(gè)。結(jié)果表明，處于軟土層的樣本，水泥漿完全置換了原土層，強(qiáng)度較高，在砂巖層部分，凝結(jié)成混凝土塊的部分較長(zhǎng)，強(qiáng)度較大，這就證明這一技術(shù)的應(yīng)用效果良好，達(dá)到了實(shí)際的技術(shù)要求。

四、超深旋噴樁技術(shù)應(yīng)用的建議

高深旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用，要注重創(chuàng)新，如改變?cè)秀@頭、提高鉆架高度、使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行孔位的選擇等，提高旋噴樁的應(yīng)用質(zhì)量;還要體現(xiàn)在對(duì)相關(guān)設(shè)備的改進(jìn)，提高其性能和質(zhì)量，保證其使用效果。

五、結(jié)語(yǔ)

超深旋噴樁技術(shù)對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中效果良好;超深旋噴樁技術(shù)要注重全管控，對(duì)孔位、標(biāo)高、漿液配比、旋噴速度、角度、鉆頭、機(jī)架高度、壓力情況等都要進(jìn)行不斷的研究和完善，提高實(shí)際應(yīng)用效果;對(duì)工程的實(shí)際地質(zhì)情況也要進(jìn)行詳細(xì)勘察，超深旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用還要與其他技術(shù)結(jié)合在一起，才能更好的發(fā)揮其效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫叔慶， 王傳利， 李永生，等. 復(fù)雜地質(zhì)條件下超深旋噴樁的工程應(yīng)用研究[J]. 浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)， 2013.

[2]施利斌. 超深旋噴樁在復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程應(yīng)用研究[D]. 浙江工業(yè)大學(xué)， 2015.