淺談流砂地質(zhì)下臨近建筑物沉井下沉旋噴樁的應(yīng)用

邵子豪 吳超鵬 彭麒云 馬紅超 郭凱

摘? ? 要：針對(duì)對(duì)臨近建筑物沉井施工易發(fā)生沉降等問(wèn)題，巧妙采用高壓旋噴樁技術(shù)固結(jié)流沙，并形成止水帷幕，避免了降水施工和建筑物不均勻下沉、傾斜開裂等施工安全問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：沉井下沉;旋噴樁;地基加固;止水帷幕;固結(jié)流砂

1? 引言

商丘市污水管網(wǎng)和中水管網(wǎng)工程多個(gè)沉井需臨近建筑物下沉，但地下水位高，沉井下沉深度大，且地層存在流砂層，下沉施工中極易造成沙涌現(xiàn)象，對(duì)周圍土體較大的擾動(dòng)，將會(huì)導(dǎo)致臨近建筑物不均勻下沉、甚至傾斜、開裂。工程施工中，綜合水文地質(zhì)情況、施工環(huán)境因素、地基加固效果、經(jīng)濟(jì)效益等方面考慮，施工中采用高壓旋噴樁技術(shù)，配合合理的挖土下沉措施，有效的保證了施工及環(huán)境的安全。

2? 工程概況

2.1? 項(xiàng)目概況

商丘市污水管網(wǎng)和中水管網(wǎng)工程蔡河段（歸德路連霍高速），北起現(xiàn)狀歸德路，南至連霍高速處，污水管沿河道兩側(cè)布置，最終排入第二污水處理廠，全長(zhǎng)約2000m。

臨近建筑物作業(yè)井位為XW-6（接收井Ⅱ）、XW-7（接收井Ⅱ）、DW-11（工作井Ⅰ）三個(gè)沉井，DW-11直徑為7.6m高7m，XW-6、XW-7直徑為6.6m高7m，上部為接高混凝土擋土墻。

沉井井壁外側(cè)距構(gòu)筑物距離分別為4.8m、5m、3.1m，下沉深度分別為12m、12m、10m，支護(hù)墻高度分別為5m，5m，1m。

2.2? 水文地質(zhì)情況

據(jù)勘查，工程實(shí)際地下水位西側(cè)約現(xiàn)有地面下4.9m，東側(cè)地下水位約現(xiàn)有地面下3m;地層自上而下分別為雜填土、粉土、粉質(zhì)黏土、粉土、細(xì)砂，地層以下10m左右存在流砂層，厚度約2m3.7m。

3? 工藝原理及施工設(shè)計(jì)

3.1? 工藝原理

采用高壓旋噴樁加固井周土體，同時(shí)固結(jié)流砂，預(yù)防井周土體位移造成房屋沉降，并形成有效的止水帷幕。沉井下沉采用不排水下沉，由于本工程沉井為小型沉井，下沉?xí)r間短，在止水帷幕的截流作用下，沉井下沉階段，地下水位降低小，防止地下水位降低對(duì)建筑物的影響。西側(cè)沉井分兩次制作兩次下沉，第一次制作完沉井主體結(jié)構(gòu)，下沉至地下水位以上，第二次進(jìn)行擋土墻接高，達(dá)到要求強(qiáng)度后下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高;東側(cè)沉井由于下沉深度小，在地面制作完成沉井結(jié)構(gòu)與擋土墻結(jié)構(gòu)后，一起下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.2? 高壓旋噴樁設(shè)計(jì)

3.2.1? 土體浮重度γ

根據(jù)《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》得出潛水層所處粉土夾粉質(zhì)黏土層的比重Gs為2.7，孔隙比e0為0.809，故土體浮重度：

γ=（Gs-1）×γw/（1+e）=（2.7-1）×10/（1+0.809）=9.4kN/m3

3.2.2? 流土穩(wěn)定性驗(yàn)算

JGJ 120—2012根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》附表C 滲透穩(wěn)定性驗(yàn)算中式C.0.2

（2D+0.8D1）γ/Δhγw≥Kse

其中止水帷幕底面至坑底的土層厚度D=4m，潛水水面至基坑地面的土層厚度D1=7.6m，基坑內(nèi)外水頭差Δh=7.6m，經(jīng)驗(yàn)算：

（2×4+0.8×7.6）×2.7/7.6×10=1.74≥Kse=1.6

3.2.3? 設(shè)計(jì)說(shuō)明

止水帷幕采用[Φ]600mm高壓旋噴樁加固，搭接長(zhǎng)度為樁徑的1/4即150mm，深度自地面至沉井設(shè)計(jì)底標(biāo)高以下4m，繞井壁外呈圓形布置，內(nèi)圈樁中心距井壁外側(cè)1600mm，內(nèi)外圈樁中心間距250mm。

4? 施工工藝

4.1? 旋噴樁施工

施工前為得到適合當(dāng)前地質(zhì)的最佳成樁參數(shù)，保證成樁質(zhì)量，進(jìn)行試樁，后續(xù)施工按照試驗(yàn)所得各項(xiàng)控制參數(shù)進(jìn)行。水泥選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為1：1。

試樁后3天，挖樁查看成樁情況，樁頭直徑平均約為610mm，樁連接良好，經(jīng)過(guò)分析總結(jié)取得以下最佳參數(shù)，試樁數(shù)量為3根，樁長(zhǎng)為16m，共使用水泥9.8t，平均水泥用量為t=9800/（16×3）=204kg/m3。

旋噴樁位置要保證與沉井井壁有一定的距離，約1.5m左右。噴射注漿施工從外側(cè)樁體開始進(jìn)行施工，采用隔孔分序方式，相鄰孔噴射注漿的間隔時(shí)間不小于24h

在流砂層噴射時(shí)應(yīng)增大噴射壓力，減小提升速度。

4.2? 沉井施工與下沉

沉井下沉采用不排水法下沉，由長(zhǎng)臂挖掘機(jī)或抓斗出土下沉。西側(cè)沉井分兩次制作兩次下沉，第一次制作完沉井主體結(jié)構(gòu)，下沉至地下水位以上，第二次進(jìn)行擋土墻接高，達(dá)到要求強(qiáng)度后下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高;東側(cè)沉井由于下沉深度小，在地面制作完成沉井結(jié)構(gòu)與擋土墻結(jié)構(gòu)后，一起下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

下沉過(guò)程中對(duì)下沉量，四角高差，偏位進(jìn)行測(cè)量，及時(shí)了解沉井下沉井室傾斜、位移、下沉速率等情況，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾偏。沉井中偏差應(yīng)在沉井下沉了1/31/2井高以前時(shí)基本糾正好，糾正后應(yīng)謹(jǐn)慎下沉，不再有超出容許范圍的位置及方向偏差，否則由于土體形成了約束沉井下沉的“通道”，使沉井難于糾正。

沉井下沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高2m以上時(shí)，必須不再有超出容許范圍的位置及方向偏差正。

4.3? 支護(hù)墻

在沉井結(jié)構(gòu)上設(shè)置混凝土支護(hù)墻，沉井頂部下沉至離地面2m左右，不得小于1m，可停止下沉，開始進(jìn)行支護(hù)墻澆筑，支護(hù)墻高度設(shè)置至原地面。若支護(hù)墻過(guò)高，可不斷下沉接高。每次下沉后支護(hù)墻接高，需對(duì)刃腳地基進(jìn)行注漿加固，加固深度為50cm100cm。

5? 結(jié)束語(yǔ)

采取旋噴樁工藝加固井周土體，對(duì)流砂固結(jié)有顯著的作用，對(duì)確保臨近建（構(gòu)）筑物安全起到關(guān)鍵作用。旋噴樁造價(jià)相對(duì)較低，減少了二次施工（對(duì)建（構(gòu)）筑物的擾動(dòng)，進(jìn)一步保證臨近建（構(gòu)）筑物的安全。旋噴樁工藝在沉井施工中有廣闊的應(yīng)用前景，必將成為沉井施工的重要技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張榮海，王金科，薛恒星.高壓旋噴樁止水帷幕在工程中的具體應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（16）：34.

[2] 陳勝.高壓旋噴樁止水帷幕施工技術(shù)[J].福建建材，2018（7）：4849.

[3] 袁淑文，薛毅，馮月良，王曉磊，常阿娜.高壓旋噴樁與拉森鋼板樁組合在綜合管廊深基坑中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2018（S1）：248251.