高壓旋噴樁施工技術(shù)簡(jiǎn)述

（忻州市水利工程建筑公司 山西忻州034000）

1 工程概況

某水庫(kù)水閘閘基部分地層主要為飽和狀態(tài)的低液限黏土和卵石混合層，其地基承載力為85～100 kPa，強(qiáng)度較低，故無(wú)法滿足閘體對(duì)地基承載力要求。為了解決此問(wèn)題，設(shè)計(jì)方案采用了施工工藝簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低的高壓旋噴樁對(duì)閘基進(jìn)行加固處理。設(shè)計(jì)方案中該閘基加固處理尺寸為長(zhǎng)52 m，寬23 m，閘基區(qū)共設(shè)高壓旋噴樁1 223 根，樁長(zhǎng)10 m，直徑為1 000 mm，樁間距2 200 mm，呈梅花形布置，深入巖基≥0.5 m，單樁豎向抗壓承載力≥650 kN，復(fù)合地基承載力≥250 kN。樁位布置如圖1所示。

圖1 樁位布置圖

2 高壓旋噴樁施工

2.1 高壓旋噴施工工藝

旋噴樁復(fù)合地基是以樁體及樁間構(gòu)成的復(fù)合地基，其原理是利用鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)樁孔深度，然后采用通過(guò)鉆桿端頭橫向高壓噴嘴強(qiáng)制漿水泥漿液與周圍土體混合，形成連續(xù)的強(qiáng)度較高的水泥加固體，以此來(lái)改善閘基土力學(xué)性質(zhì)，提高閘基的抗壓和抗剪強(qiáng)度，從而滿足閘基承載力要求，使其在閘體結(jié)構(gòu)承壓下不被破壞和產(chǎn)生過(guò)大變形。高壓旋噴樁施工基本工藝：場(chǎng)地平整→測(cè)量放樣→溝槽開(kāi)挖→樁機(jī)就位→水泥漿液拌制→鉆孔成樁施工→質(zhì)量檢查，以此循環(huán)完成全部樁體施工。其施工工藝流程如圖2所示。

圖2 高壓旋噴樁施工流程圖

2.2 高壓旋噴基本參數(shù)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，卵石混合土層采用“二管法”施工，施工孔徑為110 mm，粉質(zhì)黏土層采用“三管法”施工，施工孔徑為150 mm。根據(jù)試樁試驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)規(guī)范要求，確定的最終施工控制參數(shù)見(jiàn)表1。

2.3 場(chǎng)地平整和測(cè)量放樣

進(jìn)行場(chǎng)地平整，應(yīng)清除施工區(qū)域內(nèi)影響施工的地上及空中障礙物，確保高壓旋噴機(jī)能夠正常就位和工作。

放樣前先對(duì)設(shè)計(jì)移交樁點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，并建立施工測(cè)量控制網(wǎng)。測(cè)設(shè)專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)各排樁及各樁點(diǎn)中心進(jìn)行實(shí)地放樣，采用灰線和灰點(diǎn)做好標(biāo)記，樁線、樁心平面位置偏差應(yīng)控制在5 cm 以內(nèi)。放樣時(shí)從每排樁起點(diǎn)樁開(kāi)始依次放樣，中間用定位線標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記中心即為樁心，間距為2 200 mm，放樣完成后再次校驗(yàn)，確保樁位定位準(zhǔn)確。放樣完成后，及時(shí)向施工人員進(jìn)行交底和移交，以利于對(duì)測(cè)設(shè)樁點(diǎn)的保護(hù)。

表1 高壓旋噴樁施工控制參數(shù)表

2.4 溝槽開(kāi)挖和定位校驗(yàn)

溝槽采用人工配合機(jī)械開(kāi)挖方式，施工時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確控制溝槽開(kāi)挖邊線，挖除土方應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清運(yùn)處理，保證高壓旋噴設(shè)備就位后能夠正常工作。然后對(duì)樁排中線與高壓旋噴孔中心點(diǎn)進(jìn)行定位校驗(yàn)，確保樁排和樁位的準(zhǔn)確。

2.5 樁機(jī)就位和垂直校正

鉆機(jī)就位應(yīng)有專人指揮，移動(dòng)前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)觀察，在鉆機(jī)行走線路上、地面就位處和上空如有影響鉆機(jī)作業(yè)的障礙物應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清除，移位過(guò)程應(yīng)保持平穩(wěn)安全。鉆機(jī)就位后，測(cè)量人員應(yīng)再次復(fù)核定位線和樁位。

樁機(jī)定位后，應(yīng)對(duì)樁機(jī)的垂直度進(jìn)行矯正，可通過(guò)高壓旋噴機(jī)機(jī)身自帶的調(diào)平裝置調(diào)整機(jī)身的水平度與垂直度。本工程高壓旋噴樁設(shè)計(jì)采用一鉆到底方式，由于樁孔較深，在鉆孔開(kāi)始前、每次鉆桿連接后應(yīng)檢查并調(diào)整鉆桿垂直度，以確保鉆孔質(zhì)量符合要求。

2.6 水泥漿液拌制

水泥漿液采用機(jī)械拌制，拌制時(shí)要嚴(yán)格控制配合比，水泥和水應(yīng)經(jīng)過(guò)稱量確重。施工時(shí)水泥漿液拌制一般采用體積比，根據(jù)制漿機(jī)桶身容積計(jì)算出每次制漿所用水泥和水的重量，然后確定每次漿液拌制的水泥用量，在制漿機(jī)桶上內(nèi)壁上用油漆筆標(biāo)注水高度，注水至標(biāo)線時(shí)停止注水緩慢加入水泥（水泥用量經(jīng)計(jì)算確定，且每盤固定）開(kāi)時(shí)攪拌，拌制時(shí)間一般為3～5 min。本工程高壓旋噴樁施工漿液采用42.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1，漿液用量根據(jù)單樁體積計(jì)算確定。

2.7 鉆桿下沉、提升、噴漿

鉆桿下沉?xí)r應(yīng)嚴(yán)格控制鉆桿的垂直度，當(dāng)鉆桿下沉至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后，開(kāi)啟高壓漿泵，以12 轉(zhuǎn)/min 的速度原位旋轉(zhuǎn)噴射，當(dāng)孔口泛出漿液時(shí)開(kāi)始提升鉆桿，提升速度土層為5 cm/min，卵石混合層為11 cm/min。當(dāng)鉆頭提升距設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高1 m 時(shí)，應(yīng)降低提升速度和泵壓，提升至樁頂標(biāo)高靜噴30 s 后結(jié)束噴射，至此完成單樁作業(yè)，以此循環(huán)完成全部樁體施工。

2.8 高壓旋噴施工質(zhì)量保證措施

高壓旋噴樁施工質(zhì)量控制主要有幾個(gè)方面：旋噴孔位放樣符合要求，平面位置偏差不得大于5 cm，孔深偏差不得大于10 cm；水泥漿液應(yīng)嚴(yán)格按照要求配制，并在施工過(guò)程中按規(guī)定頻率（每班三次）對(duì)漿液濃度進(jìn)行測(cè)試；設(shè)備移位時(shí)應(yīng)減少相鄰工序時(shí)間間隔，以保證樁體之間的連接性；如提旋噴漿過(guò)程中因故中斷，恢復(fù)施工時(shí)應(yīng)原位下沉40～50 cm 后再行旋噴。

2.9 高壓旋噴樁質(zhì)量檢驗(yàn)

高壓旋噴樁質(zhì)量檢驗(yàn)方法一般有：開(kāi)挖檢查、鉆孔檢查、荷載試驗(yàn)以及無(wú)損檢測(cè)等方法。施工完成后，對(duì)樁體進(jìn)行抽樣開(kāi)挖檢測(cè)，樁體直徑和樁中心位置均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。樁齡到期后，按規(guī)定頻率抽取13 根39 組，進(jìn)行鉆孔抽芯檢測(cè)，同樁上、中、下各取一組樣體（低液黏土層、卵石混合土層均抽樣），低液限黏土層檢測(cè)結(jié)果均在3.1～5.2 MPa 之間，均大于設(shè)計(jì)要求值1.5 MPa，卵石混合層檢測(cè)值均在3.8～7.8 MPa之間，也均大于設(shè)計(jì)要求值3 MPa。單樁復(fù)合地基承載力共檢測(cè)7 根，合部達(dá)到了設(shè)計(jì)要求值250 KPa 以上。同時(shí)，輔以地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果也合部滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

采用高壓旋噴樁對(duì)水工建筑物不良地基進(jìn)行加固處理，可以較大地提高其地基承載力，有效地解決地基承載力不足的地質(zhì)問(wèn)題，且具有施工較為方便、工期和造價(jià)相對(duì)較低等特點(diǎn)，因此可向其他工程進(jìn)行推廣應(yīng)用。