高壓旋噴樁在施工中的優(yōu)勢應用
——基于杭州蕭山機場三期項目基坑圍護工程

屈坤玉 陳 勇 李曉富 俞晨龍 戴小鋒 羅志浩

(1.中國建筑第八工程局有限公司 上海 200120；2.杭州蕭山國際機場有限公司 浙江杭州 311200)

0 引言

高壓旋噴樁[1]興起于20世紀70年代，該工藝以高壓旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體，憑借力學特性及對地層的適應性，有效繞過復雜地形的地下障礙；此外，高壓旋噴樁內插H型鋼的施工方式，有效地解決了基坑泥炭土流失問題，因而保證了施工進度；同時以其占地少、噪音低等優(yōu)點被廣泛應用。

為滿足2022年杭州亞運會航空業(yè)務的需求，新建杭州蕭山機場三期項目。該項目包含了建筑、市政、交通、管線等多行業(yè)交叉施工作業(yè)，基坑占地面積大，工期緊迫，基坑圍護要求質量高。基此，本文結合該工程項目中綜合管廊二區(qū)的典型施工區(qū)域，針對該施工區(qū)域狹小且上方多條高架橋、地下管線復雜施工環(huán)境特點；在滿足機場市政交通道路不停航情況下，選用高壓旋噴樁內插型鋼的支護方式進行基坑圍護，工程實踐結果表明，該基坑圍護施工方法有效地克服了地形障礙和施工難點，并獲得了顯著的功效[2-5]。

1 工程概況

該項目綜合管廊二區(qū)基坑圍護施工工程，采用高壓旋噴樁內插H型鋼的施工方式，對該復雜施工區(qū)域和特殊施工環(huán)境具有很強的適用性，具體工況如下：

蕭山機場綜合管廊工程為兩艙現(xiàn)澆混凝土框架結構工程，埋設在機場1號路與14號路，共分為7個區(qū)域，其中管廊二區(qū)工況最為復雜和典型，如二區(qū)管廊基坑，開挖深度5.4 m～10.4 m，管廊基礎全部分布于粉砂夾砂質粉土層，地下水位一般在1.6 m～2.4 m。二區(qū)地處1號路與14號路交叉口，施工區(qū)域上方有多條高架橋，且機場要求，施工期間需保證道路不停航；二區(qū)周邊環(huán)境以密集住宅酒店區(qū)為主，基坑范圍內地下管線錯綜復雜，施工難度大。二區(qū)基坑周圍示意圖如圖1所示。

圖1 管廊二區(qū)基坑周圍示意圖

2 高壓旋噴樁內插H型鋼技術在該施工中的優(yōu)勢分析

2.1 施工方法確定

該區(qū)項目管廊施工場地，位于1號路與14號路的十字路口交會處，施工時需要保證交通不停航，且周圍含有密集建筑物，需要分段進行施工，基坑寬度15m，長度40 m～50 m，意味著進行支護樁作業(yè)時需要考慮以下幾個問題：(1)施工過程，機械作業(yè)面空間有限；(2)分段施工影響施工進度；(3)施工周圍為密集型居住環(huán)境，需考慮噪音因素。

為使施工項目又好又快有利推進，該項目采用了高壓旋噴樁內插H型鋼的施工方式，理由如下：

(1)高壓旋噴樁機械作業(yè)面寬度僅占2 m，完全滿足施工需求，克服了狹小空間、低凈空的不利施工條件。

(2)在施工區(qū)域內可以同步開展多臺旋噴樁機施工，彌補了高壓旋噴樁施工慢的缺點；利用分段施工工況下多機組同步工作方式，緩解了工期緊的局面，保證了施工進度。

(3)旋噴樁機在施工時噪音小，在建筑密集的居住區(qū)可安心作業(yè)；此外，憑借這一優(yōu)勢，還可在夜間進行加班作業(yè)，進一步保證了工期進度。

綜上，利用高壓旋噴樁內插H型鋼的施工方式，有效地解決了狹小空間、低凈空的施工條件，在保證施工過程中不影響周圍居住生活的同時，還有效緩解施工進度壓力。

2.2 施工過程的作業(yè)要點

(1)在施工過程中，基坑內側施打一排φ800@600高壓旋噴樁內插型鋼，其柱間搭接長度200 mm，H型鋼尺寸為700×300；同時，采用42.5普通硅酸鹽水泥(水泥摻量30%，水灰比1∶1)；在外側施打一排φ800@600高壓旋噴樁作為止水帷幕，兩排高壓旋噴樁圍護總共1400 mm寬。

(2)在基坑開挖時，對基坑圍護周圍進行實時土體測斜監(jiān)測?；娱_挖之后，在施工過程中對高壓旋噴樁內插H型鋼圍護結構的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，實時監(jiān)測基坑土體測斜量；如若發(fā)生監(jiān)測異常，及時采取相關方法彌補缺陷，保證基坑穩(wěn)定性。

(3)管廊二區(qū)基坑毗鄰14號路，施打H型鋼時，需要保證型鋼順利振入高壓旋噴樁內。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，該基坑土質以砂質粉土居多，高壓旋噴樁施工完成后靜置1h，再將H型鋼振入至高壓旋噴樁內，以便基坑施工完成后順利拔出型鋼。

(4)分配優(yōu)化多臺旋噴樁機分基坑兩側同步進行施工，當單側完成旋噴樁靜置后振入H型鋼，另一側保持高壓旋噴樁施工。兩邊交替施打型鋼，既縮短了施工時間，也保障了施工質量。

2.3 基坑支護效果分析

該項目施工過程，當基坑開挖至設計標高，查驗開挖情況效果如下：

(1)旋噴樁樁身呈現(xiàn)密實狀態(tài)，樁內插H型鋼排列方式規(guī)整，且基坑未出現(xiàn)滲漏情況。

(2)通過對管廊二區(qū)基坑一個月的監(jiān)測，憑借支護結構監(jiān)測點水平位移數(shù)據(jù)，對基坑變形和支護效果進行評價，評價結果如圖2所示。

(a)土體位移TX45 (b)墻體位移TX47

該過程統(tǒng)計了在基坑開挖之后，深層土體水平位移兩個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)從6月1日開始統(tǒng)計，至7月1日結束。土體測斜報警值為：每日發(fā)展變化量不超過±2mm，累計變量不超過±20mm(其中，“+”表示基坑方向，反之為“-”。統(tǒng)計基坑在最后一日深層土體水平位移數(shù)據(jù)，主要采集兩個監(jiān)測點位，分別為：TX45和TX47。其中，TX45單日最高發(fā)展量為0.37 mm，累計變量為17.92 mm；TX47單日最高發(fā)展量為0.75 mm，累計變量為18.19 mm。兩個測點均在報警范圍值內，表明了該基坑支護結構穩(wěn)定，管廊二區(qū)的高壓旋噴樁內插H型鋼施工工藝安全可靠。

3 結語

針對低凈空、狹小空間且地下市政管線復雜的施工環(huán)境，采用高壓旋噴樁內插H型鋼的支護方式，有效地解決了施工障礙，該基坑支護方式安全可靠。該項目的成功實施，為今后類似工程的有效實施提供了以下可鑒之處：

(1)面對區(qū)域復雜的基坑作業(yè)，需嚴格論證方案的可行性和合理性，選定最適合的施工方法；

(2)高壓旋噴樁在基坑周圍復雜情況下，往往更能發(fā)揮出其優(yōu)勢特點，高壓旋噴樁內插H型鋼，基坑土體加固效果十分顯著；

(3)該支護形式可緩解施工與場地占用矛盾，保證工程施工進度和減少周邊環(huán)境噪聲污染，具有一定的良好經(jīng)濟和社會效益。