高壓旋噴樁施工質(zhì)量控制方法研究

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，地下空間的規(guī)劃發(fā)展也是非常大的趨勢(shì)，地下建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量和規(guī)模迅速增大，由此產(chǎn)生大量的深基坑工程。在深基坑施工中，避免地下水的影響對(duì)于確保深基坑施工安全，保護(hù)臨近建筑以及周邊設(shè)施的安全有著重要意義，近年來，許多施工單位對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、地層信息及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不了解，盲目施工，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)。本文探討了巖土工程施工中如何控制旋噴樁的施工質(zhì)量，提高施工安全性的措施，以供參考。

【關(guān)鍵詞】旋噴樁;質(zhì)量;安全性

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.043

1、引言

在城市建設(shè)中，地下室土方開挖，基于對(duì)地下水的保護(hù)，坑內(nèi)須止水或降水等措施來確保深基坑施工安全，目前比較常見止水或降水方式有高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、井點(diǎn)降水等，現(xiàn)高壓旋噴樁止水帷幕的施工技術(shù)逐漸取代了井點(diǎn)降水在基坑支護(hù)中廣泛應(yīng)用，高壓旋噴樁在基坑止水防滲領(lǐng)域中有著相當(dāng)重要的位置，不少項(xiàng)目采用高壓旋噴樁止水帷幕來止水防滲，通過樁與樁之間的緊密咬合，形成豎向止水帷幕，用于阻止開挖降水時(shí)基坑外透水層在坑內(nèi)外水位差的作用下向坑內(nèi)滲流。

高壓旋噴樁是利用鉆機(jī)將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設(shè)計(jì)高程，將預(yù)先配制好的漿液通過高壓發(fā)生裝置使液流獲得巨大能量后，從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，使?jié){液與土體充分?jǐn)嚢杌旌希谕林行纬梢欢ㄖ睆降闹鶢罟探Y(jié)體，從而使地基得到加固。旋噴樁支護(hù)形式有單管、雙管、三管等。為了使旋噴樁止水帷幕的施工符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的要求，必須對(duì)旋噴樁的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，而旋噴樁施工是工程常遇到的施工技術(shù)難點(diǎn)，它直接影響到止水帷幕的整體性、閉合性，如果旋噴樁施工不當(dāng)會(huì)給整個(gè)工程帶來不可忽視的影響，甚至造成重大安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。

2、工程概況

某建設(shè)項(xiàng)目，原始地貌單元屬河流沖積階地，場(chǎng)地原為菜地、水塘，經(jīng)人工改造整平，原始地形已改變，現(xiàn)場(chǎng)地地形起伏較大，場(chǎng)地標(biāo)高為34.51～39.64m，該基坑地下室為兩層，基坑支護(hù)深度約6.8～8.2m。

該項(xiàng)目場(chǎng)地巖土層自上而下為：人工填土、含有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、圓礫、殘積層粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，其中粉細(xì)砂層層厚1.30～6.00 m，圓礫層層厚0.70～4.40 m，場(chǎng)地內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水、場(chǎng)地周邊的生活用水及河水，地下水類型主要為上層滯水、潛水和基巖裂隙水，其中上層滯水賦存于人工填土層，地下水位位于地面以下0～2m，潛水主要賦存于粉細(xì)砂和圓礫中，受大氣降水和上層地下水補(bǔ)給，水量非常豐富，與河水有直接的水力聯(lián)系，水位變化因氣候、季節(jié)而異，枯水期時(shí)，地下水補(bǔ)給河水，汛期時(shí)，河水水位較高，補(bǔ)給場(chǎng)地地下水。

由于該項(xiàng)目場(chǎng)地地下水非常豐富，考慮到基坑開挖施工的安全性，基于保護(hù)基坑周邊環(huán)境，不產(chǎn)生不利影響，基坑開挖過程中必須采取一定的止水措施，根據(jù)該場(chǎng)地的巖土層情況，采用了高壓旋噴樁形成閉合的止水帷幕，以達(dá)到止水效果。

3、影響高壓旋噴樁施工質(zhì)量的因素

根據(jù)以往施工高壓旋噴樁的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，影響高壓旋噴樁的施工質(zhì)量因素有很多，主要體現(xiàn)在人員操作、工藝方法、施工設(shè)備等方面，1.人員因素：質(zhì)量意識(shí)差、操作水平低、崗前教育培訓(xùn)不夠，工人不夠熟練;2.工藝方法因素：漿液配合比、比重達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、漿液攪拌不充分、樁孔測(cè)量定位偏差過大;3.施工設(shè)備因素：漿液流量不足，漿、水、氣壓力不滿足設(shè)計(jì)要求等。

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、資料收集、施工旁站等方法，最后確定施工過程中影響高壓旋噴樁施工質(zhì)量主要由以下因素：1.操作人員責(zé)任心不強(qiáng);2.樁孔測(cè)量定位偏差過大;3.鉆機(jī)未進(jìn)行水平、垂直校正、4.漿液流量不足。

4、影響高壓旋噴樁施工質(zhì)量因素的解決

根據(jù)以上現(xiàn)場(chǎng)論證后得出影響高壓旋噴樁施工質(zhì)量因素進(jìn)行施工改進(jìn)和對(duì)策實(shí)施：

①操作人員責(zé)任心不強(qiáng)：加強(qiáng)事前教育，增強(qiáng)職工責(zé)任心，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程進(jìn)行施工。

②樁孔測(cè)量定位偏差過大：現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員參與測(cè)量定位，并紀(jì)錄;技術(shù)人員按照施工措施對(duì)操作人員進(jìn)行教育培訓(xùn)，提高其精度。

③鉆機(jī)未進(jìn)行水平、垂直校正：現(xiàn)場(chǎng)鉆孔施工時(shí)，施工技術(shù)人員進(jìn)行旁站，并測(cè)量紀(jì)錄;技術(shù)人員按照施工措施對(duì)操作人員進(jìn)行教育培訓(xùn)，提高人員自覺性。

④漿液流量不足：現(xiàn)場(chǎng)漿液配比嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求，機(jī)械設(shè)備執(zhí)行操作規(guī)程，實(shí)時(shí)監(jiān)控漿液流量。

5、施工效果

施工小組經(jīng)過一個(gè)月的活動(dòng)，所制定對(duì)策的各項(xiàng)活動(dòng)均得到落實(shí)，并對(duì)高壓旋噴樁施工質(zhì)量進(jìn)行檢查與試驗(yàn)，一般控制項(xiàng)目均以達(dá)到小組標(biāo)準(zhǔn)。具體體現(xiàn)在高壓旋噴樁止水帷幕施工各項(xiàng)目標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)圍井注水試驗(yàn)也滿足設(shè)計(jì)要求，旋噴樁的施工質(zhì)量得到保證。具體試驗(yàn)情況如下：

①用高壓旋噴樁將四面圍封，使之與已施工旋噴樁形成一個(gè)有效外邊為3m*3m的圍井，樁徑800mm，樁間距600mm，樁深為11.5m，伸入下部不透水層至少1.0m（同設(shè)計(jì)旋噴樁）。具體樁位布置如下：

②圍井施工采用三重管高壓旋噴樁施工，其主要技術(shù)參數(shù)為，高壓水壓力35～38MPa，排量70～75L/min;空壓機(jī)壓強(qiáng)0.60～0.80MPa，排量1.4～2.0m3/min;水泥漿液壓強(qiáng)0.50～0.70MPa，排量70～85L/min;漿液比重1.60～1.65，旋轉(zhuǎn)速度9～11rpm，提升速度6～8cm/min。

③圍井注水試驗(yàn)采用常水頭法進(jìn)行，即在圍井內(nèi)設(shè)置一固定水位（本次試驗(yàn)水位1.02m，）通過量杯不斷向圍井內(nèi)注入水，保持固定水位不變，測(cè)得穩(wěn)定注水量Q后，代入公式計(jì)算滲透系數(shù)。圍井施工完成后不少于7天，將圍井開挖一定深度（2m左右），檢查圍井施工質(zhì)量，測(cè)得圍井外地下水位后，進(jìn)行注水試驗(yàn)。圍井注水試驗(yàn)剖面示意圖如下：

④圍井滲透系數(shù)按照以下式進(jìn)行計(jì)算： ，式中，K為滲透系數(shù)（cm/s），Q為穩(wěn)定流量（m3/d），根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定取Q為200ml/30min（即為0.11cm3/s），t為圍井墻體平均厚度（取值0.66m），L為圍井周邊高噴墻軸線長(zhǎng)度（取值9.6m），H為圍井內(nèi)試驗(yàn)水位至井底的深度（取值11.02m），h0為地下水位至井底的深度（取值9.50m），經(jīng)計(jì)算K=4.8*10-8cm/s。

⑤試驗(yàn)結(jié)論：設(shè)計(jì)要求止水帷幕的滲透系數(shù)小于1*10-6cm/s，圍井注水試驗(yàn)滲透系數(shù)4.8*10-8cm/s，滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)語：

通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)質(zhì)量把控，技術(shù)支持，嚴(yán)抓施工質(zhì)量，而項(xiàng)目的施工質(zhì)量安全是重中之重。因此，現(xiàn)場(chǎng)管理人員要建立安全責(zé)任制，落實(shí)責(zé)任人，施工前要進(jìn)行安全檢查，把不安全因素消滅在萌芽狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)施工操作人員要重視質(zhì)量安全，要有責(zé)任心，按設(shè)計(jì)工藝流程進(jìn)行施工，才能項(xiàng)目保證正常施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）.

[2]《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2019）.

[3]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2018）.

作者簡(jiǎn)介：

廖凱（1989-），男，漢族，本科，工程師，研究方向：巖土工程設(shè)計(jì)工作。