旋噴樁施工技術(shù)在深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

摘 要:本文主要對(duì)旋噴樁施工技術(shù)在廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程北滑行道系統(tǒng)橋梁1、2號(hào)通道滑行橋、特種橋、U槽部分深基坑支護(hù)工程中的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:旋噴樁 施工技術(shù)

中圖分類號(hào):TU753文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)04(c)-0111-02

1 工程概況

廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程北滑行道系統(tǒng)橋梁1、2號(hào)通道滑行橋、特種橋、U槽部分深基坑底寬約為30m，其中1號(hào)深基坑長(zhǎng)為:397m，二號(hào)深基坑長(zhǎng)為376m，挖深為5～10m，分兩級(jí)邊坡開挖;由于施工范圍附近有大量的管線和特種車車道、飛機(jī)滑行道，因此不適宜大量進(jìn)行降水措施，只在各級(jí)臺(tái)階及基底部分設(shè)置一些臨時(shí)排水溝和集水坑，主要作用為排除大氣降水、施工廢水。且基坑位于地下水位標(biāo)高以下，所以基坑開挖、支護(hù)、水處理是一個(gè)重點(diǎn)。本工程邊坡上部進(jìn)行高壓旋噴樁加固，旋噴樁樁直徑70cm，注漿位置在邊坡開挖線以外2m，縱向間距為60cm，樁長(zhǎng)穿透透水砂層至黏土層50cm。

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120－1999表1所述，及廣東省建筑工程深基坑開挖臨時(shí)支護(hù)工程管理暫行規(guī)定(5m以上為深基坑)，以一級(jí)安全等級(jí)進(jìn)行防護(hù)。(1)噴射砼的原材料和配合比。1)原材料:①水泥采用325#普硅水泥;②砂一般用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂，砂的含水率以5%～7%為宜;③石子采用堅(jiān)固耐久的碎石或卵石，粒徑小于15mm;④水:用潔凈水;⑤速凝劑:采用BR型外加劑。2)配合比的選定:施工中選定，開始時(shí)采用1∶1.98∶2.02∶0∶03。(2)開挖、支護(hù)、隔水范圍。因1號(hào)、2號(hào)通道滑行橋、特種橋、U槽基坑開挖深度為5～10m之間，均屬于深基坑，我部擬對(duì)上述部分東西兩側(cè)及第一階段施工基坑北端邊坡進(jìn)行處理。其中1號(hào)通道東西兩側(cè)各長(zhǎng)397m，2號(hào)通道東西兩側(cè)各長(zhǎng)376m。(3)深基坑開挖方案?；娱_挖為保證墻背作業(yè)方便，除滑行橋外，宜在墻背墊層預(yù)留1m的工作平臺(tái)，然后底部采用1∶1.5、上部1∶1.25進(jìn)行放坡開挖，并在邊坡中部4m處設(shè)置寬4m左右的臺(tái)階以保證邊坡穩(wěn)定及小型車輛運(yùn)輸材料之用見圖1，機(jī)械挖土人工配合修平。為保護(hù)基底，機(jī)械挖土至基底上20cm時(shí)停止，留20cm厚人工修平，以保證不擾動(dòng)基槽底土基開挖過程中測(cè)量人員嚴(yán)格控制高程。邊坡開挖要控制好坡度，邊開挖邊派工人跟隨修坡。(4)深基坑支護(hù)與隔水。由于基坑深度較深，且位于地下水位標(biāo)高以下，土質(zhì)又為原一期的棄土，穩(wěn)定性較差，基礎(chǔ)底部位于砂層，且基坑暴露的時(shí)間較長(zhǎng)，深基坑開挖后，至臺(tái)背回填前要經(jīng)過春、夏等多雨及臺(tái)風(fēng)等強(qiáng)降水季節(jié)基坑一旦開挖，如不及時(shí)做好邊坡防護(hù)，很容易引起塌方，難以保證施工安全?；右膊灰瞬捎么笠?guī)模排水，防止造成附近地基沉降過大，危害管線及滑行道安全。因此我部根據(jù)專家論證會(huì)中專家提出的意見，結(jié)合實(shí)際情況擬采用復(fù)合支護(hù)，保證基坑穩(wěn)定。

3 旋噴樁施工工藝

(1)材料選擇與準(zhǔn)備。旋噴注漿是靠高壓液流的沖擊力破壞土層并與土體混合成新的固體，根據(jù)噴射工藝要求，漿液應(yīng)具備以下特性:注漿液具有良好的可噴性;有足夠的穩(wěn)定性;漿液中氣體應(yīng)少;能調(diào)解漿液的膠凝時(shí)間;優(yōu)良好的力學(xué)性能;無毒、無臭;結(jié)實(shí)率高。水灰比一般采用1∶1～1.5∶1的水泥漿液。在噴漿之前按施工要求準(zhǔn)備好足夠的合格的水泥漿液，(2)旋噴參數(shù)的確定。1)壓力參數(shù)的確定:一般情況下采用加大泵壓力來增加其流量及流速，進(jìn)而增大噴射力。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，本工程壓力選擇為:0～3m時(shí)，采用25MPa，3m以下時(shí)采用23MPa。2)旋轉(zhuǎn)提升參數(shù)的確定:旋轉(zhuǎn)、提升的速度與噴流半徑有關(guān)，而有效半徑與噴嘴的幾何尺寸和噴射角度有相互聯(lián)系，并直接影響噴流的特性。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，旋噴提升速度宜控制在25～28cm/min范圍內(nèi)，旋轉(zhuǎn)速度宜控制在20～28r/min范圍內(nèi)。其中在頂部1m應(yīng)選用較慢的轉(zhuǎn)速和提升速度。一般為20～23cm/min速度提升，20r/min旋轉(zhuǎn)。

3)噴嘴直徑:噴嘴安裝在鉆頭側(cè)面，是旋噴注漿的關(guān)鍵部分，噴粉直徑大小對(duì)噴射流速度影響很大。一般單管注漿中噴嘴直徑選用2.0～3.2mm。(3)旋噴注漿參數(shù)確定。

1)噴射直徑的估計(jì):旋噴后的固結(jié)體尺寸由以下因素決定:土的類別及密實(shí)程度，高壓旋噴注漿方法，噴射技術(shù)。根據(jù)我國(guó)使用的水泥漿液，壓力為20MPa左右、噴嘴孔徑2.0

2)布孔形式:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本工程采用垂直布孔。

4 旋噴注漿施工工藝的技術(shù)要求

(1)施工工藝。高壓噴射注漿的施工流程如圖2所示:①鉆機(jī)就位:鉆機(jī)安放在設(shè)計(jì)的孔位上并應(yīng)保持垂直，施工時(shí)旋噴管的允許偏斜不得大于1.5%。②鉆孔:單管旋噴常使用76型旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī)，鉆進(jìn)厚度達(dá)30m以上，適用于標(biāo)準(zhǔn)貫入度小于40的砂土和粘性土層。當(dāng)遇到比較堅(jiān)硬的地層時(shí)宜用地址鉆機(jī)鉆孔。鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。③插管:插管是將噴管插入地層預(yù)定深度。使用76型振動(dòng)鉆機(jī)鉆孔時(shí)，插孔與鉆孔兩道工序合二為一，即鉆孔完成時(shí)插管作業(yè)同時(shí)完成。如使用地址鉆機(jī)鉆孔完畢，必須拔出巖芯管，并換上旋噴管插入到預(yù)定深度。在插管過程中。為了防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水邊插管，水壓力不超過1MPa。若壓力過高易將空壁射塌。④噴射作業(yè):當(dāng)噴管插入預(yù)定深度后。由下而上進(jìn)行噴射作業(yè)，值班人員必須時(shí)刻注意檢查漿液初凝時(shí)間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求，并隨時(shí)做好記錄，繪制作業(yè)過程曲線。(2)主要技術(shù)要求。1)鉆機(jī)或旋噴機(jī)就位時(shí)機(jī)座要平穩(wěn)，立軸或轉(zhuǎn)盤與孔位對(duì)正，傾角與設(shè)計(jì)誤差一般不得大于0.5。2)噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，設(shè)備的壓力和排量必須滿足設(shè)計(jì)要求。管路系統(tǒng)的密封圈必須良好。各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物。3)噴射注漿時(shí)要注意準(zhǔn)備，開動(dòng)注漿泵，待估算水泥漿的前鋒已經(jīng)流出噴頭后，才開始提升注漿管。自下而上噴射注漿。4)噴射注漿時(shí)，開機(jī)順序也要遵守第3條的規(guī)定。同時(shí)開始噴射注漿孔的孔段要與前段搭接0.1m防止固結(jié)體脫節(jié)。5)噴射注漿作業(yè)后，由于漿液析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固體體頂部出現(xiàn)凹穴，所以應(yīng)及時(shí)用水灰比為0.6～1的水泥漿進(jìn)行補(bǔ)灌，并要預(yù)防其他鉆孔排除的泥土或雜物進(jìn)入。6)為了加大固結(jié)體尺寸，或深層硬土為避免固結(jié)體尺寸減小，可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施，也可采用復(fù)噴工藝。7)冒漿的處理，在旋噴處理中，往往有一定數(shù)量的土粒，隨著一部分漿液沿著注漿管壁冒出地面。通過對(duì)冒漿的觀察，可以及時(shí)了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴參數(shù)的合理性等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，冒漿(內(nèi)有土粒、水及漿液)量小于注漿量的20%為正常。超過20%或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。若是地層中有較大空隙引起的不冒漿，則可以在漿液中摻入適量的速凝劑，縮短固結(jié)時(shí)間，使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固。另外，還可以在空隙地段增加注漿量，填充空隙后再繼續(xù)正常旋噴施工。冒漿量無窮大的主要原因，一般是有效噴射范圍與注漿不相適應(yīng)，注漿量大大超過旋噴固結(jié)所需的漿量所致。減小冒漿的措施有三種:提高噴射壓力;適當(dāng)縮小噴嘴直徑;控制固結(jié)體形狀。在正常情況下的冒漿可沿公路橫向方向，在相鄰兩個(gè)孔之間開挖排漿溝，形成樁與樁之間的系梁，以便提高復(fù)合地基總體承載力。

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