船塢工程高壓擺噴注漿止水帷幕施工技術

韓寶祥

(江蘇省水利建設工程有限公司 揚州 225002)

高壓噴射注漿技術是廣泛應用在建筑工程、水利工程、港口與航道工程、礦山工程、環境工程等領域的一種地基處理方法，它主要是在化學注漿法的基礎上采用高壓水射流切割技術發展起來的。

高壓噴射注漿法主要有旋噴、頂噴、擺噴三種形式，其中擺噴通常用于基坑防滲、改善地基水流性質等工程中。本文結合工程實際來介紹擺噴注漿止水帷幕的施工技術。

1 工程概況

泰州口岸船舶有限公司永安廠區位于長江邊，施工場地屬于長江漫灘及長江河道地貌單元，原多為魚塘，高程在0.0m，后經吹砂回填至▽5.8～▽6.0左右。為了保證船塢基坑開挖安全、順利及船塢永久結構可靠使用，結合場地地質、地層條件，設計在塢口、塢室基坑外側采用鉆孔灌注排樁圍護，灌注排樁之間采用高壓擺噴樁連接，最終形成由鉆孔灌注樁與高壓擺噴樁共同組成的集擋土、止水于一體的船塢基坑圍護結構。

2 資源配置

2.1 機具設備配置

進場機械設備性能良好，易損零配件儲備充足，高壓擺噴注漿施工需要設備主要有:SGZ—ZA150地質鉆機、GP50高噴臺車、SP40/60高壓泥漿泵、HB80/10灌漿泵、V—6/8空壓機和G—100攪拌機以及泥漿比重計、水準儀等測量檢測儀器。

2.2 施工人員

配備具有豐富施工經驗的技術員、質檢員等相關技術管理人員進行現場管理，并給機組配置有豐富類似工程施工經驗的操作人員進行施工。

2.3 施工材料

根據施工計劃及現場施工情況編制水泥供應計劃，組織水泥材料的供應，對到場的材料加強管理，及時驗收并加以標識，不同狀態產品分開存放，做好記錄;對貯存的水泥實行先進先出、后進后出的發放原則，庫房達到通風、防曬、防潮、清潔。

2.4 施工準備

a.組織施工所配備的施工人員、施工機械、材料、儀器進場，建立臨時設施，落實施工材料，認真領會設計意圖，在正式施工前進行高噴工藝試驗。并經檢測得到合理參數后進行全面施工。

b.對工程現場施工環境進行調查，重點調查地下、架空管線、附著物等。

c.在開工前組織施工人員進行技術、安全交底及崗前培訓及考核，使施工人員掌握施工技術，熟悉環境，盡快融入工程施工中。

3 施工工藝、流程

3.1 施工順序

施工分序進行，先施工Ⅰ序高壓擺噴樁;待Ⅰ序擺噴樁體達到一定強度后，再進行Ⅱ序樁施工;待Ⅱ序樁達到一定強度后，再進行Ⅲ序樁施工。

3.2 施工工藝及流程

3.2.1 施工工藝

本次高噴施工采用三重管法工藝，即利用鉆機引孔至設計深度后，將噴具下至設計深度，在利用水泥基質高壓漿液(水)及其外側同時環繞的壓縮空氣在噴射范圍內切割土體時，其下口同時進行壓力噴漿，使得被沖碎的土體與水泥漿進行充分地摻和攪拌后形成水泥土凝結體，從而改變原地層的結構和組成，提高地層防滲及承載力。利用調速電機控制噴射嘴擺動角度與速度及提升速度，形成水泥土固結體高壓擺噴樁，樁體與鉆孔灌注樁連接在一起形成止水帷幕。

3.2.2 工藝流程

高壓擺噴注漿施工工藝流程見圖1:

圖1 高壓擺噴注漿施工工藝流程

3.3 工藝試驗

正式施工前，在塢尾19軸附近選取具有典型土層的區域，采用三重管法施工工藝進行工藝試驗，以確定施工控制參數。現場選擇3根高壓擺噴試驗樁施工，并在其附近再施工9根高壓旋噴樁，使之形成“井”字形完整止水體系，圍井凈面積為3.25m3，樁深28m(見圖2)。試驗完成待樁體達到設計強度后，開挖檢查噴射角度、有效噴射距離、樁體連接情況和抗滲能力，并通過鉆芯取樣來檢查樁體半徑并進行28天無側限抗壓強度檢驗。

圖2 止水帷幕圍井樁位布置示意圖

圍井施工的技術要點主要有:

a.施工成的圍井大小便于開挖檢查和進行井內抽、注水試驗。

b.高壓旋噴樁樁徑1000mm，間距為760mm，樁間搭接240mm。

c.高壓旋噴樁參數與擺噴樁參數一致，使得圍井四邊高噴體為同一標準，有效地檢查到原位擺噴樁的防滲效果。

d.定位準確，確保各樁的連接質量，使之與底部的相對隔水層形成小的完整止水體系。

根據試驗高壓擺噴樁的噴射范圍及樁體抗壓、抗滲性確定了相應技術參數。

3.4 高壓擺噴樁施工技術要點

a.鉆孔灌注排樁后的高壓擺噴應在灌注樁施工完成并達到70%設計強度后施工。

b.施工技術參數如下:

?水泥漿液或高壓水射流的壓力不小于35MPa;

?噴射時提管速度不大于10cm/min，旋轉速度不小于10r/min;

?高壓噴射灌漿水泥應采用42.5級的普通硅酸鹽水泥，水灰比1∶1(漿液比重1.5左右)。

c.高壓擺噴樁樁身垂直度不超過1/150，所有樁孔應采用專門的測斜儀進行檢測。

d.擺噴樁擺噴角度不小于120°;每排孔應按三序孔跳孔施工并保證樁的連續搭接。

e.高壓噴射灌漿樁體28天齡期無側限抗壓強度應不小于1.5～2.0MPa，帷幕的滲透系數小于10-6cm/s。

f.施工過程中如發生基坑滲漏水現象，應及時查明原因并進行補樁。

4 高壓擺噴注漿施工技術與質量控制

4.1 鉆孔質量控制

為保證鉆孔孔位、孔深及鉆孔垂直度滿足設計要求，施工中要按以下技術要求進行控制:

a.根據施工控制點測量擺噴樁施工軸線、起始點樁位及樁位高程。根據設計擺噴樁底高程和實測樁位點頂面高程確定高噴樁深度，制成高噴樁深度施工控制表。

b.鉆機架設平穩，保證鉆機在鉆進過程中不移位，控制鉆孔垂直度不超過1/150。鉆進中用鋼尺測量校核鉆具長度，控制終孔深度達到設計深度。

c.認真作好鉆孔施工記錄，要求正確反映地層情況，為高壓擺噴注漿提供可靠的依據。

d.每鉆完一孔，經驗收合格后用濃泥漿將孔內充滿，防止塌孔，并蓋住孔口，防止孔內掉入異物。

e.施工中細心觀察，一旦有異常情況須采取必要措施，防止松散段孔口坍塌，影響施工質量及施工安全。

4.2 高壓噴射的質量控制

a.所用水泥為檢現場復驗合格的42.5級普通硅酸鹽水泥，漿液拌和用水符合規范的規定。施工時水泥、水的計量準確。

b.按經試驗確定的施工水灰比，利用機械攪拌水泥漿液，水泥采用進料機均勻進料，漿液使用前需過篩，并存放在儲漿桶內。

c.定期用比重稱檢測水泥漿液密度，確保漿液質量。漿液存放時間:當環境氣溫10℃以上時，不超過3h;當漿液存放時間超過有效時間時，按廢漿處理。

d.高壓噴射施工是多臺機械設備聯合作業，每臺設備的運行參數都必須在設計要求范圍之內。各設備操作人員之間要統一口令，相互溝通。

e.高噴臺車就位后，地面試噴，調整高壓泥漿泵注漿壓力、氣泵壓力、擺噴角度、擺動速度、提升速度達到要求后，停機。

f.噴射管下到設計深度后，通漿、氣。調整高壓泥漿泵注漿壓力、氣壓達到要求后，按設計確定的施工技術參數開始高噴作業。控制施工注漿壓力偏差不小于試驗確定的壓力1MPa，擺噴時擺動角度偏差不小于試驗確定的角度1°。

g.噴管提升至設計墻頂高程后，停止高噴作業，并對孔內及時回灌。

h.擺噴過程中因故中斷或加接噴射管后恢復施工時，重復定噴灌漿搭接長度不小于0.3m。

i.施工中經常檢查泥漿泵的壓力、漿液流量、提升速度和耗漿量。當冒漿量超過注漿量20%或完全不冒漿時，應按規定及時處理。

j.停機超過3h時，應對泵體輸漿管路進行清洗后方可繼續施工。每噴完一孔應將水泥漿管路沖洗干凈，防止漿液凝結，堵塞噴嘴。

k.噴射作業完成后，應連續將冒漿回灌至孔內，直到漿液面穩定為止。

l.施工過程中認真作好施工記錄。

5 施工效果檢驗

在塢墻后方的擺噴樁隨機選擇幾處進行局部開挖檢查，高壓擺噴樁身完整，與鉆孔灌注排樁之間連接成整體。

同時委托具有相應資質的檢測單位，通過鉆孔及取芯，28天無側限抗壓強度與抗滲能力均滿足要求。

6 結語

高壓擺噴止水帷幕為地下隱蔽工程，應加強施工人員的質量意識，對施工過程應嚴格控制，尤其對施工參數應嚴格控制，這樣才能保證施工質量。

高壓擺噴止水帷幕在基坑維護中，尤其是在砂質、粉砂質土地基的鉆孔灌注排樁圍護結構中作為防滲體系是一個比較經濟、施工速度較快且有效的方案，同時也具有可控性，施工質量容易得到保證。■

1 JGJ 79—2002建筑地基處理技術規范［S］.

2 徐至鈞，全科政.高壓噴射注漿法處理地基［M］.北京:機械工業出版社，2004.

3 李相然，賀可強.高壓噴射注漿技術與應用［M］.北京:中國建材工業出版社，2007.