關于高壓旋噴樁基坑支護技術研究

摘 要：我國的住宅區主要包含有住宅樓和地下車庫。目前的情況下，業主為了融資，提前對建筑工程的住宅樓進行施工和預售，而對于地下車庫工程進行后施工。這樣的建筑順序在進行后主體施工時，會存在懸置土層。若是懸置土層控制不當，則會導致出現高層結構地基的穩定性較差，會出現高層建筑的位移或傾斜現象。這便要求對于后施工的主體要進行坑基支護處理。柳州市文昌苑設有地下室建筑，而地下室和住宅樓的標高存在標高差，同時1#、2#、3#、5#、6#、9#樓都存在高層部分和多層部分，所以在建設時需要考慮建筑基礎懸置土層支護結構的設置，該文將以高壓旋噴樁基坑支護技術在此建筑中的運用進行討論。

關鍵詞：高壓旋噴樁 坑基 支護技術

中圖分類號：TU473.2文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（b）-0021-01

1 高壓旋噴注漿技術成樁技術的工作機理

高壓旋噴注漿成樁技術在破壞土層的機理理論，對此理論的描述學說有很多，比如沖擊作用，動壓力作用等。其中，相對來說比較被認可的是拉伸—水楔破巖和密核—劈拉破巖學說的研究。

1.1 拉伸—水楔破巖機理

此機理認為高壓旋噴注漿的沖擊力可以簡化為作用于巖石半空間彈性體平面上的集中力。當高壓旋噴的拉應力和剪應力超過了巖石的抗拉和抗剪力的極限時，巖石就會出現裂縫。在裂縫形成后就可以把漿液通過巖石的縫隙注入進去，然后在縫隙的尖端形成拉應力集中并逐漸擴大裂縫，最終破壞巖體。

1.2 密核—劈拉破巖機理

首先同拉伸—水楔破巖機理相同的是通過極限拉應力和剪應力的作用在巖體上形成裂縫。其次，在高壓旋噴注漿的沖擊力作用下，被剪切破壞的巖石細粉組成了球形的密實核。最后，在密實核的能量到達一定程度后，密實核開始膨脹至能量的釋放，隨密實核能量的釋放而導致周圍巖石產生切向的拉應力，當此拉應力超出巖石的承受強度時，就會使巖石出現徑向裂縫，并逐步擴大至巖石被破壞。

1.3 高壓旋噴技術注漿成樁機理

高壓旋噴注漿成樁技術是先通過鉆機鉆孔把注漿管放置在土層中設定的位置，然后在高壓脈沖泵的作用下把水泥漿液向四周高速噴入土體，再以一定的速度由下向上提升，在此過程中土體和水泥漿充分混合凝固，橫斷面上的土粒在旋噴動壓力、重力和離心力的作用下按質量大小進行規律的排列，在一段時間的膠化硬結后形成一個較為均勻且具有一定強度的圓柱體。現利用這樣的注漿成樁原理，把眾多的圓柱體通過交錯相切連為一體，即形成一道墻體，也成為防滲墻，在建筑工程中把地下水阻與工程之外。

1.4 高壓旋噴樁的豎向承載力

高壓旋噴樁單樁的豎向承載力可通過現場單樁的荷載試驗進行確定，它的較小值的計算公式如下。

備注：代表注漿樁的強度折減系數；

單樁試塊無限抗壓強度平均值， kPa；

n注漿樁長度范圍內所劃分的土層數；

注漿樁周圍第i層土的厚度；

指第i層土的側阻力特征值，kPa；

注漿樁樁端天然地基土的承載力特征值，kPa。

2 工程概況

柳州市文昌苑建筑工程，此工程包含1#、2#、3#、5#、6#、9#樓以及相應樓下的地下室工程，總建筑面積約為168029.26 m2地下室建筑采用框架剪力墻結構。其基礎結構采用機械沖孔灌注樁，樁的直徑為800～1600。

根據地質勘查報告，該地區的地質特征主要是灰巖，質地堅硬，隱晶結構，塊狀構成。該區域的地下水主要是上層滯水和大氣降水。

3 高壓旋噴樁的支護技術

此建筑設計采用的是框架剪力墻，具有靈活的空間分割。在這樣的情況下利用高壓旋噴技術進行噴漿支護以增加建筑基底的穩固性。

3.1 框架剪力墻和與外圍高壓旋噴樁的結合

在框架剪力墻外圍基巖上部進行高壓旋噴施工，以在此基巖上形成具有防滲作用的高噴圍護筒式墻，起到隔絕地下水的作用以保證挖孔樁工作的正常進行。

3.2 框架剪力墻與樁基高壓旋噴樁的結合

對于樁基下的溶洞采用旋噴注漿的方法來處理。在高壓泵沖擊力的作用下把水和水泥漿從泥漿管中噴射出來，對那些溶巖縫隙中的后期填充物和弱膠結物進行沖擊使其中的部分顆粒溢出地面，其余部分則結合漿液進行充分的攪拌，使之進行規律的排列之后與堅硬巖石骨架進行緊密的膠結，最終得到密實的復合地基。

此外，若是經旋噴樁處理后的樁基仍與設計要求存在差距時，可以在樁基的孔樁基基礎上設置等角分布的三個鉆孔，使其穿透溶洞形成完整的基巖，進行注漿，放置鋼軌或無縫鋼管等構件，使框架剪力墻、完整基巖和高壓旋噴樁連為一體，這樣可以有效的將主體載荷傳遞至基巖，使地基的強度增加。其中鋼質構件放置的規格數量可以用下列計算式先計算出其截面積，再由截面積來確定其規格和數量。

備注：Ag：表示鋼質構件的截面積；

A：為旋噴樁體的截面積；

Ra：表示單個旋噴樁的極限抗壓強度；

K：代表安全系數；

Rg：代表的是鋼質構件的設計強度；

F：為工程的設計載荷。

3.3 高壓旋噴樁基坑支護施工過程

（1）先進行外圍旋噴樁工程。①鉆機就位。把鉆機設備安裝在設計的位置上，要把鉆桿頭和孔的中心位置相對，在實際安裝過程中鉆孔的位置與設計方案的位置偏差要≤50 mm，其校準的標準為鉆孔要保持一定的垂直度允許的傾斜范圍≤1.5%。②鉆孔過程。此工程的旋噴樁我們采用的是三重管鉆機的方法，因為在此過程中噴管是和鉆機是同時進入鉆孔內的，同時，在鉆孔時還要進行射水處理，防止噴嘴被泥沙堵塞。③旋噴作業。當鉆孔達到設計深度后，接通高壓水管、空壓管，啟動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和鉆機進行旋轉，通過儀表來控制壓力、流量和風量，使它們分別達到預定值后開始上升，之后繼續旋噴，直到上升至預定的值。最后形成封閉圓筒狀防滲帷幕墻。

（2）穿透溶洞至基巖面，再進行等角分布的鉆孔，之后是放置鋼質構件，最后澆筑樁芯泥漿。

（3）在孔樁基巖的厚度不能滿足設計需求時，進行孔樁基旋噴樁施工，從中心樁的施工入手，然后再對孔進行復噴，以增加孔樁基的直徑。

（4）對施工旋噴樁進行抽芯檢測。等到各工序的施工樁達到養護時間后對各樁體進行抽芯檢測。

4 結語

高壓旋噴樁復合支護方法能夠在此項工程中增加工程支護的強度，同時起到防水作用。在現代高層建筑中基層部分承載著較大的載荷強度，對此建筑工程的支護工序是必要的。目前的各種支護技術中，高壓旋噴樁支護技術相對比較適用。隨著現代施工技術的不斷進步，高壓旋噴支護技術將會得到更好的發展和使用。

參考文獻

[1]李明義，王若，燕永文.高壓旋噴注漿樁在基坑支護工程中的應用[J].資治文摘，2009（3）.

[2]祝勝標，蒲夢江，王建江，等.高壓旋噴注漿加勁水泥土樁技術在深基坑液化土地基工程中的應用[J].建筑施工，2010（7）.

[3]陳春生.鐵路梁橋改擴建框架橋設計方案淺析[J].鐵道標準設計，2010（3）.