尾礦渣填區(qū)袖閥管及高壓旋噴樁加固成孔技術(shù)

陳智強 孫曉陽

(1.中國建筑第三工程局總承包公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000； 2.中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 200135)

尾礦渣填區(qū)袖閥管及高壓旋噴樁加固成孔技術(shù)

陳智強1孫曉陽2

(1.中國建筑第三工程局總承包公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000； 2.中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 200135)

以某施工工程為例，依據(jù)袖閥管及高壓旋噴樁加固成孔施工技術(shù)原理，從施工準(zhǔn)備、袖閥管注漿加固、高壓旋噴樁加固、旋挖樁成孔及質(zhì)量檢測等方面介紹了其施工工藝及操作要點，并分析了施工中的注意事項，以供參考。

袖閥管，高壓旋噴樁，施工工藝

0 引言

目前，旋挖鉆機正成為在我國近期迅速發(fā)展起來的先進的樁基施工技術(shù)。但當(dāng)施工經(jīng)驗不足或一些場地的地質(zhì)條件復(fù)雜，特別是對于景區(qū)一些山體滑坡體或尾礦渣堆積體等有環(huán)境保護要求無法濕作業(yè)地方，塌孔控制技術(shù)難度大，容易出現(xiàn)一系列質(zhì)量問題，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，為此，在工程實踐的基礎(chǔ)上，經(jīng)過不斷的探索總結(jié)，形成了尾礦渣區(qū)袖閥管及高壓旋噴樁加固旋挖樁成孔施工技術(shù)。

1 工程概況

某工程位于風(fēng)景區(qū)，區(qū)域內(nèi)圍巖主要為強風(fēng)化凝灰?guī)r及中風(fēng)化(破碎)凝灰?guī)r、強風(fēng)化蝕變安山質(zhì)凝灰?guī)r，巖石結(jié)構(gòu)大部分被破壞，遇水極易軟化，屬軟巖或極軟巖，且具有較厚的雜填土、殘坡積土及尾礦渣堆。常規(guī)的灌注樁施工方法在雜填土層、尾礦渣層等復(fù)雜地質(zhì)的護壁及鉆進相當(dāng)困難，存在塌孔控制技術(shù)難度大、樁底沉渣厚度厚、鉆進速度慢、泥漿排放量大、環(huán)境污染等問題。

為確保灌注樁的順利施工，根據(jù)工程的特點進行技術(shù)攻關(guān)，先利用袖閥管注漿對加固區(qū)域內(nèi)松散填土進行處理，再采用旋噴樁加固尾礦渣回填土體，減小填區(qū)孔隙率，解決灌注樁在回填層、尾礦渣層等復(fù)雜地層的護壁及鉆進問題；最后采用干作業(yè)旋挖鉆孔，并根據(jù)地質(zhì)情況選用不同鉆頭，加快施工進度，降低泥漿排放，減少了對周圍環(huán)境的污染。

2 工藝原理及特點

1)利用袖閥管注漿工藝對地面的雜填土進行分段、定量和間歇注漿加固處理，改善地層條件，減小填區(qū)孔隙率，提高摩擦樁的承載力；

2)采用高壓旋噴樁對灌注樁施工區(qū)域進行土體加固，防止灌注樁施工中塌孔、控制樁底沉渣的厚度；

3)利用旋挖樁進行干作業(yè)成孔，同時根據(jù)地質(zhì)地層情況，選用短螺旋鉆頭、旋挖鉆斗或截齒筒式鉆頭改善和解決施工的進度和效益問題，達(dá)到提高工效，降低成本，縮短工期的目的。

3 施工工藝及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準(zhǔn)備

1)場地清理、平整。

施工前，場地應(yīng)完成三通一平，場地平整采用挖機平整，人工配合。平整后用挖機來回進行碾壓，旋挖鉆機作業(yè)場地平整尺寸為10 m×10 m，對地基不好處應(yīng)進行換填處理，以滿足鉆孔設(shè)備的穩(wěn)定性要求。

2)試樁試驗。

根據(jù)設(shè)計確定的施工噴漿量、水灰比、注漿壓力等參數(shù)在現(xiàn)場打設(shè)不少于3處袖閥管和旋噴樁的試樁，并根據(jù)實際情況，調(diào)整噴漿量、攪拌樁頭提升速度、攪拌軸回速度、壓力等施工工藝參數(shù)。

3.2.2 雜填土區(qū)袖閥管注漿加固

1)對地面的雜填土進行注漿加固處理，注漿加固范圍為結(jié)構(gòu)輪廊線以外5 m范圍。加固深度：從現(xiàn)狀地面加固到設(shè)計底標(biāo)高，若到底標(biāo)高仍處于雜填土層，再繼續(xù)向下加固到強風(fēng)化層1 m。因回填層孔隙較大，為防止跑漿，對輪廓周邊采用水玻璃封閉注漿。

2)為防止鉆孔的塌孔，采用膨潤土進行調(diào)試泥漿護壁。泥漿的循環(huán)通過皮管和鉆桿連接完成，護壁泥漿比重為1.05～1.12。

3)成孔后即通過鉆桿用套殼料置換孔內(nèi)泥漿，套殼料的配比為(重量比)水泥(P.O32.5)∶膨潤土：水=1∶1.5∶2；通過循環(huán)泥漿的管接到擠壓式注漿機上，在注漿壓力的作用下，通過鉆桿將孔內(nèi)泥漿置換成套殼料。

4)注漿管采用48 mm袖閥管，長度13 m～17 m(根據(jù)實際地形調(diào)整)，注漿孔間距2 m×2 m，三角形布置，注漿擴散半徑為1.5 m，填土孔隙率為25%；注漿結(jié)束后，采用止?jié){塞封閉注漿孔，防止冒漿。

3.2.3 灌注樁施工區(qū)高壓旋噴樁加固

1)灌注樁施工區(qū)域位于尾礦渣回填區(qū)，為防止灌注樁施工中塌孔及樁底沉渣厚度過厚，需在灌注樁施工前對相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的礦渣體采用低摻量旋噴樁土體加固，使固結(jié)體有較高的強度和耐久性；旋噴樁采用三重管法注漿工藝，有效樁徑一般為800 mm，相互搭接200 mm，水泥摻量15%、水灰比1.0、噴射注漿壓力25 MPa并根據(jù)現(xiàn)場試樁情況進行調(diào)整，如圖2所示。

2)工藝流程：測量放線→鉆機就位→鉆孔→下注漿管→噴射注漿作業(yè)→回灌漿液。

a.對場內(nèi)旋噴樁位進行放樣，右側(cè)需旋噴成4 m×15.5 m×27 m見方的長方體，左側(cè)需旋噴成3 m×14.5 m×26 m見方的長方體；

b.鉆機安置在設(shè)計的孔位上，鉆頭對準(zhǔn)孔位的中心；鉆機就位后，作水平校正，使其鉆桿垂直對準(zhǔn)鉆孔中心位置；

c.進行鉆孔，鉆孔深度至風(fēng)化巖層，并盡可能深入巖層，插管與鉆孔同時進行，插管至鉆孔深度。插管過程中為防止泥漿堵塞噴嘴，一邊噴水一邊插管，水壓一般不超過1 MPa。當(dāng)噴管插入預(yù)定深度后，由下而上進行噴射作業(yè)，如圖3，圖4所示。

3.2.4 旋挖樁成孔

根據(jù)場地地質(zhì)為強風(fēng)化凝灰?guī)r、中風(fēng)化(破碎)凝灰?guī)r、強風(fēng)化蝕變安山質(zhì)凝灰?guī)r的不同情況，采用旋挖鉆機、旋挖鉆斗、短螺旋鉆斗、硬質(zhì)合金截齒筒式鉆頭等加快施工進度、提高工效。

1)進行場地平整施工，清除地表雜物，挖除地表層軟土，夯壓密實，對位于陡坎處或坡度較大的地段的鉆孔樁，采用半挖半填法平整；

2)根據(jù)設(shè)計坐標(biāo)測量出各鉆孔樁的中心位置，設(shè)立明顯標(biāo)志；

3)護筒用8 mm的鋼板制作，直徑采用比設(shè)計樁徑大200 mm～300 mm，護筒的長度為3 m，高出地面0.3 m～0.5 m。同時用水平尺或垂球檢查，使鋼護筒豎直；

4)雜填土層及強風(fēng)化層采用旋挖鉆斗鉆進，進入中風(fēng)化凝灰?guī)r層時，先采用截齒筒式鉆頭或不取芯巖石筒鉆對孔內(nèi)巖芯圓周進行松動掏空，再采用旋挖鉆斗進行鉆進，如圖5，圖6所示；

5)終孔后應(yīng)立即進行第一次清孔，清渣采用雙底板撈砂鉆斗，鋼筋籠安裝前應(yīng)進行第二次清孔。

3.2.5 鋼筋籠加工與吊放

1)按設(shè)計尺寸做好加勁筋箍，標(biāo)出主筋位置，把主筋擺在平整的工作臺上，標(biāo)出加勁筋的位置，然后點焊。按設(shè)計位置布好箍筋并綁扎，如圖7所示。

2)鋼筋籠吊裝時配備專用托架，平板車運至現(xiàn)場，在孔口利用25 t汽車吊吊放。下放前檢查鋼筋籠垂直度，確保上、下節(jié)鋼筋籠對接時中心線保持一致，調(diào)節(jié)平面位置，使鋼筋籠中心線與樁位中心軸線的平面位置一致，偏差在50 mm范圍內(nèi)，主筋對位后焊接固定。

3.2.6 完工質(zhì)量檢測

灌注樁施工完畢后，進行成樁質(zhì)量檢測，工程設(shè)計等級為甲級的大直徑(≥800 mm)灌注樁全部采用低應(yīng)變法檢測，同時對大直徑灌注樁，增加采用聲波透射法檢測，檢測數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)10%，且不得少于10根。在樁內(nèi)埋設(shè)4根φ50的聲測管，用聲波透射法測量樁身的完整性。

4 施工注意事項

1)加強原材料的抽檢試驗，杜絕不合格材料進場；

2)漿液不能發(fā)生離析，水泥漿液嚴(yán)格按設(shè)計配合比制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌30 s再倒入存漿桶；

3)袖閥管注漿過程中，要隨時注意泵壓及流量的變化，如有異常，就查明原因，必要時采用間歇注漿，以達(dá)到注漿的目的；

4)旋噴樁壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管不能堵塞，全樁須注漿均勻，不得發(fā)生夾心層；

5)旋挖樁成孔后使用專用清孔鉆頭進行清孔，有條件時下鋼筋籠后進行二次清孔；

6)鉆機就位后進行水平和垂直校正，鉆機應(yīng)與樁位一致，偏差在10 mm以內(nèi)，保證樁垂直度正確；

7)撈渣并驗收后，及時安裝鋼筋籠灌注混凝土，盡量縮短施工時間，成孔后待灌時間不超過3 h，防止發(fā)生孔壁垮塌，渣土掉入孔底，使樁底不干凈；

8)鋼筋籠吊放過程中，應(yīng)對準(zhǔn)孔位，垂直緩放入孔，避免碰撞孔壁使泥土塌落樁底；成孔后，縮短下鋼筋籠導(dǎo)管的時間，避免孔底沉渣沉淀太多。

5 結(jié)語

在景區(qū)一些上覆松散填土層的山體滑坡體或尾礦渣堆積體等有環(huán)境保護要求無法濕作業(yè)地方，塌孔控制技術(shù)難度大等條件下袖閥管及高壓旋噴樁加固旋挖樁成孔施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅解決了灌注樁在回填層、尾礦渣層等復(fù)雜地層的護壁及鉆進問題；而且高壓旋噴樁、袖閥管注漿對不同的回填區(qū)采用不同的加固處理措施的應(yīng)用，經(jīng)濟適用、加固效果顯著；同時干作業(yè)旋挖鉆孔，不同鉆頭的選用，加快了施工進度，杜絕了對周圍環(huán)境的污染，在高效率、高質(zhì)量完成施工任務(wù)的同時，降低了施工成本，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，為今后此類地質(zhì)條件下灌注樁的施工提供了一定的借鑒與參考。

[1] 蔣志娥，付本奇.旋噴樁在巖溶地區(qū)樁基加固中的應(yīng)用[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(工科版)，2010,10(30)：207-209.

[2] 羅云滾.旋噴樁套打鉆孔灌注樁在深基坑工程中的應(yīng)用[J].北京電力高等專科學(xué)校校報，2012(6)：53.

[3] 羅戀峰.旋挖灌注樁在南昌西站工程中的應(yīng)用[J].建筑施工，2011,33(12)：1070-1071.

On consolidation and pore-forming techniqueof sleeve valve and high pressure jet grouting pile at tail slag filling area

CHEN Zhi-qiang1SUN Xiao-yang2

(1.ZhengzhouBranch,OverallContractCompany,ChinaConstructionThirdEngineeringBureau,Zhengzhou450000,China;2.OverallContractCompany,ChinaConstructionEighthEngineeringBureau,Shanghai200135,China)

Taking some construction project as the example, the paper introduces the construction craft and operation points from the construction preparation, sleeve valve pipe grouting consolidation, consolidation of high pressure jet grouting, pore-forming of jet grouting, and quality detection by referring to the construction technical principles for the sleeve valve and high pressure jet grouting, and analyzes the precautions in the construction, so as to provide some reference.

sleeve valve, high pressure jet grouting pile, construction craft

2014-07-17

陳智強(1983- )，男，助理工程師； 孫曉陽(1982- )，男，工程師

1009-6825(2014)27-0096-03

TU427.36

A