高壓旋噴樁在深水低樁承臺施工中的應用

趙辰會

【摘要】介紹朝陽路淮河公路大橋水中主墩在硬性粘土和砂層、亞砂土層中，利用單壁鋼圍堰結合高壓旋噴樁成功地完成了深水低樁承臺施工，使高壓旋噴樁應用范圍得到了進一步發展，也創造了深水低樁承臺施工新工法，是項值得推廣和應用的新技術。

【關鍵詞】 旋噴樁；低樁承臺；應用

【Abstract】Introduction Caoyang road highway in Huaihe bridge water in lord the make use of in the rigidity glue soil and sand layer， second sandy soil layer list the wall steel round an embankment to combine high pressure Xuan to spray a stake successfully completion deep the water low stake accept a set construction and make the high pressure Xuan spray an application to get further development， also creation deep the water low stake accept a set construction new work method， is item worthy of expansion and application of new technique.

【Key words】Spray stake；Low stake terrace；Application

1. 前言

深水低樁承臺施工常規方法一般采用單、雙壁鋼圍堰下沉到標高后進行砼封底施工，而針對朝陽路淮河公路大橋主墩河床表層地質為硬性粘土，而承臺底座落在砂層和亞砂土透水層中，若使圍堰下沉到設計標高就顯得復雜且困難。結合岸上堤防用高壓旋噴樁不僅止水、而且可支護的原理，大膽應用到深水中，使圍堰與高壓旋噴樁有機地結合，不僅解決了圍堰下沉穿過較厚堅硬性粘土層的難度，同時也克服了承臺開挖到砂層、亞砂土層中止水、支護的難題。本文著重介紹高壓旋噴樁垂直帷幕止水、支護在深水低樁承臺施工中的應用。

2. 工程概況

朝陽路淮河公路大橋是跨越淮河的一座公路特大橋，全長1730m，雙線四車道，主跨采用140m預應力鋼筋砼連續剛構，主墩位于淮河之中，基礎采用142.0m鉆孔嵌巖柱樁，低樁承臺，施工水深4～6m。

2.1 工程地質。該墩地質從河床面由上而下依次為：

①堅硬性粘土層：承載力260KPa，層厚2～4m，極限摩阻力60KPa。

②亞砂土、砂層：圍堰2/3周長處為砂層，其承載力80KPa。層厚2.2m。其余為亞砂土層，呈軟塑狀態，平均厚1.5m，標貫13擊，承載力180KPa。

③硬塑亞粘土層：平均厚5.75m，標貫13擊，承載力220KPa。

④以下為亞砂土層和巖層。

2.2 地下水。主墩處在淮河水中，所揭露的粘性土均為不透水土層，只有砂層、亞砂土層為透水層，該透水層與淮河水構成互補關系。

3. 施工方案

3.1 圍堰選用。 圍堰采用底節雙壁鋼圍堰，其余為單壁鋼圍堰，直徑外=26.6m，內徑為25m，高16m，自重237t。考慮圍堰自重輕，采用內取土加壓重法克服外側巨大的摩阻力下沉圍堰比較困難。根據地質圍堰施工采取下沉1.5m～2.0m，然后采用高壓旋噴樁垂直帷幕支護、止水，進行承臺施工。

3.2 高壓旋噴樁設計

3.2.1 樁的布設。根據設計，沿圍堰外側亞砂土層區域布設兩排樁，砂層區域布設三排樁，樁距圍堰邊0.1m，樁間距為501mm，樁長9.0m，樁徑0.7m，樁尖進入硬塑亞粘土中大于1m。經過計算，其受力均符合要求。

3.2.2 高壓旋噴樁施工機理。鉆機采用XPZ-50型單管高壓旋噴樁，BWT100/30高壓注漿泵機，當鉆機鉆到設計標高后，用高壓旋噴機把安有水平噴嘴的注漿管下到孔底，利用高壓設備使噴嘴以20MPa的

壓力把漿液噴射出去，沖擊切割土體，并與土體攪拌混合，隨著注漿管的旋轉和提升而形成圓柱體樁體，漿與土體經過一系列的物理化學反應，固結成樁，從而達到支護、止水的作用。

3.2.3 設計要求。高壓旋噴樁帷幕部位砂層、亞砂層土滲透系數K≤1×10-7cm/s，樁體抗壓強度取3MPa。

4. 施工工藝流程

4.1 工藝流程。鉆機就位→引孔（擴孔）到設計標高→封堵垂向噴嘴→攪漿→由下向上旋噴作業到設計頂→沖洗→移位。

4.2 施工順序。先打試樁2～3根，了解施工工藝及旋噴效果，最后確定施工參數。再進行旋噴樁的施工，施工時應先施工內排樁，后施工外排樁，為確保樁與樁間能很好地咬合，宜采用打一跳一法，且間隔時間應大于36小時。

4.3 施工參數選擇。（1）泵壓：20MPa。（2）噴嘴直徑及數量：2.3mm×1～2.4mm×1。（3）流量：37～40L/min。（4）鉆桿升速：粘性土30cm/min；砂性土15cm/min。（5）鉆桿轉速：粘性土30r/min；砂性土15r/min。（6）水灰比：1.1～1.2。（7）水泥：普32.5，每米水泥用量125Kg/m。（8）附加劑：氯化鈉1.5%，三乙醇胺0.03%或水玻璃1.5%，水玻璃模數2.4～3.4，濃度30～40波美度。注意：三乙醇胺與水玻璃不能共同使用，否則會發生化學反應。

5. 小結

2007年8月～9月在朝陽路淮河公路大橋主墩上首次使用并取得了良好的效果，通過承臺開挖來看，支護、止水均達到設計要求，承臺開挖由一般的水中取土變為人工挖土，不僅大大節約了時間（5000m3土僅用了15天），而且解決了圍堰在堅硬性粘土層下沉的難點，在以后同類型結構施工中，圍堰設計尚可優化，以便創造更好的經濟效益，是一項值得推廣的新技術。但美中不足之處，在于旋噴樁施工中，樁的垂直度精度必須控制在1‰以內，引孔孔位誤差小于5cm，才能保證樁間的咬合，否則會引起滲水，給施工控制帶來難度。

[文章編號]1619-2737（2015）09-04-011