鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁止水體系在深基坑施工中的應用

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

1 工程概況

福州地鐵1號線三叉街站位于六一南路、則徐大道與上三路、三高路交叉路口，呈南北走向。車站兩側建筑林立。車站施工期間南北向（六一南路、則徐大道）為雙向4 車道（部分5 車道在基坑蓋板上通過），車道緊貼圍護樁，施工場地內臨車道側僅有一塊寬2 m的懸挑蓋板供施工人員行走。由于則徐大道是福州市區的交通主干道，往來車輛眾多，車輛行駛帶來的振動荷載對基坑圍護體系穩定會造成不利影響。

三叉街站為地下2 層島式車站，與地鐵5號線三叉街站T形換乘，站內設置存車線，地下1層為站廳層，地下2層為站臺層。主體結構尺寸：長約483.5 m，標準段寬23.2～35.5 m，覆土厚3.05～4.75 m。主體結構圍護形式采用鉆孔灌注樁加樁間三重管高壓旋噴樁止水（圖1），標準段基坑開挖深約16.65 m，北端頭井開挖深約18 m，南端頭井開挖深約17.72 m，換乘段開挖深約25.1 m。本工程圍護樁（除換乘段處）：鉆孔灌注樁φ900 mm，間距100 mm，樁長26.2～29.8 m，樁間高壓旋噴樁φ＞800 mm，北端頭井樁長與鉆孔灌注樁同長，標準段樁長比鉆孔灌注樁縮短1 m，南端頭井樁長比鉆孔灌注樁縮短2 m，見圖2。

2 高壓旋噴樁施工

2.1 施工機械設備安排

圖1 圍護樁配筋

圖2 三叉街站端頭井剖面

施工采用XP-30A型旋噴樁機2 臺。按照總進度計劃，合理安排各個施工環節的搭接，最大程度上縮短無功狀態下的時間損失。

2.2 施工流程

鉆機就位→調整鉆架角度→貫入注漿管→試噴→旋噴注漿拔管→噴射拔管結束→機械清理→機械移位

2.3 施工工藝要求

2.3.1 樁位放樣

嚴格按照施工圖及施工現場實際位置定出樁的位置；樁位位于圍護鉆孔灌注排樁中間，樁中心布置在相鄰2 根圍護樁中心連線外圍200 m處。根據現場實際情況，必須首先找出相鄰2 根圍護樁中心連線，然后根據中心連線確定高壓旋噴樁樁位[1-3]。

2.3.2 樁機就位

鉆機安放保持水平，使其鉆桿軸線垂直對準鉆孔中心位置。鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于0.5%。鉆機與高壓注漿泵的距離不宜過遠[4]。鉆機鉆桿采用鉆桿導向架進行定位。在鋪設道軌枕木處要墊平整實，使道軌枕木在同一水平線上，在開孔前用水平尺對機架進行校對，以確保樁體垂直度達到設計要求。

2.3.3 貫入注漿管

注漿管隨旋噴樁機鉆頭一起鉆至預定的深度。在此過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，需要邊噴水、邊插管。

2.3.4 制備水泥漿液

制備旋噴樁水泥漿液時選用P.O 42.5水泥，水泥摻量根據加固土的性質及單樁無側限抗壓強度確定，通過試驗確定水泥摻量。水泥漿液水灰比為1.0，在旋噴樁貫入注漿管的同時，后臺拌制水泥漿，待壓漿前將漿液倒入集料斗中，嚴格按設計要求配制漿液。

2.3.5 噴射注漿

水泥漿液在噴注前1 h內攪拌，當噴嘴達到設計高程，噴注開始時先送高壓水清管，再送漿液和壓縮空氣。在底部旋噴1 min，當達到噴射壓力、水泥漿壓力、噴漿量后再邊旋轉邊提升，提升速度不大于15 cm/min，旋噴速度為10～15 r/min。為防止漿管扭斷，鉆桿的旋轉和提升必須連續不斷；當注漿管不能一次提升完成而需分次拆卸時，拆卸動作要快，卸管后繼續噴射的搭接長度不得小于10 cm，并且攪拌時間超過4 h的水泥漿液不得使用[5]。

對需要擴大加固范圍或提高強度的部分采取復噴的措施，并使實際樁頂標高高于設計標高0.3～0.5 m。旋噴施工中作好施工記錄。

2.3.6 拔管與沖洗

旋噴施工完畢，迅速拔出注漿管，并用清水把注漿管等機具設備沖洗干凈，管內、機內不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把注漿泵、注漿管和軟管內的漿液全部排出。

2.3.7 樁機移位

待旋噴樁機注漿管全部提出地面后，先關閉電機，然后將樁機移至新的樁位。

2.4 質量檢測

水泥按照相關規范取樣送檢，儲存時間超過3 個月的重新取樣試驗，并按其檢驗結果使用，使用前報監理工程師批準。在旋噴樁達到齡期后，按規范要求進行現場鉆孔取芯檢測，取樣完成后，按要求對取樣孔進行回填，回填材料采用黃砂摻水泥。

2.5 高壓旋噴樁質量控制措施

1）高壓旋噴樁主要材料為水泥，加強對材料的質量控制是保證工程質量的關鍵。水泥應采用優質的名牌水泥，符合國家行業標準。水泥必須具備出廠質量證明書，進貨時應對其品種、標號、包裝、出廠日期等進行驗收，并按有關規定儲存。使用前應按照規范要求進行檢驗，確保水泥強度達到設計強度。

2）水泥漿配置應遵循隨用隨配的原則，施工前應確定灰漿泵輸漿量、灰漿經輸漿達到鉆頭時間，同時，對水灰比、水泥摻入量等嚴格控制。

3）控制好鉆桿前進和拔出的速度是旋噴樁施工的關鍵所在，尤其是拔出速度。當鉆至設計深度后，開始噴漿，當旋噴壓力達到設計值后，在原位旋轉噴漿不少于1 min，然后提升鉆桿。

4）噴射漿液密度、回漿密度和回漿量每20～30 min測量記錄1 次；遇故障停噴時，樁機噴頭下沉至停漿面下0.5 m，待恢復供漿后再噴漿提升，以保證加固范圍內每一深度均得到充分攪拌。

3 施工效果及施工體會

3.1 施工效果

目前4 塊結構塊已完全封頂，3 塊結構塊已開挖到底完成底板施工，從施工情況看，通過對圍護樁（鉆孔灌注樁及樁間高壓旋噴樁）的精心施工，圍護樁墻未出現大的滲漏現象，為土建結構施工創造了較好的條件。

3.2 施工體會

3.2.1 施工前定樁位

因鉆孔排樁在施工過程中可能出現樁位偏離現象，樁間高壓旋噴樁的定位必須根據實際鉆孔灌注樁的樁位來確定樁位，此點尤其重要。即在確定高壓旋噴樁樁位前要求施工人員必須挖出鉆孔灌注樁樁頭，先確定鉆孔灌注樁的中心位置，然后根據其連線中點垂直外放200 mm作為樁間高壓旋噴樁的中心位置。對于遇鉆孔灌注樁因坍孔造成樁徑擴大處應進行引孔噴漿。

對于鉆孔灌注樁的樁位偏離較大，如大于300 mm時，應以彌補在先的原則，在鉆孔灌注樁外側邊線連線位置三等分布設2 根高壓旋噴樁進行補救，以避免土方開挖過程中出現險情。

3.2.2 施工中控制

在施工中鉆桿提升噴漿過程控制是樁間高壓旋噴樁施工控制的關鍵工序。

在施工中鉆桿提升噴漿過程中，施工操作人員要調整好各個施工參數以適應不同土層的變化，最直觀的指標就是隨時觀察返漿的變化情況。返漿量少甚至不返漿則說明通過泵送的水泥漿大量滲流到土層中去，未能形成樁體，造成水泥浪費而無效果，應調整水泥漿稠度或加入速凝劑等，并調低水泥漿泵送壓力以及調整水、氣的泵送壓力以適應土層的變化，并在提升速度上作適當調節。返漿量過大則說明水泥漿未進入土層，樁體的擴散范圍達不到設計要求，水泥通過返漿而大量浪費，應先調低水泥漿泵送量，減慢鉆桿提升速度，同時通過調整參數來加大切削土層的能力后，再調整水泥漿泵送量，并進行復噴水泥漿，以滿足設計樁徑的要求。

3.2.3 施工后的補救措施

在基坑土方開挖過程中，應派專業堵漏施工人員跟隨土方開挖進程，巡視跟蹤圍護樁墻處的滲漏情況，對小的滲漏點直接用雙快水泥封堵；對有滴漏現象的漏點，找到滲漏途徑，并埋設引流管并用雙快水泥封堵四周（根據情況適當擴大范圍），待全部穩定后，根據需要封堵引流管[6-8]。

本工程在進行基坑土方開挖前，針對可能出現較大的漏水漏泥情況，還配備了聚氨酯堵漏設備器材以及雙液注漿設備器材隨時應急搶險，并與堵漏搶險人員制定了一套坑內搶險方案以備不時之需。

根據目前施工狀況來看，本工程采用鉆孔灌注樁及樁間高壓旋噴樁止水的設計方式是可行的。但要求施工方必須做到精心施工，加強責任心，在整個施工過程中要以預防為主，遇到情況應有相應對策，才能順利完成工程的施工任務。