復雜地質條件工程項目中超深旋噴樁的應用研究

韓春凱

摘 要：隨著建筑業的快速發展，施工條件的復雜性問題與日俱增，本文以復雜地質條件下工程項目中超深旋噴樁的應用為研究課題，提高超深旋噴樁技術的應用效果，提出相應的改進方案，增強其施工質量，為建筑行業的發展以及實際施工中問題的解決提供支持和借鑒。

關鍵詞：復雜地質條件;超深旋噴樁;安全性;質量保證

現在建筑工程的數量和規模在不斷增加，面臨的施工環境也越發復雜，為保證工程質量和安全，尤其是一些復雜的地質條件下，工程項目更需注重實際情況，然后針對性的開展建筑工作，保證基礎的穩定性。

一、國內外研究現狀

（一）高壓噴射注漿法起源于日本，日本對其進行了深入研究，把高壓噴射注漿法、深層水泥攪拌法結合在一起，并使用機械攪拌和射流攪拌，研究出了深層噴射攪拌混合法;美國一些建筑大學的教授經過研究后，認為高壓噴射注漿還要注意壓力、漿液的凝固時間、攪拌溫度的控制;德國對高壓旋噴樁技術使用的最佳條件進行了確定，保證相關技術的使用效果最大化。

（二）我國高壓旋噴技術的使用最早出現在70年代，主要在鐵路、冶金以及市政等領域應用;孫叔慶等發表了《復雜地質條件下超深旋噴樁的工程應用研究》，提出了質量控制與檢測方面的方法和措施;尹振宇等發表了《填海區復雜地質條件下旋噴樁止水帷幕施工技術》，證明使用旋噴樁防水效果良好，并對相應的設計和施工方案進行了介紹。總之，我國在高壓旋噴技術應用研究方面還要提高，尤其要加強理論方面的研究。

二、超深旋噴樁技術

（一）常見工藝類型，高壓旋噴樁最常見的工藝類型有單管法、二重管法和三重管法三種。單管法是指注漿管內部只含有單根管路，壓力控制在20-30Mpa，使漿液與沖擊剝落的土體進行混合凝固，其成樁直徑為0.4-0.5m，固結體直徑小;二重管法使用的是雙通道注漿管，可同時噴射壓縮空氣、漿液，能使高壓氣流圍繞在水泥漿液的四周，降低能量損耗，增強對土地的破壞能力，固結體直徑達0.8-1.2m;三重管法輸送的介質為水、漿液、壓縮空氣，輸送高壓水和空氣壓力的方式與其他幾種方法相同，不同的是噴嘴還需再次旋轉、提升，其固結直徑達1.2-1.8m。

（二）技術特征，適應性強，高壓旋噴樁可用于地質條件復雜的施工環境，對土層結構方面的要求較少;操作便捷，只需鉆一個孔徑為50mm～108mm的小孔，能減少工作量，縮短工期，降低工程造價;材料價格低廉，漿液以水泥漿為主，價格低廉;可控性較強，其在具體施工過程中，可控制漿液的濃度、噴射壓力、噴射速度等，保證固結體形狀滿足設計需求;降本增效，高壓旋噴樁可降低材料的浪費，提高資源利用率;安全性較高，旋噴樁的高壓設備都設置了安全閥，遇緊急情況，閥門會自動開啟，避免造成事故;環保效果較好，整個施工過程對環境破壞較小、噪音底，所用材料對地下水不存在污染。

三、超深旋噴樁技術應用實例

（一）工程概況，新建項目為11#樓、13#樓住宅樓，位于A3地塊東側，A3地塊東側為素土深回填區（15米），原始地貌西高東低，現需對東側深回填土及以下雜土全部挖除，進行地基處理。根據巖土勘察報告，本工程素回填土以下雜土開挖深度為6.5～16.8米。

（二）地質情況，本區出露的地層有古生界奧陶系、石炭系、二疊系和新生界上第三系、第四系。據現場勘察資料，11#、13#建筑場地的的鉆孔柱狀圖，如圖3-1所示。

根據專家組對本工程地質情況分析，得出結果：1）該地層結構復雜，使用超深旋噴樁技術能較好保證其施工安全及質量;2）超深旋噴樁技術在這一工程中應用具有優勢，其抗災能力強，生態效果好。

（三）基坑維護情況，據以上資料，該工程的基坑開挖深度在30m以上，考慮成本、質量、安全等因素，對該工程的基坑圍護擬使用鉆孔灌注樁+止水帷幕或地下連續墻，現對其進行對比選擇。

使用地下連續墻的優勢：1）地下連續墻止水效果好，可防止滲透帶來的基礎結構穩定性損害;2）風險、占用空間較小，工程量低，節約施工成本，但這一技術也存在一些缺點，如使用這一技術需進行壁槽加固，會增加施工復雜性;鉆孔灌注樁平面布置限制小、靈活性強，缺點是整體性較差，止水帷幕可提升其結構的穩定性，對施工環境有較強適應性。

綜上，鑒于該工程地質結構復雜，使用地下連續墻施工難度較大，會增加施工質量、安全方面的困難，固本工程采用鉆孔灌注樁+止水帷幕的圍護結構。

外側樁間隙使用φ600@300超深旋噴樁進行止水處理，止水帷幕寬度設計在2000mm，樁底進入砂巖深度為1.2m以上，樁底標高為-59～63.5m。超深旋噴樁需要進入砂巖當中，普通施工機械和操作難以達到理想的施工目標，經過研究提升高壓旋噴樁機架的高度，使其超過30m，主副鉆桿的長度分別為24.0m和11.0m;改進鉆頭和水路，將一般水氣側面噴射的形式改為斜向下噴射的形式，這樣可以形成較強的土體破壞力，更容易對一些堅硬的土體進行鉆孔，避免土體對鉆頭產生的損害。

經專家分析，決定使用鉆孔取芯的方法對其檢測，以10m為一個區段，取芯數量總計為11個。結果表明，處于軟土層的樣本，水泥漿完全置換了原土層，強度較高，在砂巖層部分，凝結成混凝土塊的部分較長，強度較大，這就證明這一技術的應用效果良好，達到了實際的技術要求。

四、超深旋噴樁技術應用的建議

高深旋噴樁技術的應用，要注重創新，如改變原有鉆頭、提高鉆架高度、使用衛星定位系統進行孔位的選擇等，提高旋噴樁的應用質量;還要體現在對相關設備的改進，提高其性能和質量，保證其使用效果。

五、結語

超深旋噴樁技術對于復雜地質環境具有較強的適應性，在實際應用過程中效果良好;超深旋噴樁技術要注重全管控，對孔位、標高、漿液配比、旋噴速度、角度、鉆頭、機架高度、壓力情況等都要進行不斷的研究和完善，提高實際應用效果;對工程的實際地質情況也要進行詳細勘察，超深旋噴樁技術的應用還要與其他技術結合在一起，才能更好的發揮其效果。

參考文獻：

[1]孫叔慶， 王傳利， 李永生，等. 復雜地質條件下超深旋噴樁的工程應用研究[J]. 浙江科技學院學報， 2013.

[2]施利斌. 超深旋噴樁在復雜地質條件下的工程應用研究[D]. 浙江工業大學， 2015.