旋噴特制PVC管護(hù)壁施工技術(shù)在易塌地層的應(yīng)用

敖小平 周伏萍 劉 劍

(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司，江西 南昌 330030)

高壓旋噴樁以水泥為主要原料，加固土體的質(zhì)量高，具有增加地基強(qiáng)度，提高地基承載力，止水防滲等作用。該工藝在地基基礎(chǔ)工程中廣泛應(yīng)用，然而該工藝在細(xì)砂、卵砂、砂礫等易塌地層鉆進(jìn)過(guò)程中，易出現(xiàn)土體坍塌卡鉆現(xiàn)象，從而造成質(zhì)量事故。所以本文將通過(guò)聯(lián)泰A-19-1地塊基坑支護(hù)工程高壓旋噴樁的技術(shù)攻關(guān)，以解決其施工關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

聯(lián)泰A-19-1地塊基坑支護(hù)工程位于南昌市紅角洲前湖大道南側(cè)、豐和南大道東側(cè)、規(guī)劃B1路北側(cè)，本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)地下室面積約112 469.50 m2，支護(hù)周長(zhǎng)約1 040 m。本工程基坑開(kāi)挖深度：8.6 m～11.5 m，本基坑支護(hù)工程采用鉆孔灌注樁支護(hù)，三軸水泥攪拌樁+高壓旋噴樁組成止水帷幕的基坑圍護(hù)體系。

1.2 工程地質(zhì)概況

經(jīng)勘察報(bào)告顯示，該場(chǎng)地巖土層自上而下分別為：①素填土、②粉質(zhì)粘土、③淤泥質(zhì)土、④細(xì)砂、⑤中砂、⑥礫砂、⑦強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

第①層素填土：黃褐色、深灰色，松散～稍密。主要成分為粘性土，含少量砂土，回填時(shí)間 5年～8年。層厚 1.00 m～4.80 m。

第②層粉質(zhì)粘土：黃褐色，局部深灰色，稍濕～濕，軟塑～可塑，以可塑為主。干強(qiáng)度中等，中等韌性，搖振反應(yīng)無(wú)，稍有光澤。層厚2.50 m～8.10 m。

第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：深灰色，流塑，飽和，高壓縮性，含少量腐蝕質(zhì)，夾薄層細(xì)砂，稍有臭味。層厚 0.80 m～4.50 m。

第④層細(xì)砂：灰～灰黃色，局部深灰色，松散，飽和，含泥質(zhì)，顆粒成分主要為石英、長(zhǎng)石、云母，粒徑大于 0.075 mm顆粒含量一般為94.3%～100%，顆粒較均勻，級(jí)配較差，呈次棱角形。部分鉆孔上部夾薄層深灰色淤泥質(zhì)土。層厚1.10 m～6.50 m。

第⑤層中砂：灰黃～黃色，稍密，飽和，顆粒成分主要為石英、長(zhǎng)石、云母，粒徑大于 0.25 mm顆粒含量一般為57.2%～94.4%，顆粒較均勻，級(jí)配較差，呈次棱角形，局部呈現(xiàn)粗砂透鏡體。層厚 0.80 m～5.80 m。

第⑥層礫砂：灰白色、黃色，稍密～中密，飽和。級(jí)配較好，粒徑大于2.0 mm顆粒含量一般為25.3%～49.5%，最大粒徑約30 mm，粒徑小于0.075 mm顆粒含量為1%左右。顆粒成分為石英、長(zhǎng)石、云母，磨圓度較好，顆粒呈亞圓形。顆粒不均勻，級(jí)配較好。局部呈現(xiàn)粗砂、圓礫透鏡體。層厚 0.90 m～6.60 m。

第⑦層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：紫紅色，強(qiáng)風(fēng)化，泥質(zhì)膠結(jié)，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂隙很發(fā)育，巖芯破碎，呈餅狀、碎塊狀，手可折斷，遇水易軟化、崩解。礦物成分由碎屑物質(zhì)和粘土礦物組成。層厚 0.20 m～1.20 m。

2 工藝流程

旋噴特制PVC管護(hù)壁施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→放線定位→鉆機(jī)就位→單管鉆進(jìn)(φ146)、下鋼套筒→取鉆、下入特制PVC護(hù)壁管→拔鋼套管→下入旋噴頭→旋噴提升→成樁檢查。

3 施工方法及主要技術(shù)措施

3.1 放線定位

根據(jù)樁位布置平面圖，由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員用全站儀測(cè)定控制點(diǎn)，做好標(biāo)記，經(jīng)復(fù)測(cè)合格后，用鋼尺和測(cè)線布設(shè)樁位，并用竹筷釘緊固定，確保樁位偏差不大于5 cm。

3.2 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)安裝到位后，首先要調(diào)整鉆機(jī)的垂直度，使鉆桿中心與樁位保持一致，對(duì)中偏差應(yīng)小于1 cm，鉆孔垂直度偏差小于1%；鉆孔前應(yīng)調(diào)試空壓機(jī)、泥漿泵等輔助設(shè)備，確保設(shè)備處于運(yùn)轉(zhuǎn)正常狀態(tài)；校驗(yàn)每節(jié)及總鉆桿長(zhǎng)度，并用黃色油漆在鉆塔上畫(huà)主動(dòng)鉆桿余尺標(biāo)線，以保證孔底標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.3 單管鉆進(jìn)、下鋼套筒

用XY-150型工程鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，引孔鉆頭直徑為150 mm，單節(jié)鉆桿長(zhǎng)度為1.5 m，成孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.5 m，成孔過(guò)程中采用水平尺檢查鉆機(jī)機(jī)架垂直度，垂直度偏差小于1%，若超出則及時(shí)進(jìn)行糾正，并確保樁間距和相鄰樁樁體搭接。

采用直徑為146 mm的鋼套管跟進(jìn)安裝，單節(jié)長(zhǎng)度為1.5 m，螺紋連接，隔離易塌地層。

3.4 取鉆、下入特制PVC管

引孔鉆至孔底后分節(jié)起鉆(不拔鋼套管)，鉆頭取出后，立即在鋼套管內(nèi)插入φ110 mm特制PVC管，每節(jié)長(zhǎng)度為3 m，采用快速凝固膠水分段連接，護(hù)壁PVC管下至進(jìn)入穩(wěn)定地層0.5 m～0.8 m，完全隔離易塌地層。

特制PVC管參數(shù)：直徑為110 mm，厚度為3.2 mm； PVC管的強(qiáng)度大于1 MPa且小于3 MPa，減少增塑劑含量，適當(dāng)增加鈣粉。

3.5 拔鋼套筒

特制PVC管安裝到位后，拔出鋼套管，在拔管過(guò)程中，為防止鋼套管碰撞PVC管，應(yīng)緩慢均勻垂直上拔，遇到阻礙時(shí)，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管使其與孔壁之間摩擦力減小，不得強(qiáng)拉硬扯，以免造成孔內(nèi)PVC管破壞。

3.6 下入旋噴頭

鋼套管拔出后，采用高壓旋噴樁機(jī)將噴射注漿管及旋噴頭安裝到成孔孔深位置。在下噴漿管前必須檢查和調(diào)試水嘴，氣嘴及噴漿口是否完好通暢。在注漿管安裝過(guò)程中，孔內(nèi)泥砂易堵塞噴嘴，應(yīng)采用塑料布綁扎噴漿口和氣嘴并在水嘴進(jìn)行注水，泵送水壓不得大于1 MPa，若過(guò)高則可能將特制PVC管射穿而無(wú)法護(hù)壁。

3.7 噴漿提升

噴射注漿自下而上旋噴成樁，具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 旋噴樁施工主要技術(shù)參數(shù)表

根據(jù)試驗(yàn)情況，達(dá)到PVC管破碎程度及樁徑要求，泵送壓力應(yīng)控制在26 MPa左右，噴漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，若發(fā)生故障，應(yīng)立即檢修排除故障，正常后應(yīng)從停噴段以下1 m處開(kāi)始搭接噴漿，特別是在樁底部1.0 m范圍內(nèi)和PVC管連接處應(yīng)降低提升速度以增加噴漿時(shí)間。

4 施工質(zhì)量控制點(diǎn)

1)高壓旋噴樁主要材料為水泥，每批水泥進(jìn)場(chǎng)必須提供三證(產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證明書(shū)、出廠檢測(cè)報(bào)告)，進(jìn)場(chǎng)后墊高覆防雨彩布等措施做好水泥防雨受潮情況，必須按材料檢測(cè)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣送檢，檢測(cè)合格后才能投入使用。

2)PVC管采用特制配方進(jìn)行配制生產(chǎn)，具有一定脆性易損壞，應(yīng)輕拿輕放，采用支架固定堆放，以免散落。

3)水泥漿的配制及攪拌采用機(jī)械化，配合比重的水泥及水的用量采用電子秤進(jìn)行稱(chēng)量，不要采用刻度估算，現(xiàn)場(chǎng)并配置比重計(jì)，每天量測(cè)水泥漿的比重，確保水泥漿質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

4)漿量計(jì)算:以單位時(shí)間噴射的漿量及噴射持續(xù)時(shí)間，計(jì)算出漿量，計(jì)算公式為：

Q=(H/v)×q×(1+β)。

其中，Q為漿量，m3；H為噴射長(zhǎng)度，m；q為單位時(shí)間噴漿量，m3/min；β為損失系數(shù)，通常取0.1～0.2；v為提升速度，m/min。

除計(jì)算外應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)試樁情況相結(jié)合進(jìn)行確定噴漿量。

5)水泥漿應(yīng)分級(jí)攪拌并過(guò)濾后進(jìn)行泵送，泵送過(guò)程中漿池中的漿液應(yīng)連續(xù)攪動(dòng)，防止水泥沉淀。

6)嚴(yán)格控制噴漿提升速度，其提升速度應(yīng)小于10 cm/min。噴漿過(guò)程應(yīng)連續(xù)均勻，若噴漿過(guò)程中出現(xiàn)壓力驟然上升或下降，大量冒漿、串漿或機(jī)械故障等異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)停噴提鉆，待排除故障后，復(fù)噴接樁時(shí)應(yīng)加深1 m重復(fù)噴射接樁，防止出現(xiàn)斷樁。

7)PVC管連接處安裝必須牢固可靠，連接后抽檢3個(gè)接頭，連接處達(dá)到強(qiáng)度后才能下放安裝，安裝過(guò)程防止碰撞，噴漿至連接處上下50 cm時(shí)，應(yīng)降低提升速度，增加水壓，可以通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行確定提升速度及水壓。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)旋噴樁在易塌地層引孔鉆進(jìn)采用特制PVC管進(jìn)行護(hù)壁等技術(shù)措施處理，既保證了旋噴直徑又防止坍塌卡鉆情況，解決在易塌地層對(duì)基坑土方開(kāi)挖漏水滲水等不利因素，本工程在后期基坑開(kāi)挖過(guò)程中，通過(guò)專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)單位對(duì)本工程基坑變形等監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示基坑變形均在設(shè)計(jì)變形范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)及施工要求。