高壓水泥旋噴樁在河道整治工程中的施工應用
——結合番禺區石三河黑臭水體治理工程分析

◎ 陸艷雯 廣東省水利水電建設有限公司

隨著社會經濟快速發展，河道水體污染日益嚴重，許多城市開展了河道綜合整治。河道治理工程是典型的線性工程，地質條件復雜，地基較為軟弱，選擇合適的軟基處理方法是保證工程質量安全、經濟、滿足工期要求并實現預期目標的關鍵。高壓旋噴樁是處理軟弱地基常用的一種方法，具有施工方便、樁體位置形狀靈活、耐久性好的優點，能解決常規處理方法占地廣、機械移動不便、地質復雜等難題。因此，本文結合番禺區石三河黑臭水體治理工程，對高壓水泥旋噴樁在河道整治工程中的施工應用進行了分析。

1.工程概況

番禺區石三河黑臭水體治理工程位于廣州市番禺區石壁三村，范圍西起新陳頭水閘，東至南景橋，北達謝石公路，南接石洲中路已建DN800污水管。工程內容包括截污工程和水利工程兩部分。截污工程部分中，石三河北岸新建截污邊渠和截污管道，因臨近的房屋基礎位于河岸軟基上，為避免截污渠、管施工影響房屋基礎安全，采用高壓旋噴樁進行防滲加固。高壓水泥旋噴樁樁徑φ500mm，總工程量為18771.2m（另有空樁1764.25m）。

2.施工方法

2.1 技術選擇

按照噴射構造特點，高壓旋噴樁技術分為單管旋噴技術、雙管旋噴技術和三管旋噴技術。單管旋噴技術利用高壓漿泵直接壓送漿液，噴出的漿液沖擊破壞土體，漿液與剝離的土?；旌希毯笮纬?.5～0.9m的樁體，這種技術容易控制，施工速度較快，施工成本較低。雙管旋噴技術利用2個管道分別輸送壓縮空氣和漿液，在兩者共同作用下，破壞土體能量更高，樁徑可達0.8～1.5m。三管旋噴技術通過3個管道分別輸送水、氣、漿，破壞土體能量比雙管旋噴技術還高，樁徑可達1.0～2.0m。根據本工程特點，選擇單管旋噴技術，樁徑為500mm，間距為250mm，采用套打方式施工，排數為1排，加固深度8～15m。水泥采用強度等級42.5MPa的復合硅酸鹽水泥，水灰比為1：1。

2.2 工藝流程

主線流程：施工準備→測量放樣→鉆機就位→下噴射管→旋噴提升→成樁→移至下一孔位。制漿流程：材料準備→材料計量→攪漿拌合→過濾→至噴射管。廢漿處理：廢漿排放→沉淀→廢水、沉渣外運。

2.3 施工準備

正式施工前，應做好如下準備工作：（1）“三通一平”，通水，通電，通路，平整場地，并且配備必要的臨設，還要準備廢水、廢漿、固廢的回收處理設施，以滿足環保要求。（2）物質、設備、人員的準備。水泥要做好防潮措施，并控制儲存時間。外加劑（減水劑、速凝劑、早強劑）也要妥善保管，并在使用前進行試驗復檢。主要設備包括回轉沖擊式鉆機、提升臺車、灌漿泵、攪拌機、單管噴射裝置、發電機等。人員包括制漿2人、鉆孔注漿2人、排漿2人、技術員1人、安全員1人和施工隊長1人，采用12h一班工作制。（3）通過生產性試驗確定工藝參數：鉆孔孔徑110mm，水泥漿密度1.4～1.5g/cm3，孔口回漿密度1.35g/cm3，噴嘴2個，注漿壓力為25～30MPa，噴漿流量為80～100L/min，噴射管提升速度為20～25cm/min，旋轉速度為18～20r/min。（4）技術準備，包括收集地勘報告、技術標準、土工試驗報告、載荷報告及制定施工方案等。（5）場地準備，包括搭設作業平臺及開挖排漿溝、沉淀池等。（6）地下管線設施保護。施工前對地下管線分布情況進行交底并在現場標記出位置。

2.4 測量放樣

按照設計圖紙對樁位的要求在現場放樣，分別標記出先導孔、1序孔和2序孔的位置，放樣精度控制在1cm以內。

2.5 鉆機就位

在設計孔位上安裝鉆機，調整鉆桿對準樁位中心，校正鉆機臺面水平度和鉆桿垂直度。本項工程要求樁位偏差不超過5cm，鉆桿垂直度偏差不大于0.5%。

2.6 鉆孔

調校好鉆機，并將鉆機、平臺與地基錨固起來。鉆進時采用套管和泥漿護壁。鉆進過程中注意檢查鉆桿垂直度，發現偏斜，及時糾正。鉆完孔，取出套管時往管內灌入泥漿，以防管壁坍塌。護壁泥漿采用膨潤土配制，泥漿密度1.1～1.2g/cm3，黏度20～25s，pH值為7～9。

2.7 制漿

漿液按水泥：水=1：1的比例配制，并加入AJ無堿液體速凝劑（摻用量為水泥用量的1%～3%）和UNF系列萘系減水劑（粉劑型，摻用量為水泥用量的0.5%）。水泥按重量計量，水按體積計量，在攪拌機中攪拌3～5min，用1002型泥漿密度計測量漿液密度，用馬氏漏斗檢測漿液黏度，符合工藝要求即可過濾并放入儲罐中。儲罐中有低速攪拌器，可防止漿液沉淀、離析。

2.8 下噴射管

下噴射管前，先在地面用清水作為介質進行試噴，以防噴嘴堵塞。然后用膠布纏繞包裹噴孔，避免下管過程中泥沙堵塞了噴孔。噴射管下到設計深度，啟動灌漿泵，在原地旋轉靜噴1～3min，灌漿孔口回漿后再提升噴射管。

2.9 旋噴提升

噴射管一邊旋轉一邊提升，控制灌漿孔口回漿量為灌漿量的10%～15%之間。同時做好記錄，以繪制作業曲線。噴射管提升至設計標高，完成噴漿作業。移出噴射管，用清水沖洗管路，要到洗出液澄清為止。

2.10 充填灌漿

完成灌漿后，隨著漿體凝結硬化，樁體頂部產生凹陷，可采用與旋噴樁同樣配比的漿液進行靜壓充填灌漿，至孔口漿面不再下降為止。移機至下一樁位。

3.質量控制與常見問題處理

3.1 質量控制

3.1.1 原材料質量控制

進場原材料，如水泥、外加劑、膨潤土等，均須有出廠合格證。進場后見證取樣復檢，復檢合格才能使用。原材料必須在保質期內使用，逾期必須重做試驗或降級使用，不能使用受潮水泥。配制的漿液必須在凝結前用完，有凝結現象的漿液做報廢處理。

3.1.2 鉆孔質量控制

鉆進過程中，經常檢查鉆機的穩定性、鉆桿的垂直度。孔斜度采用JJX-3A1型數字測斜儀檢測，成孔偏斜率不超過1%，孔深達到設計深度或進入持力層0.5m以上。

3.1.3 噴漿質量控制

噴漿過程中嚴格按生產性試驗結果確定的工藝參數操作，監測漿壓、漿液密度、旋噴速度、提升速度、回漿密度等，并全程做好記錄。

3.2 常見問題處理

3.2.1 接、卸換管操作

接、卸換噴射管時，動作要快，以免塌孔和堵噴嘴。接、卸換管后，下管深度應比停噴前低20～50cm，以保證復噴樁體搭接良好。

3.2.2 壓力驟降或突升

噴漿過程中，出現壓力驟降但流量基本穩定現象，可能是設備管路中密封破壞，應停噴作業，檢查密封性；出現壓力突升而流量驟減現象，可能是噴嘴堵塞了，應拔出噴射管進行檢查，同時檢查漿液有無異常。

3.2.3 噴漿過程突發故障

噴漿過程中發生故障后，應立即停止噴漿、旋轉和提升，馬上檢查，以排除故障，不可帶故障噴漿，以免樁墻中斷或不連續。如果因為故障噴漿不足，應作復噴處理。

3.2.4 冒漿過多

正常情況下，冒漿量是灌漿量的10%～15%。如果冒漿量過大，一般是有效噴射范圍與灌漿量不適應的問題，可以采用提高灌漿壓力、加快提升與旋轉速度的方法來解決。

3.2.5 嚴重漏漿

嚴重漏漿表現為不冒漿，一般是由于地層中存在較大空隙引起的，可以在漿液中摻加砂子增加稠度，或提高速凝劑含量加快漿液凝結來解決。

3.2.6 串漿

串漿是指相鄰孔的漿液串通了，應先填塞被串孔，再對串漿孔噴漿。

3.3 成樁效果

本工程開挖檢查、標貫試驗、鉆芯檢查、圍井試驗等均合格，經番禺區水務工程質量安全監督站督查確認，所檢項目達到設計要求和相關標準規定，準予驗收。

4.結語

在水利工程中經常遇到軟弱地基處理問題，高壓水泥旋噴樁就是處理軟弱地基的常用方法。雖然這種方法具有施工簡便、適應地層能力強、耐久性好、效率高的優點，但如果不注意工藝與質量的把控，還是會出現問題，因此高壓水泥旋噴樁的施工仍需要根據地質條件、施工條件的變化，采用合理的技術方法，這樣才能獲得預期效果。