高壓旋噴樁在施工中的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用
——基于杭州蕭山機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目基坑圍護(hù)工程

屈坤玉 陳 勇 李曉富 俞晨龍 戴小鋒 羅志浩

(1.中國建筑第八工程局有限公司 上海 200120；2.杭州蕭山國際機(jī)場(chǎng)有限公司 浙江杭州 311200)

0 引言

高壓旋噴樁[1]興起于20世紀(jì)70年代，該工藝以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體，憑借力學(xué)特性及對(duì)地層的適應(yīng)性，有效繞過復(fù)雜地形的地下障礙；此外，高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼的施工方式，有效地解決了基坑泥炭土流失問題，因而保證了施工進(jìn)度；同時(shí)以其占地少、噪音低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。

為滿足2022年杭州亞運(yùn)會(huì)航空業(yè)務(wù)的需求，新建杭州蕭山機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目。該項(xiàng)目包含了建筑、市政、交通、管線等多行業(yè)交叉施工作業(yè)，基坑占地面積大，工期緊迫，基坑圍護(hù)要求質(zhì)量高?；?，本文結(jié)合該工程項(xiàng)目中綜合管廊二區(qū)的典型施工區(qū)域，針對(duì)該施工區(qū)域狹小且上方多條高架橋、地下管線復(fù)雜施工環(huán)境特點(diǎn)；在滿足機(jī)場(chǎng)市政交通道路不停航情況下，選用高壓旋噴樁內(nèi)插型鋼的支護(hù)方式進(jìn)行基坑圍護(hù)，工程實(shí)踐結(jié)果表明，該基坑圍護(hù)施工方法有效地克服了地形障礙和施工難點(diǎn)，并獲得了顯著的功效[2-5]。

1 工程概況

該項(xiàng)目綜合管廊二區(qū)基坑圍護(hù)施工工程，采用高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼的施工方式，對(duì)該復(fù)雜施工區(qū)域和特殊施工環(huán)境具有很強(qiáng)的適用性，具體工況如下：

蕭山機(jī)場(chǎng)綜合管廊工程為兩艙現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)工程，埋設(shè)在機(jī)場(chǎng)1號(hào)路與14號(hào)路，共分為7個(gè)區(qū)域，其中管廊二區(qū)工況最為復(fù)雜和典型，如二區(qū)管廊基坑，開挖深度5.4 m～10.4 m，管廊基礎(chǔ)全部分布于粉砂夾砂質(zhì)粉土層，地下水位一般在1.6 m～2.4 m。二區(qū)地處1號(hào)路與14號(hào)路交叉口，施工區(qū)域上方有多條高架橋，且機(jī)場(chǎng)要求，施工期間需保證道路不停航；二區(qū)周邊環(huán)境以密集住宅酒店區(qū)為主，基坑范圍內(nèi)地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，施工難度大。二區(qū)基坑周圍示意圖如圖1所示。

圖1 管廊二區(qū)基坑周圍示意圖

2 高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼技術(shù)在該施工中的優(yōu)勢(shì)分析

2.1 施工方法確定

該區(qū)項(xiàng)目管廊施工場(chǎng)地，位于1號(hào)路與14號(hào)路的十字路口交會(huì)處，施工時(shí)需要保證交通不停航，且周圍含有密集建筑物，需要分段進(jìn)行施工，基坑寬度15m，長度40 m～50 m，意味著進(jìn)行支護(hù)樁作業(yè)時(shí)需要考慮以下幾個(gè)問題：(1)施工過程，機(jī)械作業(yè)面空間有限；(2)分段施工影響施工進(jìn)度；(3)施工周圍為密集型居住環(huán)境，需考慮噪音因素。

為使施工項(xiàng)目又好又快有利推進(jìn)，該項(xiàng)目采用了高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼的施工方式，理由如下：

(1)高壓旋噴樁機(jī)械作業(yè)面寬度僅占2 m，完全滿足施工需求，克服了狹小空間、低凈空的不利施工條件。

(2)在施工區(qū)域內(nèi)可以同步開展多臺(tái)旋噴樁機(jī)施工，彌補(bǔ)了高壓旋噴樁施工慢的缺點(diǎn)；利用分段施工工況下多機(jī)組同步工作方式，緩解了工期緊的局面，保證了施工進(jìn)度。

(3)旋噴樁機(jī)在施工時(shí)噪音小，在建筑密集的居住區(qū)可安心作業(yè)；此外，憑借這一優(yōu)勢(shì)，還可在夜間進(jìn)行加班作業(yè)，進(jìn)一步保證了工期進(jìn)度。

綜上，利用高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼的施工方式，有效地解決了狹小空間、低凈空的施工條件，在保證施工過程中不影響周圍居住生活的同時(shí)，還有效緩解施工進(jìn)度壓力。

2.2 施工過程的作業(yè)要點(diǎn)

(1)在施工過程中，基坑內(nèi)側(cè)施打一排φ800@600高壓旋噴樁內(nèi)插型鋼，其柱間搭接長度200 mm，H型鋼尺寸為700×300；同時(shí)，采用42.5普通硅酸鹽水泥(水泥摻量30%，水灰比1∶1)；在外側(cè)施打一排φ800@600高壓旋噴樁作為止水帷幕，兩排高壓旋噴樁圍護(hù)總共1400 mm寬。

(2)在基坑開挖時(shí)，對(duì)基坑圍護(hù)周圍進(jìn)行實(shí)時(shí)土體測(cè)斜監(jiān)測(cè)?；娱_挖之后，在施工過程中對(duì)高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑土體測(cè)斜量；如若發(fā)生監(jiān)測(cè)異常，及時(shí)采取相關(guān)方法彌補(bǔ)缺陷，保證基坑穩(wěn)定性。

(3)管廊二區(qū)基坑毗鄰14號(hào)路，施打H型鋼時(shí)，需要保證型鋼順利振入高壓旋噴樁內(nèi)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該基坑土質(zhì)以砂質(zhì)粉土居多，高壓旋噴樁施工完成后靜置1h，再將H型鋼振入至高壓旋噴樁內(nèi)，以便基坑施工完成后順利拔出型鋼。

(4)分配優(yōu)化多臺(tái)旋噴樁機(jī)分基坑兩側(cè)同步進(jìn)行施工，當(dāng)單側(cè)完成旋噴樁靜置后振入H型鋼，另一側(cè)保持高壓旋噴樁施工。兩邊交替施打型鋼，既縮短了施工時(shí)間，也保障了施工質(zhì)量。

2.3 基坑支護(hù)效果分析

該項(xiàng)目施工過程，當(dāng)基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，查驗(yàn)開挖情況效果如下：

(1)旋噴樁樁身呈現(xiàn)密實(shí)狀態(tài)，樁內(nèi)插H型鋼排列方式規(guī)整，且基坑未出現(xiàn)滲漏情況。

(2)通過對(duì)管廊二區(qū)基坑一個(gè)月的監(jiān)測(cè)，憑借支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移數(shù)據(jù)，對(duì)基坑變形和支護(hù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示。

(a)土體位移TX45 (b)墻體位移TX47

該過程統(tǒng)計(jì)了在基坑開挖之后，深層土體水平位移兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)從6月1日開始統(tǒng)計(jì)，至7月1日結(jié)束。土體測(cè)斜報(bào)警值為：每日發(fā)展變化量不超過±2mm，累計(jì)變量不超過±20mm(其中，“+”表示基坑方向，反之為“-”。統(tǒng)計(jì)基坑在最后一日深層土體水平位移數(shù)據(jù)，主要采集兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，分別為：TX45和TX47。其中，TX45單日最高發(fā)展量為0.37 mm，累計(jì)變量為17.92 mm；TX47單日最高發(fā)展量為0.75 mm，累計(jì)變量為18.19 mm。兩個(gè)測(cè)點(diǎn)均在報(bào)警范圍值內(nèi)，表明了該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，管廊二區(qū)的高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼施工工藝安全可靠。

3 結(jié)語

針對(duì)低凈空、狹小空間且地下市政管線復(fù)雜的施工環(huán)境，采用高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼的支護(hù)方式，有效地解決了施工障礙，該基坑支護(hù)方式安全可靠。該項(xiàng)目的成功實(shí)施，為今后類似工程的有效實(shí)施提供了以下可鑒之處：

(1)面對(duì)區(qū)域復(fù)雜的基坑作業(yè)，需嚴(yán)格論證方案的可行性和合理性，選定最適合的施工方法；

(2)高壓旋噴樁在基坑周圍復(fù)雜情況下，往往更能發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼，基坑土體加固效果十分顯著；

(3)該支護(hù)形式可緩解施工與場(chǎng)地占用矛盾，保證工程施工進(jìn)度和減少周邊環(huán)境噪聲污染，具有一定的良好經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。