地鐵車站中旋噴攪拌復合樁施工技術

楊潔

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司）

旋噴攪拌復合樁從技術上來講是指高壓旋噴樁和水泥土攪拌樁的復合施工技術，利用高壓水泵配合特制的噴頭，將水泥漿以高壓高速水平狀態噴入土體，同時鉆桿以一定的速度旋轉，一邊徐徐下沉，借助液體的沖擊力來達到切割土體的效果。在鉆桿緩慢提升過程中葉輪勻速轉動，使切割下來的土體與水泥漿混合攪拌，形成具有一定強度的圓柱固結體，實現對地基土加固[1]。

旋噴攪拌復合樁是一種較為先進的施工技術，結合了旋噴樁和攪拌樁兩種工法的優點，已成為了地鐵基坑極為關鍵的加固方式。旋噴攪拌復合樁既具有攪拌樁的特點，同時也具備旋噴樁的優勢，提高了基坑的穩定性。此外，樁體施工簡單，樁型易控制，環境污染小，是地鐵車站施工的重要手段。

1 工程實例

長沙市軌道交通6 號線為東西向骨干線路，線路全長約48.11km，設34 座全地下車站。黃花機場西站為本工區控制性工程及重難點工程，車站全長331.1m，車站雙層標準段寬32.8m，深約17.9m；單層標準段18.1m，深約14.9～16m，采用明挖順筑法施工（局部蓋挖）。本站場地范圍內土層自上而下依次為：素填土<1-1>、中更新統沖積粉質黏土層<3-1>、中更新統沖積粉土層<3-2>、強風化泥質粉砂巖<7-2>、中風化泥質粉砂巖<8-2>。車站結構底板所處地層為中風化泥質粉砂巖<8-2>。

根據現有施工經驗，車站主體圍護結構采用φ1000mm@1400 鉆孔灌注樁（C35P6），局部采用φ800mm三重管旋噴樁（旋噴樁外側咬合200mm 止水），旋噴樁深入不透水層1.5m。旋噴樁在施工前先進行試樁，確定漿液配合比、噴射壓力、噴漿量等技術參數，并根據實際情況對參數進行調整[2]，主要技術參數見表1。

表1 旋噴樁施工主要技術參數

2 旋噴攪拌復合樁施工技術要點

2.1 施工準備工作

⑴場地平整。首先，在正式施工開始之前需要對施工場地進行整理，充分調研場地管線，清除地表以下3m以內的障礙物，合理布置機械設備、電力等能源管線，做到場地“三通一平”[3]。

⑵機具準備。機械設備進場前需對其進行質量檢查，必要時要對設備進行性能檢測，確保機械設備無故障施工。為攪拌設備配置電腦監控記錄儀器，實時顯示并記錄噴漿用量和噴漿的質量，供技術管理人員指導施工。

⑶樁位放樣。在正式施工開始前需要用全站儀確定一個控制點，并用水泥釘標記下來，再經復驗后用鋼尺和測線實地布置樁位，并保證樁心偏差小于50mm。

⑷技術交底。正式施工開始之前，項目技術人員需要進行技術交底，嚴格把控每個工序的施工要點，規范施工作業。同時項目管理人員需對班組人員進行施工質量培訓和安全教育培訓，以確保施工質量。

⑸修建排污和灰漿拌制系統。在場地周邊設置排水溝，預防場地積水，為人員和機械提供良好的施工環境。在旋噴攪拌復合樁施工過程中會有大量的泥漿量循環，需設置沉淀池，將泥漿沉降下來隨土方開挖帶走。為了方便拌制，可以在水泥堆放處設置灰漿拌制系統，并用于灰漿的拌制和運輸。

2.2 預攪拌下沉施工

在樁位定位放樣完成后，將攪拌樁施工機具移動到放樣點位。為保證旋噴攪拌復合樁樁身的垂直度符合施工質量要求，通常會在樁基機具的井架上懸掛重力球，時刻顯示機身的垂直度，避免樁機在施工期間出現傾斜，造成樁身傾斜。

攪拌機啟動后，需要空轉，待鉆機運行狀態穩定后再將鉆頭放松，并以低速（約1.5m/min）使鉆頭向下向土體旋進。值得注意的是：①鉆頭首次掘進時要避免“帶水下孔”；②預攪拌和第一次下鉆、提鉆要確保低檔作業；③在提鉆前，為保證樁孔充分噴漿，鉆頭需要在樁底停留半分鐘以上[4]。

2.3 噴漿制備與提升

在攪拌機下沉作業時，要時刻關注樁頭的下沉狀態，當攪拌機下沉到設計高程1m 處時便可進行噴漿作業。首先將配置好的水泥漿倒入集料斗中，再啟動高壓泵進行壓漿作業。下沉作業壓漿量要保持在60～70L/min，并根據現場情況實時調整。下沉施工時使水泥漿在高壓噴射下壓入地基中，首先空轉幾圈，邊噴漿邊提升攪拌，同時要控制好噴漿量、噴漿時間，嚴格避免噴漿中斷導致孔壁塌方。為保證下沉設計高程，在鉆孔過程中要做好鉆桿節數記錄，確保鉆孔深度復合要求。

此外，為了確保旋噴攪拌復合樁的成樁質量，在鉆機下沉到設計深度后要進行重復下沉與攪拌，以保證水泥漿與切割土地攪拌的均勻性。此階段要控制在1.5m/min 左右，當鉆頭下沉至設計深度后再進行提升攪拌，提升速度要慢，確保在12～15㎝/min。

2.4 清洗處理與樁體檢驗

旋噴攪拌復合樁施工完畢后要及時進行機具設備進行清理，防止水泥漿凝固導致管道、集料斗等發生堵塞。在噴射注漿結束1 周后，需要對加固區域進行輕便觸探法檢驗。檢驗點的數量為施工注漿孔數的2%～5%，對不足20 孔的工程至少應檢驗2 個點。具體步驟為：①用勺鉆檢查成樁的均勻性，檢驗樁芯顏色，水泥漿的凝固程度；②進行觸探試驗，測試出水泥強度，進而評價樁身質量。

2.5 關鍵技術措施

⑴水泥漿制備。水泥漿質量是旋噴樁強度的關鍵，旋噴攪拌復合樁施工前應進行擬處理土的室內配合比試驗，并通過現場試樁后方可正式投入使用。同時，水泥要妥善儲存，避免受潮、浸水，使用前對水泥質量進行檢測。水泥漿在運輸過程中要不間斷攪拌，嚴格避免水泥漿沉淀和固結。

⑵注漿控制。噴射作業應連續不間斷，并按照設計的噴射壓力和噴漿量進行噴漿作業，提升作業不得過快或過慢。若出現噴漿壓力出現故障，則需將鉆桿提升至地面，及時檢查排除故障。排除故障后視下沉高度進行處理，當下沉深度較淺時需重新旋噴，當下沉深度較深時可采用接樁。如出現冒漿過大，可減少注漿量或加快提升和回轉速度，也可縮小噴嘴直徑，提高噴射壓力。

⑶特殊地層處理。在軟弱地層旋噴時，固結體強度低。可以在旋噴后用砂漿泵注入M15 砂漿來提高固結體的強度。在濕陷性地層進行高壓噴射注漿成孔時，如用清水或普通泥漿作沖洗液，會加劇沉降，此時宜用空氣洗孔。在砂層尤其是干砂層中旋噴時，噴頭的外徑不宜大于注漿管，否則易夾鉆。

⑷樁長的控制。對于地鐵車站施工，要嚴格控制旋噴攪拌復合樁的樁長、空孔長度和實孔長度等。根據施工設計圖紙中的地面標高、基坑底標高、樁底標高等數據，換算出測量樁機鉆桿長度來控制好樁長、實孔長度及空孔長度。

3 結語

旋噴攪拌復合樁結合了傳統旋噴樁和攪拌樁的技術優勢，在地鐵車站基坑圍護施工中發揮較大作用。旋噴攪拌復合樁避免了施工過程中漿液與土體混合不均勻現象，避免了不同土層密實度不同而導致的樁身徑縮現象，只需一次攪拌即可實現施工效果，減少了二次攪拌，提升施工效率。隨著旋噴攪拌復合樁機械設備的升級，設計和施工不斷規范，其在地鐵車站圍護建設中發揮越來越重要的作用。