深基坑止水工程中灌注樁和高壓旋噴樁的應(yīng)用

龔文杰

(上海長寧建設(shè)項目管理有限公司)

1 工程概況

虹橋商務(wù)區(qū)核心區(qū)北片區(qū)08號地塊地下二層區(qū)域基坑開挖深度9.55～10.25m，基坑面積總12740m2，地下一層區(qū)域基坑開挖深度5.45～6.35m，基坑面積31908m2，擬建場地地貌形態(tài)單一，屬濱海平原地貌類型。場地較平坦，勘察期間地面標(biāo)高在+4.08～5.32m之間。場地淺部地下水屬潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水和地面蒸發(fā)，勘察期間實測穩(wěn)定水位埋埋深一般為0.5～0.7m，設(shè)計計算時水位埋深取為0.50m。基坑深度較深，地下水位對其影響較大，將灌注樁、高壓旋噴樁兩者技術(shù)融合，能在降水階段將土體擾動最小化，并達(dá)到高效完成工程止水的目的。

2 鉆孔灌注樁施工

2.1 護(hù)筒埋設(shè)

⑴以項目規(guī)劃為基準(zhǔn)，嚴(yán)格按照基坑開挖技術(shù)規(guī)范，以樁基中心為圓心，旋轉(zhuǎn)開挖出基坑，保證基坑直徑大于灌注樁設(shè)計樁徑200mm，開挖方式選擇人工開挖埋設(shè)護(hù)筒，開挖深度達(dá)到1.10～1.30m，若存在雜填土較多的范圍可適當(dāng)調(diào)整開挖深度。清理基坑障礙物后方可實施鋼護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)。

⑵為了保證鋼護(hù)筒埋設(shè)精度，應(yīng)采用十字中心吊錘法，吊裝校正鋼護(hù)筒，控制鋼護(hù)筒傾斜度與高度，其中鋼護(hù)筒傾斜度不得超出1%，地面外露高度控制在10cm，還要避免鋼護(hù)筒中心偏差，檢查鋼護(hù)筒埋設(shè)，并且確定各項參數(shù)均符合設(shè)計要求后再開展填充作業(yè)，選擇黏土作為填充材料，填充夯實鋼護(hù)筒周圍的空隙[1]。具體埋設(shè)情況如圖1所示。

圖1 護(hù)筒埋設(shè)示意圖

2.2 鉆進(jìn)成孔

在正式開展鉆孔作業(yè)前，做好設(shè)備的維修與校正工作，確保鉆機的滑輪組、回轉(zhuǎn)器、鉆頭等均處于正常狀態(tài)，并在同一鉛垂線上，吊緊鉆頭，確定鉆頭垂直度、鉆進(jìn)速度以及進(jìn)尺速度等參數(shù)。鉆進(jìn)作業(yè)應(yīng)保持平穩(wěn)，不得突然停止，初鉆速度不宜過快，避免影響鋼護(hù)筒筒底護(hù)壁的穩(wěn)定性。在鉆孔過程中，工作人員要具體情況具體分析，針對不同土層的實際情況確定最佳的進(jìn)尺速度、泥漿標(biāo)高，若鉆機鉆進(jìn)時遇到塑性大的土層可選擇采用反復(fù)掃孔施工方法，同時如實記錄鉆孔情況，生成成孔記錄[2]。護(hù)壁泥漿標(biāo)高必須達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，并選擇原土造漿，檢查泥漿比重和清孔泥漿比重，前者為1.05～1.15，后者為1.30范圍內(nèi)。

2.3 一次清孔

清孔作業(yè)是鉆孔灌注樁施工的重點工作，清孔效果會直接影響灌注樁后續(xù)的使用，故本項目清孔作業(yè)采用兩次正循壞清孔工藝，即安排在終孔后和實施灌注施工前。鉆機鉆進(jìn)到終孔深度時，操作手應(yīng)調(diào)整鉆機鉆進(jìn)速度，提起鉆頭，約提起0.2m，采用全泵量沖孔方法，研磨分散土層顆粒，為清孔作業(yè)創(chuàng)造良好條件，清孔完畢后要檢查清孔效果，查看是否無泥塊、泥皮返出，判斷是否達(dá)到設(shè)計要求。具體清孔清孔如圖2所示。

圖2 清孔示意圖

2.4 鋼筋籠安裝

⑴制作。以設(shè)計圖紙為指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)完成鋼筋籠生產(chǎn)與制作，同時嚴(yán)格控制制作偏差，不得超出允許范圍。

⑵提放。質(zhì)量驗收達(dá)標(biāo)的鋼筋籠才能放置到鉆孔內(nèi)，并且緩慢平穩(wěn)提放鋼筋籠，若受到阻礙應(yīng)馬上停止下放，及時檢查受阻原因，并采取針對性措施給予處理。

⑶吊放。控制鋼筋籠吊放高度，綁扎吊筋時應(yīng)該將其充分緊固，避免在開展混凝土灌注作業(yè)時出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題。

⑷焊接。嚴(yán)格按照鋼筋籠焊接規(guī)范實施作業(yè)，控制鋼筋籠垂直度，不得超出1%的范圍，鋼筋籠與孔口對接出采用單面搭焊施工工藝，控制焊接偏差，確保搭焊長度與焊縫厚度均處于允許范圍，本項目對應(yīng)搭焊長度為12d，焊縫厚度為0.35d。

2.5 下導(dǎo)管

⑴選擇。根據(jù)項目實際情況確定采用?219mm灌漿導(dǎo)管。

⑵檢查。在正式下管前應(yīng)清點根數(shù)，檢查導(dǎo)管品質(zhì)，確保導(dǎo)管平直，各項性能均符合設(shè)計要求，確定導(dǎo)管長度。

⑶密封連接。采用“0”型密封圈作為導(dǎo)管連接密封的材料，確保導(dǎo)管密封性。同時，在開展導(dǎo)管與孔口連接作業(yè)時可選擇在鋼筋絲扣上涂抹機油，方便擰緊和拆卸。

2.6 二次清孔

完成下導(dǎo)管作業(yè)后方可開展二次情孔作業(yè)，二次清孔工藝采用正循壞清孔，具體施工流程可參考一次清孔作業(yè)，當(dāng)沉渣厚度不大于100mm時即可終止二次清孔作業(yè)。完成二次清孔后由監(jiān)理單位實施質(zhì)量驗收，驗收合格后才能開展混凝土灌注施工。

2.7 水下混凝土灌注

⑴準(zhǔn)備工作。保持導(dǎo)管居中，與鉆孔孔底距離恰當(dāng)，控制在0.5m作業(yè)效果最佳，放置球膽和蓋板，操作自卸混凝土車，連續(xù)開展混凝土灌注作業(yè)。

⑵拔管。現(xiàn)場質(zhì)檢員應(yīng)根據(jù)項目設(shè)計要求和實際情況，確定拔管長度，并且在每次拔管前采用測繩測量的方式精確確定拔管長度，如實做好記錄。

⑶疏導(dǎo)。若在灌注混凝土的過程中出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，應(yīng)及時疏導(dǎo)并記錄疏導(dǎo)情況。

⑷灌注。為了保證灌注效果，應(yīng)該連續(xù)不中斷地開展混凝土灌注作業(yè)，首斗灌注量必須足量，并使得導(dǎo)管底部埋入混凝土面，埋入深度＞1.2m。

3 高壓旋噴樁

高壓旋噴樁是深基坑止水工程中常用基坑形式之一[3]，本項目所應(yīng)用的高壓旋噴樁采用兩重管施工工藝，樁徑為800mm、水泥摻量25%、水灰比為1.0。高壓旋噴樁制作方式采用臺班輪作，并制作一組試塊，對試塊開展28d側(cè)限抗壓強度試驗，檢查旋噴樁成樁效果和抗壓強度，保證旋噴樁抗壓強度≥1.0MPa。

⑴測量放線。以設(shè)計圖紙作為參考標(biāo)準(zhǔn)開展測量放線作業(yè)，確定樁位后用紅色油漆標(biāo)注樁位中心，測量孔口地面高程，如實記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

⑵就位對中。旋噴樁機就位后及時調(diào)整對中誤差、垂直度偏差，前者不得超出2cm允許范圍，后者不得超出旋噴樁樁長1/150。

⑶鉆孔。根據(jù)項目實際情況和施工單位的設(shè)備配置，鉆孔設(shè)備采用GD-2型鉆機，在實施鉆進(jìn)時，操作手要密切觀察鉆機鉆進(jìn)情況，不得讓鉆孔垂直度偏差超出0.5%的允許偏差范圍。

⑷下噴射管。調(diào)試高噴臺車并將高噴臺車移動到孔口位置，下管前采用膠布將噴射水管和氣嘴進(jìn)行包扎堵塞，嚴(yán)格按照噴射規(guī)范實施噴射作業(yè)，保證噴射效果。

⑸制漿。根據(jù)試驗室確定的配比制備漿液，其中高噴灌漿水泥采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥。

⑹噴射提升。控制噴射管下入深度，確定噴射管下入達(dá)到設(shè)計深度后方可開展水氣液的噴射作業(yè)，確保終噴高度符合設(shè)計要求。在漿液外冒后應(yīng)及時提升噴管，控制旋轉(zhuǎn)速度。完成噴射作業(yè)后，工作人員要及時沖洗清理噴射管道和其他設(shè)備，做好設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)。

⑺施工控制。因鉆孔排樁在施工過程中可能出現(xiàn)樁位偏離現(xiàn)象，樁間高壓旋噴樁的定位必須根據(jù)實際鉆孔灌注樁的樁位來確定。即在確定高壓旋噴樁樁位前要求施工人員挖出鉆孔灌注樁樁頭，先確定鉆孔灌注樁的中心位置，然后根據(jù)其連線中點垂直外放200mm作為樁間高壓旋噴樁的中心位置。如鉆孔灌注樁因坍孔造成樁徑擴大，應(yīng)進(jìn)行引孔噴漿。當(dāng)鉆孔灌注樁的樁位偏離較大，如超出300mm時，應(yīng)以彌補在先的原則，在鉆孔灌注樁外側(cè)邊線連線位置三等分布設(shè)2根高壓旋噴樁進(jìn)行補救，以避免土方開挖過程中出現(xiàn)險情。

施工中對鉆桿提升噴漿過程控制是樁間高壓旋噴樁施工控制的關(guān)鍵工序。在鉆桿提升噴漿過程中，施工人員要調(diào)整好各個施工參數(shù)以適應(yīng)不同土層的變化，最直觀的指標(biāo)是隨時觀察返漿的變化情況。返漿量少甚至不返漿說明通過泵送的水泥漿大量滲流到土層中，未能形成樁體，造成水泥浪費而無效果。應(yīng)調(diào)整水泥漿稠度或加入速凝劑等，并調(diào)低水泥漿泵送壓力以及調(diào)整水、氣的泵送壓力以適應(yīng)土層的變化，并在提升速度上作適當(dāng)調(diào)節(jié)；返漿量過大則說明水泥漿未進(jìn)入土層，樁體的擴散范圍達(dá)不到設(shè)計要求，水泥通過返漿而大量浪費，應(yīng)先調(diào)低水泥漿泵送量，減慢鉆桿提升速度，同時通過調(diào)整參數(shù)加大切削土層的能力后，再調(diào)整水泥漿泵送量并進(jìn)行復(fù)噴水泥漿，以滿足設(shè)計樁徑的要求。

4 效果檢驗

通過對現(xiàn)場基坑開挖后檢驗證明：高壓旋噴樁止水帷幕與灌注樁相結(jié)合的支護(hù)結(jié)構(gòu)的擋土擋水效果較好，深基坑開完后土體穩(wěn)定，無透水涌水現(xiàn)象，止水效果良好，如圖3所示。

圖3 止水效果

5 結(jié)語

建筑工程開挖深基坑時應(yīng)格外注意止水效果對基坑施工的影響，如果止水效果差，導(dǎo)致水位下降，不僅會拖延項目工程的建設(shè)進(jìn)度，還會對鄰近的建筑物地基造成影響。在基坑施工中，采用合適的施工工藝和措施能夠有效提升止水效果，降低基坑開挖與地下水變化對周圍建筑物地基的影響，確保建筑工程在規(guī)定工期內(nèi)完成建設(shè)。