高壓旋噴樁施工質量控制方法研究

【摘要】隨著經濟社會的發展，地下空間的規劃發展也是非常大的趨勢，地下建設項目的數量和規模迅速增大，由此產生大量的深基坑工程。在深基坑施工中，避免地下水的影響對于確保深基坑施工安全，保護臨近建筑以及周邊設施的安全有著重要意義，近年來，許多施工單位對設計圖紙、地層信息及現場實際情況不了解，盲目施工，導致安全事故頻發。本文探討了巖土工程施工中如何控制旋噴樁的施工質量，提高施工安全性的措施，以供參考。

【關鍵詞】旋噴樁;質量;安全性

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.043

1、引言

在城市建設中，地下室土方開挖，基于對地下水的保護，坑內須止水或降水等措施來確保深基坑施工安全，目前比較常見止水或降水方式有高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、井點降水等，現高壓旋噴樁止水帷幕的施工技術逐漸取代了井點降水在基坑支護中廣泛應用，高壓旋噴樁在基坑止水防滲領域中有著相當重要的位置，不少項目采用高壓旋噴樁止水帷幕來止水防滲，通過樁與樁之間的緊密咬合，形成豎向止水帷幕，用于阻止開挖降水時基坑外透水層在坑內外水位差的作用下向坑內滲流。

高壓旋噴樁是利用鉆機將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設計高程，將預先配制好的漿液通過高壓發生裝置使液流獲得巨大能量后，從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉邊提升，使漿液與土體充分攪拌混合，在土中形成一定直徑的柱狀固結體，從而使地基得到加固。旋噴樁支護形式有單管、雙管、三管等。為了使旋噴樁止水帷幕的施工符合技術先進、安全可靠、經濟合理的要求，必須對旋噴樁的施工質量進行嚴格把關，而旋噴樁施工是工程常遇到的施工技術難點，它直接影響到止水帷幕的整體性、閉合性，如果旋噴樁施工不當會給整個工程帶來不可忽視的影響，甚至造成重大安全事故和經濟損失。

2、工程概況

某建設項目，原始地貌單元屬河流沖積階地，場地原為菜地、水塘，經人工改造整平，原始地形已改變，現場地地形起伏較大，場地標高為34.51～39.64m，該基坑地下室為兩層，基坑支護深度約6.8～8.2m。

該項目場地巖土層自上而下為：人工填土、含有機質粉質黏土、粉質黏土、粉細砂、圓礫、殘積層粉質黏土、強風化泥質粉砂巖，其中粉細砂層層厚1.30～6.00 m，圓礫層層厚0.70～4.40 m，場地內地下水的主要補給來源為大氣降水、場地周邊的生活用水及河水，地下水類型主要為上層滯水、潛水和基巖裂隙水，其中上層滯水賦存于人工填土層，地下水位位于地面以下0～2m，潛水主要賦存于粉細砂和圓礫中，受大氣降水和上層地下水補給，水量非常豐富，與河水有直接的水力聯系，水位變化因氣候、季節而異，枯水期時，地下水補給河水，汛期時，河水水位較高，補給場地地下水。

由于該項目場地地下水非常豐富，考慮到基坑開挖施工的安全性，基于保護基坑周邊環境，不產生不利影響，基坑開挖過程中必須采取一定的止水措施，根據該場地的巖土層情況，采用了高壓旋噴樁形成閉合的止水帷幕，以達到止水效果。

3、影響高壓旋噴樁施工質量的因素

根據以往施工高壓旋噴樁的現場經驗，影響高壓旋噴樁的施工質量因素有很多，主要體現在人員操作、工藝方法、施工設備等方面，1.人員因素：質量意識差、操作水平低、崗前教育培訓不夠，工人不夠熟練;2.工藝方法因素：漿液配合比、比重達不到設計要求、漿液攪拌不充分、樁孔測量定位偏差過大;3.施工設備因素：漿液流量不足，漿、水、氣壓力不滿足設計要求等。

通過現場調查、資料收集、施工旁站等方法，最后確定施工過程中影響高壓旋噴樁施工質量主要由以下因素：1.操作人員責任心不強;2.樁孔測量定位偏差過大;3.鉆機未進行水平、垂直校正、4.漿液流量不足。

4、影響高壓旋噴樁施工質量因素的解決

根據以上現場論證后得出影響高壓旋噴樁施工質量因素進行施工改進和對策實施：

①操作人員責任心不強：加強事前教育，增強職工責任心，嚴格執行操作規程進行施工。

②樁孔測量定位偏差過大：現場施工技術人員參與測量定位，并紀錄;技術人員按照施工措施對操作人員進行教育培訓，提高其精度。

③鉆機未進行水平、垂直校正：現場鉆孔施工時，施工技術人員進行旁站，并測量紀錄;技術人員按照施工措施對操作人員進行教育培訓，提高人員自覺性。

④漿液流量不足：現場漿液配比嚴格執行設計要求，機械設備執行操作規程，實時監控漿液流量。

5、施工效果

施工小組經過一個月的活動，所制定對策的各項活動均得到落實，并對高壓旋噴樁施工質量進行檢查與試驗，一般控制項目均以達到小組標準。具體體現在高壓旋噴樁止水帷幕施工各項目標均滿足設計要求，現場圍井注水試驗也滿足設計要求，旋噴樁的施工質量得到保證。具體試驗情況如下：

①用高壓旋噴樁將四面圍封，使之與已施工旋噴樁形成一個有效外邊為3m*3m的圍井，樁徑800mm，樁間距600mm，樁深為11.5m，伸入下部不透水層至少1.0m（同設計旋噴樁）。具體樁位布置如下：

②圍井施工采用三重管高壓旋噴樁施工，其主要技術參數為，高壓水壓力35～38MPa，排量70～75L/min;空壓機壓強0.60～0.80MPa，排量1.4～2.0m3/min;水泥漿液壓強0.50～0.70MPa，排量70～85L/min;漿液比重1.60～1.65，旋轉速度9～11rpm，提升速度6～8cm/min。

③圍井注水試驗采用常水頭法進行，即在圍井內設置一固定水位（本次試驗水位1.02m，）通過量杯不斷向圍井內注入水，保持固定水位不變，測得穩定注水量Q后，代入公式計算滲透系數。圍井施工完成后不少于7天，將圍井開挖一定深度（2m左右），檢查圍井施工質量，測得圍井外地下水位后，進行注水試驗。圍井注水試驗剖面示意圖如下：

④圍井滲透系數按照以下式進行計算： ，式中，K為滲透系數（cm/s），Q為穩定流量（m3/d），根據試驗測定取Q為200ml/30min（即為0.11cm3/s），t為圍井墻體平均厚度（取值0.66m），L為圍井周邊高噴墻軸線長度（取值9.6m），H為圍井內試驗水位至井底的深度（取值11.02m），h0為地下水位至井底的深度（取值9.50m），經計算K=4.8*10-8cm/s。

⑤試驗結論：設計要求止水帷幕的滲透系數小于1*10-6cm/s，圍井注水試驗滲透系數4.8*10-8cm/s，滿足設計要求。

結語：

通過現場對質量把控，技術支持，嚴抓施工質量，而項目的施工質量安全是重中之重。因此，現場管理人員要建立安全責任制，落實責任人，施工前要進行安全檢查，把不安全因素消滅在萌芽狀態，現場施工操作人員要重視質量安全，要有責任心，按設計工藝流程進行施工，才能項目保證正常施工。

參考文獻：

[1]《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）.

[2]《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2019）.

[3]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2018）.

作者簡介：

廖凱（1989-），男，漢族，本科，工程師，研究方向：巖土工程設計工作。