藍(lán)美琴，錢宣

（1重慶華廈鋼結(jié)構(gòu)有限公司，重慶401329；2重慶建工工業(yè)有限公司，重慶402283）

高壓旋噴樁在拋填土的房建基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用

藍(lán)美琴1，錢宣2

（1重慶華廈鋼結(jié)構(gòu)有限公司，重慶401329；2重慶建工工業(yè)有限公司，重慶402283）

該文通過高壓旋噴樁技術(shù)介紹和工程實(shí)例解析，闡述了高壓旋噴樁技術(shù)在深填土建筑地基基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用；論述了針對(duì)拋填深度在35m左右、回填時(shí)間超過3年的荷載不大的工業(yè)廠房及民用建筑地基基礎(chǔ)處理的技術(shù)要求和要點(diǎn)。

拋填地質(zhì)；高壓旋噴樁；復(fù)合地基；旋噴注漿

0 前言

重慶地貌形態(tài)以中山、低山、丘陵為主，地貌高差大、溝壑眾多，采用深填土作為建筑物地基較為普遍。對(duì)該類地基傳統(tǒng)的人工挖孔樁安全無法保障，技術(shù)難度大；機(jī)械鉆孔樁、預(yù)制樁及旋挖灌注樁等不僅技術(shù)難度大且造價(jià)昂貴。特別是在建設(shè)環(huán)境受到一定限制，回填時(shí)無法強(qiáng)夯的深填土作為建筑工程用地時(shí)，采用何種地基基礎(chǔ)處理方法既滿足地基承載力又安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，實(shí)為重慶地區(qū)建筑工程技術(shù)決策的一大課題。

在建筑工程特別是在市政、道路等工程建設(shè)時(shí)，地基處理有諸多方法，但往往會(huì)受場(chǎng)地、地質(zhì)軟弱或大型樁機(jī)施工費(fèi)用高等條件限制，常規(guī)的處理方法不完全適用。

高壓旋噴樁是將預(yù)先配制好的水泥漿液通過高壓泵和旋噴注漿機(jī)使?jié){液獲得巨大能量后，從注漿管噴嘴中高速噴射出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(zhuǎn)邊提升，使?jié){液與土體充分?jǐn)嚢杌旌?，在土中形成一定直徑的柱狀固結(jié)體，使其具有增加地基強(qiáng)度、提高地基承載力、止水防滲、減少支擋建筑物土壓力、防止砂土液化和降低土的含水量等多種功能。

自上世紀(jì)70年代以來，我國數(shù)百項(xiàng)此類工程實(shí)踐均取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效果，80年代就已列入我國現(xiàn)行的地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范，現(xiàn)在相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)規(guī)范均已完備。在山地多、建設(shè)用地少的重慶地區(qū)具有較好的應(yīng)用推廣前景。

1 工程概況

重慶市玉皇觀公交保養(yǎng)場(chǎng)項(xiàng)目工程位于重慶市北碚區(qū)蔡家組團(tuán)。工程西側(cè)緊鄰某大型變電站，南側(cè)緊鄰蔡家消防支隊(duì)。因受變電站及消防隊(duì)影響，填土?xí)r無法采用大功率機(jī)械夯實(shí)，故大面積為拋填形成。根據(jù)地勘和現(xiàn)場(chǎng)土方開挖發(fā)現(xiàn)：填土層由粘性土、砂泥巖碎塊石及少量建筑垃圾組成，其中硬質(zhì)物粒徑為10～500mm，含量25%～50%，硬質(zhì)物均勻性差，回填深度17.40～35.50m。大面積回填時(shí)間超過3年，局部為新近拋填形成。

該工程1號(hào)、3號(hào)車間為混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上三層，建筑總高度21m。地基采用高壓旋噴樁復(fù)合地基，樁徑500mm，樁長15m，樁間距1～1.3m，共計(jì)1465根樁；采用P.C32.5R復(fù)合硅酸鹽水泥；注漿液水灰比為1∶1。采用單管旋噴法成樁。設(shè)計(jì)要求處理后的復(fù)合地基承載力特征值fspk≥180kPa，單樁豎向承載力特征值Ra為200kN。

2 工藝措施及質(zhì)量控制

2.1 施工方法

該工程采用單管旋噴法成樁。為避免塌孔采用引孔和旋噴一體的高壓旋噴鉆機(jī)，當(dāng)鉆桿引孔至設(shè)計(jì)深度，同時(shí)利用鉆桿完成旋噴注漿作業(yè)，以減少引孔后插套管的工藝過程，加快施工進(jìn)度，降低施工成本。因相鄰樁間距小，施工時(shí)采用相隔跳打法，跳打時(shí)間不少于48h，以避免下一樁施工時(shí)影響剛完成而未固結(jié)的樁。詳見圖1。

圖1 工藝流程圖

2.2 試樁

施工前選擇最不利位置試樁共9根，待28d后對(duì)試樁按設(shè)計(jì)承載力要求分別對(duì)3根單樁豎向承載力、3根復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢測(cè)均合格，后續(xù)按試樁形成工藝參數(shù)進(jìn)行工程樁施工。見表1。

表1 試樁工藝參數(shù)表

2.3 施工工藝及質(zhì)量控制

2.3.1 樁位測(cè)量

土方挖至樁頂標(biāo)高+300mm，采用全站儀測(cè)定旋噴樁中心點(diǎn)，并打入Φ8×500mm鋼筋，一樁一釘，并撒白灰標(biāo)識(shí)，確保樁機(jī)準(zhǔn)確就位，樁孔中心偏差應(yīng)小于50mm。

2.3.2 排污措施和水泥漿拌制

（1）排污措施

作業(yè)前根據(jù)施工順序挖好沉淀池和導(dǎo)流溝槽，將旋噴樁施工過程冒出的廢漿引入沉淀池，沉淀后清水作為灑水防揚(yáng)塵，沉淀漿土作為建筑垃圾清運(yùn)。

（2）水泥漿拌制

為減少拌料人員體能消耗，提高工作效率，水泥庫房應(yīng)緊鄰水泥漿拌制系統(tǒng)。其主要由水泥漿攪拌機(jī)、水泥漿儲(chǔ)存設(shè)備及高壓注漿泵等設(shè)備組成。

水泥漿攪拌臺(tái)由兩個(gè)攪拌機(jī)組成，一級(jí)攪拌機(jī)由2個(gè)0.8m3容積的攪拌機(jī)投料攪拌，二級(jí)攪拌機(jī)由1個(gè)1.2m3容積的攪拌機(jī)過濾攪拌，兩級(jí)之間采用0.8mm過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾。二級(jí)攪拌與高壓注漿泵連接，高壓注漿泵與旋噴鉆機(jī)采用高壓管連接，為噴漿機(jī)提供高壓水泥漿，兩級(jí)距離不超過50m，當(dāng)超過需增加壓力確保噴射壓力達(dá)到限定參數(shù)。

攪拌臺(tái)投料控制：根據(jù)設(shè)計(jì)要求水泥漿配1∶1，每1m3用水泥量756kg，根據(jù)攪拌機(jī)容積（內(nèi)徑1050mm、高度750mm）容量，并在監(jiān)理單位見證下，攪拌機(jī)水位在450mm時(shí)投水泥8包（400kg），水泥漿液位在615mm。

2.3.3 鉆機(jī)就位

開動(dòng)鉆機(jī)行走到鉆樁位置，鉆桿對(duì)準(zhǔn)樁孔中心即樁位測(cè)量時(shí)打入的鋼筋位置，導(dǎo)向架和鉆桿應(yīng)與地面垂直，用水平尺和陀螺測(cè)斜儀檢測(cè)鉆桿垂直度滿足傾斜率小于1.5%，并用定位卡固定，要求樁位對(duì)中誤差不大于5cm。

鉆機(jī)就位引孔前應(yīng)調(diào)試空壓機(jī)和泥漿泵使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，并進(jìn)行壓力小于0.5MPa低壓射水試驗(yàn)，檢查鉆頭噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

2.3.4 引孔

啟動(dòng)鉆機(jī)，引孔前先進(jìn)行地面試噴，在鉆機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可入土鉆進(jìn)。鉆孔中詳細(xì)記錄鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆桿入土深度滿足設(shè)計(jì)有效樁長。

在鉆進(jìn)過程中，同時(shí)啟動(dòng)高壓泥漿泵低壓輸送水液，壓力不超過1MPa(一般0.5～1.0MPa)，使鉆桿沿導(dǎo)向架旋轉(zhuǎn)、射流成孔下沉。利用高壓泵、高壓管連接鉆桿通過鉆頭噴嘴邊射水邊鉆孔，直到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高達(dá)到泥漿護(hù)壁的效果。

在鉆進(jìn)過程中詳細(xì)記錄每一節(jié)鉆桿鉆進(jìn)速度，以檢驗(yàn)土層密實(shí)情況及埋石深度位置，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)作好相關(guān)記錄，必要時(shí)應(yīng)通知設(shè)計(jì)單位。

2.3.5 旋噴注漿

鉆桿到達(dá)設(shè)計(jì)深度停止鉆進(jìn)，保持旋轉(zhuǎn)。注漿噴射時(shí)，高壓注漿泵壓力增到試樁壓力值（23～26.5MPa）。為保證樁底端的質(zhì)量，噴嘴下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)，在樁底不提升時(shí)邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)噴漿30s后，使水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢?，再按試樁旋轉(zhuǎn)速度和提升速度邊噴漿邊反向勻速旋轉(zhuǎn)提升（鉆桿）注漿管，直至距樁頂1m時(shí)，放慢旋轉(zhuǎn)速度和提升速度，直到樁頂出現(xiàn)水泥凈漿并不再下沉為止。

注漿發(fā)生故障時(shí)應(yīng)停止提升和旋噴，以防樁體中斷。應(yīng)立即檢查排除故障，重新開始注漿時(shí)應(yīng)采用復(fù)噴方式，復(fù)噴前后孔段搭接不小于500mm，防止固結(jié)體脫節(jié)。

為加強(qiáng)樁端質(zhì)量，在樁端部1.0m范圍內(nèi)采用搭接復(fù)噴方式2-3次以增加旋噴注漿時(shí)間。在旋噴提升過程中，可根據(jù)鉆孔時(shí)記錄的各土層鉆進(jìn)快慢數(shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整旋噴參數(shù)。

2.3.6 補(bǔ)漿措施

旋噴樁注漿完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，應(yīng)及時(shí)采用回灌處理。

2.3.7 不冒漿的處理措施

因工程為回填區(qū)，存在個(gè)別樁不冒漿情況。施工出現(xiàn)不冒漿現(xiàn)象時(shí)采取的措施有：（1）在漿液中摻入適量的速凝劑（如水玻璃）加快水泥漿液凝結(jié)，使水泥漿液在一定土層范圍內(nèi)盡快凝結(jié)硬化[1]；（2）在空隙地段鉆桿停止提升而保持旋轉(zhuǎn)噴射以增加注漿量，待填滿空隙后再進(jìn)行正常噴射注漿施工；（3）停止該樁噴漿作業(yè)，先進(jìn)行相鄰樁施工，再重新施工不冒漿的樁。

3 實(shí)施效果及結(jié)論

現(xiàn)場(chǎng)大面積施工完成后，并經(jīng)28d齡期，按單樁和復(fù)合地基載荷試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)檢驗(yàn)，數(shù)量分別為樁總數(shù)的1%[2]。結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)經(jīng)開挖4m檢測(cè)，其樁身連續(xù)、成型良好。采用引孔和旋噴一體連續(xù)作業(yè)工藝避免施工中塌孔的現(xiàn)象，工期縮短20d，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

可見高壓旋噴樁復(fù)合地基滿足高回填土地基處理要求，并具有施工方便、工期短、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。

[1]龔曉南.地基處理手冊(cè):第三版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：411-461.

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

責(zé)任編輯:孫蘇，李紅

Application of High Pressure Jet Grouting Pile in Building Foundation Treatment of Throw-filling Soil

Based on the introduction to high pressure jet grouting pile technology and practical construction cases,this paper elaborates the application of high pressure jet grouting pile technology in the building foundation treatment of deep filling soil,and expounds the technical requirements and key points of the technology when used in the foundation treatment of industrial buildings and civil buildings with the throw-filling depth of about 35m,the filling time of over three years and small loadings.

throw-filling geology;high pressure jet grouting pile;composite foundation;jet grouting

TU745.5

A

1671-9107（2017）05-0027-02

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.05.027

2016-09-26

藍(lán)美琴（1972-），女，重慶人，本科，工程師，從事建筑工程經(jīng)濟(jì)和技術(shù)管理工作。

錢宣（1981-），男，重慶人，本科，工程師，從事建筑工程技術(shù)和施工管理工作。