盧一韓 曾昭勇 蒙永濤

廣西建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司 廣西 南寧 530001

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，舊城改造不斷擴(kuò)大。旋挖樁已成為確保樁基礎(chǔ)施工安全性的重要支撐，其因施工速度較快、施工安全系數(shù)高、成樁質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用[1-3]。在旋挖成孔作業(yè)中遇到富含較大塊徑的砂卵石地層時(shí)，如何避免大面積坍孔并能將砂卵石層中的大塊徑卵石有效取出，如何避免樁芯混凝土澆筑時(shí)流入相鄰樁內(nèi)形成斜面狀結(jié)硬混凝土導(dǎo)致難以鉆入，成為富含大塊徑卵石的砂卵石地層旋挖樁成孔難題[4-5]。因此，富含大塊徑卵石的砂卵石地層旋挖樁成孔技術(shù)值得研究。

1 工程概況

廣西田林縣人民醫(yī)院醫(yī)技綜合樓項(xiàng)目位于田林縣人民醫(yī)院內(nèi)，為新建建筑，工程高度為51.9 m，地上11層、地下1層。本工程塔樓為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理使用年限為50 a，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級。本工程基坑支護(hù)樁為旋挖樁，基坑周圍附近為原有建筑物及道路。

場地地質(zhì)條件在鉆探深度范圍內(nèi)，自上而下由素填土、粉質(zhì)黏土、卵石、泥巖組成，根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，鉆入至砂卵石（Qal）時(shí)應(yīng)為：暗黃色-灰褐色，充填物為礫砂、粗砂，分選性一般，卵石大小一般為2～6 cm，少部分達(dá)8～10 cm以上，次圓狀，成分主要為硅質(zhì)巖、砂巖等，中密狀態(tài)為主，層厚為1.9～6.7 m，平均厚度為4.31 m。而在現(xiàn)場實(shí)際施工鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)到達(dá)砂卵石層時(shí)，卵石占比達(dá)到40%以上，較多的卵石粒徑不僅僅為10 cm左右，不少達(dá)到了30～50 cm，個(gè)別甚至達(dá)到了60 cm以上，大塊的卵石影響旋挖機(jī)鉆孔作業(yè)進(jìn)度，大塊漂石難以進(jìn)入挖斗內(nèi)，導(dǎo)致挖斗帶著漂石空轉(zhuǎn)，將本來緊實(shí)的土質(zhì)攪拌成易坍孔的流砂土質(zhì)，旋挖鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)取出困難和非常容易坍孔的現(xiàn)象（圖1），對支護(hù)樁成孔和一次成形完整性影響很大。本工程采取對富含大塊徑卵石的砂卵石地層采取高壓旋噴固結(jié)，通過固結(jié)后及時(shí)旋挖成孔的方式進(jìn)行施工。

2 施工技術(shù)特點(diǎn)

針對工程地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，選用高壓旋噴注漿法，通過XPL-20/20A型系列履帶低架旋噴鉆機(jī)，調(diào)整垂直后進(jìn)行下鉆，通過硬質(zhì)合金鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的方法，在砂卵石層地質(zhì)鉆進(jìn)成孔。將經(jīng)過漿液攪拌機(jī)攪拌過的水泥漿通過高壓泵和泥漿泵加壓，由注漿機(jī)經(jīng)過導(dǎo)管送入孔中（圖2），水泥漿在高壓和旋轉(zhuǎn)噴射攪拌作用下與周圍土質(zhì)結(jié)合，并滲透進(jìn)入土層的裂縫和孔隙中。水泥漿硬化后將大塊徑卵石與泥土水分等固結(jié)硬化，使得旋挖鉆機(jī)在進(jìn)行樁成孔作業(yè)時(shí)得以順利進(jìn)行。

圖1 旋挖成孔塌方示意

圖2 高壓旋噴注漿后旋挖樁成孔示意

3 施工要點(diǎn)

3.1 測量放線

1）復(fù)核設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場交樁點(diǎn)，采用全站儀對樁位進(jìn)行精確測放。針對本工程地處坡道處，孔位需隨鉆孔需要進(jìn)行放線測量，經(jīng)過多次復(fù)核后，方可鉆孔作業(yè)。

2）利用水準(zhǔn)儀對各樁位的自然地面標(biāo)高進(jìn)行測量并列表記錄，確保固化深度大于支護(hù)樁鉆孔深度。

3）樁位坐標(biāo)放出后，樁中心采用長50 cm、φ10 mm鋼筋打入土中，做好標(biāo)識，標(biāo)出管樁的外圓周后，再在四周定位出高壓旋噴鉆孔位置。

3.2 水泥入場驗(yàn)收與堆置

1）P.O42.5水泥的入場驗(yàn)收。由于工期趕以及工藝需求，我們選用凝結(jié)較快、強(qiáng)度夠高的P.O42.5水泥。水泥入場后，材料員應(yīng)對其強(qiáng)度等級、規(guī)格以及有效期進(jìn)行驗(yàn)收，并做好驗(yàn)收記錄。

2）P.O42.5水泥的堆置。堆放水泥的場地先整平，用軟木墊進(jìn)行支墊，鋪設(shè)一層模板后再進(jìn)行堆放，堆放高度不宜過高，不宜距離泥漿池過遠(yuǎn)。

3.3 鉆孔機(jī)對位

1）由于鉆孔作業(yè)和注漿作業(yè)屬于帶水作業(yè)，現(xiàn)場將不可避免造成泥濘路面，所以需要挖機(jī)在現(xiàn)場配合修路與吊運(yùn)材料配件。

2）測量定位完成后，移動(dòng)高壓旋噴鉆機(jī)到指定樁位，將鉆頭對準(zhǔn)孔位中心，同時(shí)整平鉆機(jī)，放置平穩(wěn)、水平，放下4個(gè)腳撐確保平穩(wěn)后，鉆頭對準(zhǔn)放線位置，鉆桿的垂直度偏差不大于1%；調(diào)好垂直度后即可下鉆。

3.4 鉆孔作業(yè)施工要點(diǎn)

1）采用高壓旋噴鉆機(jī)向下施鉆，先低壓噴水或不噴水向下施鉆，與高壓旋噴鉆機(jī)連接的壓力泵的壓力設(shè)為5～10 MPa。當(dāng)高壓旋噴鉆機(jī)下鉆至堅(jiān)硬土層標(biāo)高后，增大壓力泵壓力至20～25 MPa，同時(shí)噴清水，高壓旋噴鉆機(jī)的鉆頭旋轉(zhuǎn)速度為20～25 r/min，以使堅(jiān)硬土層中形成一個(gè)直徑同樁徑的飽和擾動(dòng)體；當(dāng)高壓旋噴鉆機(jī)下鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停鉆。

2）高壓旋噴鉆機(jī)提鉆過程中，逐漸減小壓力泵的壓力，減小噴水量，拆卸鉆桿，將拆下的鉆桿碼放在鉆機(jī)邊的鉆桿堆放架上。

3.5 注漿機(jī)對位

鉆孔機(jī)鉆好孔后移機(jī)進(jìn)行下一孔位的鉆孔，預(yù)留出足夠位置保證注漿機(jī)作業(yè)后，注漿機(jī)即可就位準(zhǔn)備注漿作業(yè)。

3.6 注漿作業(yè)施工要點(diǎn)

1）施工準(zhǔn)備就緒，噴射注漿前，要檢查管路系統(tǒng)和高壓注漿設(shè)備。在使用高壓泵時(shí)，應(yīng)先測定安全閥的性能，檢查噴嘴內(nèi)不得有雜物，各通道暢通，管路系統(tǒng)的密封圈良好無損等，保證高壓泵能夠可靠運(yùn)行。同時(shí)，高壓泵的排量和壓力必須滿足實(shí)際工程的要求。

2）注漿管下放前，先用一層薄塑料膜包裹好，以有效防止泥砂堵塞噴嘴。在噴漿時(shí)，高壓漿液能夠?qū)⑺芰夏_破，可保證注漿的質(zhì)量。

3）高壓噴射注漿時(shí)，先啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，再啟動(dòng)高壓泵，注意設(shè)備的啟動(dòng)順序。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，注漿管風(fēng)、水暢通后，即可旋轉(zhuǎn)注漿管開始自下而上噴射注漿。注漿壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，注漿壓力過大，可能會(huì)損壞注漿管，如果注漿壓力過小，水泥漿滲入充填深度和強(qiáng)度較小，對加固范圍的加固作用小，影響加固質(zhì)量。注漿管提升不宜過早，達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量或注漿壓力時(shí)，穩(wěn)定3～5 min后，方可停止注漿。

4）噴射注漿施工過程中，如果拆卸注漿管，應(yīng)先停止提升和回轉(zhuǎn)，同時(shí)停止送漿，最后停機(jī)。

5）水泥漿液的水灰比和性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范要求，禁止使用受潮或過期的水泥。每次配制的水泥漿液不宜過多，在噴射注漿過程中，應(yīng)對水泥漿液持續(xù)攪拌，防止水泥漿沉淀、固結(jié)。

6）噴射注漿過程中，注意觀察冒漿情況。土層情況、噴射效果和噴射參數(shù)與冒漿量有著密切關(guān)系。一般情況下，冒漿量小于注漿量的20%，如果完全不冒漿或者冒漿量超過注漿量的20%，應(yīng)立即查明原因，并采取對應(yīng)的措施。如果地層中有孔隙較大，導(dǎo)致不冒漿，可以增大注漿量或在水泥漿液中加入適量速凝劑；若冒漿量過大，可以加快提升速率、縮小噴嘴直徑、減少注漿量。

7）待噴射的水泥漿硬化，達(dá)到終凝強(qiáng)度后，即可平整場地，進(jìn)行旋挖樁鉆孔作業(yè)。

4 效果檢查

1）通過對本次采用高壓旋噴注漿法固化大塊徑砂卵石后的旋挖樁成孔作業(yè)施工效果進(jìn)行檢查，所有旋挖樁孔作業(yè)過程中再無坍孔現(xiàn)象，成孔率達(dá)到100%。

2）本工程項(xiàng)目采用高壓注漿法固化樁數(shù)為33根，此前采用的方法為素混凝土灌注固化法。選用素混凝土填充再循環(huán)旋挖成孔施工時(shí)間15 d，共成孔7根，耗費(fèi)素混凝土約600 m3，每樁成孔耗時(shí)約為2 d，每樁成孔成本增加約43 000元。選用高壓旋噴固結(jié)后旋挖成孔施工時(shí)間26 d，共成孔26根，高壓旋噴注漿4 700 m，每樁成孔耗時(shí)約為1 d，每樁成孔成本增加約30 800元。通過對比發(fā)現(xiàn)，若該區(qū)域33根旋挖樁全部選用高壓旋噴固結(jié)后再旋挖，可縮短工期33 d，節(jié)約成孔護(hù)壁成本402 600元。

5 結(jié)語

廣西田林縣人民醫(yī)院醫(yī)技綜合樓支護(hù)樁工程經(jīng)過高壓旋噴注漿法施工后，旋挖樁施工鉆孔作業(yè)成孔率達(dá)到100%，無大面積坍孔現(xiàn)象發(fā)生。施工工藝克服了大塊徑砂卵石層旋挖鉆孔作業(yè)坍孔嚴(yán)重的難題且保證了周邊建筑的安全穩(wěn)定性，保證了工期，提高了旋挖鉆孔灌注樁成樁的質(zhì)量，同時(shí)也節(jié)約了成本。