黃江川

(上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，上海 200433)

0 引言

在城市更新改造過程中往往存在較多的地下障礙物，如獨(dú)立基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)，短樁等，在施工前必需進(jìn)行清障，否則影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)與工程樁的施工，而往往清障回填因各種原因，存在回填不密實(shí)的情形，影響后續(xù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)及工程樁的施工，引起孔壁或槽壁的坍塌，設(shè)備地基土的失陷等，造成工程質(zhì)量和安全事故。

對(duì)清障回填土進(jìn)行加固可以采用多種工藝，如注漿、三軸攪拌樁、高壓旋噴樁等，且其加固的斷面形式，水泥摻量也不盡相同。高壓旋噴樁在地墻槽壁加固中應(yīng)用的報(bào)道也屢見不鮮，但往往都是在地墻兩側(cè)進(jìn)行，且水泥摻量較高[1-3]。本文以江浦路越江隧道新建工程浦西工作井地墻施工為依托，通過在清障回填后對(duì)地下連續(xù)墻槽段內(nèi)采用低水泥摻量高壓旋噴樁進(jìn)行土體加固，解決了地墻施工過程中垂直度及槽壁坍塌的問題，取得了較為理想的效果。

1 背景工程概況

1.1 工程概況

江浦路越江隧道浦西工作井位于上海市楊浦區(qū)楊樹浦路南側(cè)、丹東路東側(cè)，緊鄰黃浦江，工作井平面尺寸20 m×35 m，開挖深度24 m，地墻深度43 m，厚度1 m。根據(jù)物探資料，浦西工作井區(qū)域存在上海港機(jī)廠工廠綜合車間200 mm×200 mm預(yù)制方樁，樁長(zhǎng)7.5 m～8.0 m；工廠第三車間200 mm×200 mm預(yù)制方樁，樁長(zhǎng)8.0 m。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工前必須予以清除。浦西工作井附近地下障礙物分布如圖1所示。

1.2 地質(zhì)概況

本工程位于黃浦江邊，經(jīng)歷史變遷，場(chǎng)地內(nèi)存在較多的地下障礙物，同時(shí)淺部存在較厚的江灘土?；貎?nèi)土層分布如表1所示。

表1 土層物理性質(zhì)參數(shù)

本工程①3層為江灘土，飽和，松散，不均勻，夾淤泥質(zhì)土，局部為砂質(zhì)粉土，層底埋深約11 m，在地墻施工時(shí)容易產(chǎn)生塌孔問題。

2 清障回填土的弱加固處理措施

考慮方樁拔除后需要在此進(jìn)行地下連續(xù)墻施工，由于該區(qū)域原本地質(zhì)條件較差，為江灘土，拔樁后土體擾動(dòng)較大，再對(duì)拔除后的樁孔進(jìn)行回填也難以保證其密實(shí)性。為加強(qiáng)槽壁的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)施工隱患，擬采用φ1 200@900高壓旋噴樁進(jìn)行土體改良。高壓旋噴樁施工占地小，機(jī)架也低，施工較為方便。另外，由于回填土密實(shí)度較差，旋噴樁不易成型，地墻兩側(cè)形成的圓弧狀凹凸的加固土體也不利于抓土，其形成的強(qiáng)度也存在差異，在地墻成槽時(shí)抓斗會(huì)往強(qiáng)度弱的一側(cè)傾斜，進(jìn)而對(duì)垂直度也會(huì)產(chǎn)生影響。因此考慮在槽段內(nèi)進(jìn)行加固，采用梅花形布置，數(shù)量102根，水泥摻量取8%，方便后續(xù)挖土成槽，加固深度約15 m，采用雙重管施工工藝。其土體弱加固平面布置如圖2所示。加固平面大樣如圖3所示。

3 弱加固處理質(zhì)量控制

本次土體弱加固擬投入1臺(tái)SJB-Ⅰ型高壓旋噴機(jī)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，采取“隔四跳打”的施工方式，確保相鄰兩樁間距不小于4 m，時(shí)間間隔不小于48 h，防止串孔。

1)雙重管低壓旋噴引孔。鉆機(jī)就位應(yīng)準(zhǔn)確，就位偏差不大于20 mm。采用噴水引孔方式：水壓控制在1 MPa～2 MPa左右，注漿管轉(zhuǎn)速15 r/min～20 r/min,下沉速度1.5 m/min左右。使其形成一個(gè)直徑200 mm～250 mm左右的孔，成孔偏斜率控制在1%以內(nèi)。

2)低摻量噴射注漿施工技術(shù)參數(shù)。采用雙重管高壓噴射注漿法施工，注漿體直徑不小于1 200 mm，樁體搭接300 mm；主要注漿材料為P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0；水泥摻量8%，即每立方米水泥用量144 kg。

3)高壓噴射注漿施工技術(shù)要點(diǎn)。注漿管下沉至設(shè)計(jì)孔深后按要求輸入氣和水泥漿液，待漿壓、氣壓升至設(shè)定值后，按規(guī)定的提升速度和旋轉(zhuǎn)速度提升注漿管，進(jìn)行由下而上的噴射注漿。旋噴開始后應(yīng)連續(xù)作業(yè)。漿液壓力控制在16 MPa～25 MPa，流量控制在96 L/min；氣體壓力控制在0.7 MPa，流量控制在1.0 m3/min～2.0 m3/min；旋噴提升速率控制在25 cm/min；旋轉(zhuǎn)速度控制在15 r/min。

在正式施工前現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工藝試驗(yàn)，通過調(diào)節(jié)旋噴壓力和注漿量，改變噴嘴移動(dòng)方向和提升速度，對(duì)固結(jié)體予以控制。

4)水泥控制措施。每根樁水泥用量=單根樁面積×有效樁長(zhǎng)×土的容量×水泥摻量。φ1 200 mm的樁單根樁面積約1.131 m2、土體容重以1.8 g/cm3計(jì)，有效樁長(zhǎng)約15 m。每根樁水泥用量為2.44 t；每桶拌漿為：600 kg水泥(12包、50 kg/包)+600 kg水(水灰比以1.0控制)，水泥漿液比重為1.51 g/cm3，攪拌桶內(nèi)漿液體積為0.794 m3，每根樁的拌漿桶數(shù)為4桶。

4 與三軸攪拌樁槽壁加固的比較分析

傳統(tǒng)的采用三軸攪拌樁在地下連續(xù)墻兩側(cè)進(jìn)行槽壁加固，考慮垂直度的影響，三軸攪拌樁往往與地下連續(xù)墻之間空出100 mm的間隙，在地墻成槽時(shí)，該100 mm 厚的留土往往隨槽段挖土而塌落，進(jìn)而增加了后續(xù)混凝土的澆灌和鑿除量。本工程若采用傳統(tǒng)的三軸攪拌樁槽壁加固其平面如圖4所示，共布置φ850@600三軸攪拌樁65根，水泥摻量20%，長(zhǎng)度也為15 m，其加固大樣如圖5所示。

在經(jīng)濟(jì)性方面，雖然高壓旋噴樁的施工單價(jià)較三軸攪拌樁的施工單價(jià)高，但高壓旋噴樁選用低摻量水泥后綜合單價(jià)較三軸攪拌樁便宜(見表2)。從表2分析顯示，低摻量高壓旋噴樁弱加固與傳統(tǒng)三軸攪拌樁槽壁加固的工程費(fèi)用相當(dāng)。但是由于三軸攪拌樁設(shè)備較大，考慮加固的方量較小，需額外考慮設(shè)備的進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用，而高壓旋噴樁可以采用小架子，進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用基本忽略。另外，三軸攪拌樁與地墻兩側(cè)的100 mm的間隙還需要考慮多澆灌的混凝土方量及其鑿除的費(fèi)用。總體來說，槽段內(nèi)高壓旋噴樁低摻量加固還是具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

表2 工程費(fèi)用比較

在工期上采用低摻量高壓旋噴樁進(jìn)行土體弱加固處理施工相對(duì)靈活，對(duì)施工場(chǎng)地要求不高，施工工期也相對(duì)較短。而采用三軸攪拌樁槽壁加固就一次設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)都要消耗多天時(shí)間，在本次土體弱加固方量不多的情況下，在工期上無任何優(yōu)勢(shì)。

5 工程實(shí)施效果

本次高壓旋噴樁土體弱加固從2017年5月12日開始到2017年5月21日結(jié)束，工期10 d。工作井地墻施工于2017年6月開始，對(duì)于采取土體弱加固區(qū)域的槽段充盈系數(shù)及垂直度情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見表3)，以及從開挖后地墻的表面情況來看，如圖6所示，本次對(duì)清障回填區(qū)域采用弱加固處理取得了較好的效果。

表3 槽段弱加固區(qū)域地墻充盈系數(shù)及垂直度統(tǒng)計(jì)表

6 結(jié)語

在清障回填區(qū)域施工地下連續(xù)墻前，對(duì)于清障回填范圍不大的區(qū)域可以采用槽段內(nèi)全斷面高壓旋噴樁弱加固進(jìn)

行土體改良，以提高地下連續(xù)墻泥漿護(hù)壁成槽時(shí)槽壁的穩(wěn)定性，相比傳統(tǒng)三軸攪拌樁槽壁加固，采用低摻量高壓旋噴樁弱加固在經(jīng)濟(jì)性和工期上都具有一定的優(yōu)勢(shì)。本工程清障回填區(qū)域地墻的順利實(shí)施可為其他類似工程提供一定的經(jīng)驗(yàn)。