繆俊樺

摘要：本文主要介紹了宿遷港泗陽(yáng)港區(qū)城西碼頭工程中高壓旋噴樁止水帷幕施工技術(shù)代替鋼板樁施工技術(shù)的可行性研究。通過(guò)對(duì)高壓旋噴樁止水帷幕施工工藝驗(yàn)證、施工參數(shù)設(shè)定、施工質(zhì)量控制以及施工效率等進(jìn)行論述，充分體現(xiàn)其可靠性、實(shí)用性等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁;臨水基坑;止水帷幕

中圖分類號(hào)：U655? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）03-0128-03

內(nèi)河碼頭工程施工中，通常需要在臨水面進(jìn)行基坑施工，在施工過(guò)程中，如何做好基坑的止水帷幕與側(cè)壁防檔是施工單位首要考慮的問(wèn)題，其不但是整個(gè)項(xiàng)目施工的重要環(huán)節(jié)，也是保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全的重點(diǎn)所在。在鄰水基坑施工中一般考慮使用鋼板樁，但是鋼板樁施工噪音巨大，振動(dòng)大，易破壞臨水面脆弱土體結(jié)構(gòu)，從而在一定程度上造成了適用范圍較為局限，不適用于施工現(xiàn)場(chǎng)空間較小的情境。對(duì)此，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)可以考慮在有限空間臨水面施工時(shí)采用高壓旋噴樁替代鋼板樁，以此充分發(fā)揮其作業(yè)噪音、占地與振動(dòng)較小等特點(diǎn)。文章結(jié)合高壓旋噴樁在工程實(shí)際的應(yīng)用，簡(jiǎn)述其施工工藝，簡(jiǎn)要論證高壓旋噴樁技術(shù)在臨水基坑應(yīng)用的可行性。

1高壓旋噴樁工藝概述

1.1高壓旋噴樁的概念及原理

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，加固土地與止水是高壓旋噴樁工藝的亮點(diǎn)所在。實(shí)際中，漿液會(huì)基于一定壓力通過(guò)高壓旋噴樁的噴嘴噴射，而土體結(jié)構(gòu)則會(huì)在噴射出的高壓射流下被破壞，緊接著圓柱形樁體會(huì)在設(shè)備注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升過(guò)程中逐漸形成，且保持著良好的強(qiáng)度。這一過(guò)程中，漿液與土體會(huì)得到充分的混合攪拌，從而在一定程度上保障了成柱質(zhì)量。

噴漿量可按以下公式計(jì)算：

Q=H1/V×q（1+β）

式中：H1為噴射長(zhǎng)度 m，V 為提升速度 m/min，另外損失系數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)噴射量 L/min 分別為β、 q 。

1.2布置形式

高壓旋噴樁的布置形式要根據(jù)目的來(lái)選擇，用于基礎(chǔ)承重的選擇分離布置式的單樁。另外，可采用整體加固布置形式來(lái)進(jìn)一步強(qiáng)化土體的穩(wěn)定性，并起到避免基坑底部土體涌起的情況。用于地基中水平隔水層選擇水平封閉樁形式。此外，還可采用排樁與板樁用作止水帷幕，而用于地基中水平隔水層則可選擇水平封閉樁形式。

2高壓旋噴樁成樁質(zhì)量的影響因素分析

2.1固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮頸

噴射方法與機(jī)具的選擇與施工地址條件不符;噴漿設(shè)備出現(xiàn)過(guò)暫?，F(xiàn)象，且時(shí)間較長(zhǎng);地質(zhì)勘探情況不明，可能遇到未知的較硬的地質(zhì)層，漿液滲透不足，產(chǎn)生頸縮。由此可見(jiàn)，能夠影響設(shè)備性能的因素有很多，或較快的拔管速度、或不同的滲透長(zhǎng)度、或不均勻的樁身直徑等。

2.2設(shè)備壓力上不去

設(shè)備閥門或接頭處有密封不嚴(yán)現(xiàn)象;設(shè)備部件如泵閥，油管有破損現(xiàn)象。塞油泵調(diào)壓過(guò)低土的土質(zhì)與含水率，在進(jìn)行靜壓沉樁作業(yè)過(guò)程中，場(chǎng)地局部遇到了暗浜、土質(zhì)不佳的情況等，而除上述情況外，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)仍存有各種各樣情況會(huì)對(duì)最終的成樁質(zhì)量造成極大影響。

2.3壓力驟然上升

噴嘴堵塞;管道管路清洗不徹底，有異物、雜物堵塞管路;泵體或出漿管路有堵塞。

2.4鉆孔沉管困難偏斜、冒漿

地下有塊石、漂石、異物、垃圾等埋設(shè)物，地面未經(jīng)整平，鉆桿傾斜度不滿足規(guī)范要求。水泥漿實(shí)際需求量與設(shè)置注漿量相比偏差過(guò)大;冒漿則是因?yàn)橥翆涌紫堵蔬^(guò)大且與地表聯(lián)通，導(dǎo)致漿液無(wú)法在封閉的環(huán)境下充斥土體。不僅如此，設(shè)備孔口壓力較低的地方溢出漿液也較為常見(jiàn)，從而表明漿液的需求量與實(shí)際注入量存在不均衡情況。

3高壓旋噴樁施工工藝

3.1工程概況

該工程項(xiàng)目配置有多個(gè)泊位，總長(zhǎng)達(dá)到719米，共計(jì)9個(gè)2000噸級(jí)泊位，約每年可達(dá)到進(jìn)出口290、80萬(wàn)噸，且有著每年近370萬(wàn)噸左右的年吞吐量規(guī)模。臨水面基坑開(kāi)挖處土質(zhì)主要為②1層淤泥（Q42n）和③12層淤泥質(zhì)黏土（Q41m）。②1層淤泥局部分布，厚度1.9-3.4m;③12層淤泥質(zhì)黏土廣泛分布，層厚2.0-7.9m。根據(jù)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘測(cè)顯示，工程項(xiàng)目施工遭遇過(guò)量沉降及不均勻沉降的概率較高，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)可能面臨深層滑移問(wèn)題，土體存在高流變性、壓縮性與含水量等特征。

3.2施工安排

高壓旋噴樁的設(shè)計(jì)：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，利用多管道混合漿液、高壓氣體與水進(jìn)行噴射的作業(yè)就是傳統(tǒng)三重管法旋噴，可實(shí)現(xiàn)800～2000mm 直徑左右的土體加固。但是，考慮到現(xiàn)場(chǎng)土體結(jié)構(gòu)的差異性，實(shí)際旋噴手段會(huì)依據(jù)不同的作業(yè)土層進(jìn)行調(diào)整。譬如，采用傳統(tǒng)的三重管法在淤泥及黏土層進(jìn)行作業(yè)，并應(yīng)用新式三重管法在砂層及以下地質(zhì)進(jìn)行作業(yè)。即，高壓雙噴法。

不僅如此，在傳統(tǒng)三重管法工藝的基礎(chǔ)上還延伸出了“改良版”。即，改用兩根噴水泥漿與單根噴空氣，用噴水泥漿管替代原有的噴水管的“空氣加雙高壓水泥漿三重管高壓旋噴樁”施工工藝：鉆桿內(nèi)部有兩根注漿管，下部接通4個(gè)直徑1.6mm 的噴漿孔，鉆桿內(nèi)部，漿管外部為氣管，下部在漿孔旁邊有4個(gè)氣孔。下鉆時(shí)注漿管攜帶水和空氣進(jìn)行下鉆，到達(dá)設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后，將水換成水泥漿進(jìn)行提升噴漿，具體如下圖所示：

3.3高壓旋噴樁的施工

3.3.1施工參數(shù)

3.3.2 施工機(jī)械

高壓旋噴樁工機(jī)械一般以步履式高壓旋噴樁機(jī)為主，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造如下：

3.4施工技術(shù)要點(diǎn)

3.4.1鉆機(jī)就位

為確保施工作業(yè)的質(zhì)量與安全，需針對(duì)空壓機(jī)、泥漿泵等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)試，以確保實(shí)際運(yùn)行的穩(wěn)定可靠。同時(shí)，為盡可能縮減樁機(jī)控制鉆桿的偏差范圍，保障樁機(jī)的鉆桿與樁位維持垂直狀態(tài)，作業(yè)需針對(duì)樁機(jī)的垂直度定時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)測(cè)斜裝置進(jìn)一步校核，以確保鉆孔垂直度誤差不大于0.3%。在此之前，需以地面平整為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上調(diào)平、對(duì)中樁機(jī)，以此完成鉆機(jī)就位。

3.4.2鉆孔引進(jìn)

為確保作業(yè)進(jìn)展的順利，需在確保相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)試。即，試噴。不僅如此，為確保鉆孔深度的精準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)作業(yè)人員及管理人員需注意跟進(jìn)作業(yè)進(jìn)度，并做好實(shí)時(shí)記錄作業(yè)，尤其是鉆孔下降深度的跟蹤記錄。

3.4.3旋噴提升

當(dāng)壓力值達(dá)到設(shè)定噴射壓力參數(shù)時(shí)開(kāi)始噴射作業(yè)，旋噴管開(kāi)始逐步提升。這一過(guò)程中，相關(guān)作業(yè)人員需以3min 為最低標(biāo)準(zhǔn)，保障噴嘴在下沉至設(shè)計(jì)深度時(shí)的旋轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)，以此確保旋噴樁底端的質(zhì)量。同時(shí)，相關(guān)作業(yè)人員在旋噴提升前需注意孔口冒漿是否正常，并改用單泵在旋噴提升至砂層頂標(biāo)高時(shí)開(kāi)展噴射作業(yè)。

實(shí)際中，旋噴作業(yè)需嚴(yán)格按照自下而上的順序展開(kāi)。另外，相關(guān)作業(yè)人員需注意雙泥漿泵的接通時(shí)機(jī)，也就是在鉆至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后接通，并及時(shí)清理排出泥漿。不僅如此，為避免旋噴管出現(xiàn)扭斷，相關(guān)作業(yè)人員需注意拔管方向是否垂直、力度是否均勻，若作業(yè)途中突發(fā)設(shè)備異常、故障等情況，需立即終止作業(yè)進(jìn)行檢測(cè)、維修。

3.4.4鉆機(jī)移位

在鉆機(jī)移位前，相關(guān)作業(yè)人員需注意對(duì)注漿泵及輸送管道的清洗，且需在旋噴提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)結(jié)束旋噴作業(yè)。

注意要點(diǎn)：

（1）嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)相關(guān)控制設(shè)備、管路系統(tǒng)等重要設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)試，保持管路通暢，且需注意雜物在管路、噴嘴等區(qū)域的殘留、堆積。不僅如此，相關(guān)作業(yè)人員需重復(fù)檢測(cè)設(shè)備的密封性，避免設(shè)備部件接頭、閥門存在安全隱患。

（2）嚴(yán)格按照施工作業(yè)要求，對(duì)作業(yè)進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤記錄，尤其是鉆孔下降深度等重要環(huán)節(jié)的跟蹤記錄。

（3）旋噴作業(yè)需嚴(yán)格按照自下而上的順序展開(kāi)，且相關(guān)作業(yè)人員需注意觀察設(shè)備噴射壓力與設(shè)置壓力情況，達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值后才可展開(kāi)噴射作業(yè)。同時(shí)，噴射注漿需在噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)開(kāi)始，且需嚴(yán)格按照施工參數(shù)進(jìn)行作業(yè)。

（4）為避免漿管出現(xiàn)扭斷，需嚴(yán)格按照先噴漿后旋轉(zhuǎn)、提升的次序開(kāi)始旋噴作業(yè)。

（5）為確保成樁質(zhì)量，相關(guān)作業(yè)人員需避免噴漿作業(yè)出現(xiàn)水泥漿沉淀情況。同時(shí)，需嚴(yán)格按照現(xiàn)存施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水泥漿水灰比的配比。另外，水泥漿應(yīng)隨拌隨用，根據(jù)施工進(jìn)度制備，且需相關(guān)負(fù)責(zé)人實(shí)時(shí)監(jiān)督拌合作業(yè)，避免拌合時(shí)長(zhǎng)低于3min。

（6）現(xiàn)存施工作業(yè)出現(xiàn)突發(fā)情況，相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)立即終止作業(yè)，且相關(guān)負(fù)責(zé)人需及時(shí)查明原因，確保作業(yè)安全。譬如，高壓噴射注漿大量冒漿，以及驟然下降、上升等。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)高壓旋噴樁施工技術(shù)的探索和研究，制定施工操作規(guī)程，優(yōu)化了施工各項(xiàng)參數(shù)，總結(jié)了一套完整施工技術(shù)，施工質(zhì)量、施工進(jìn)度得到保證，并通過(guò)在施工過(guò)程中的不斷改進(jìn)與優(yōu)化，節(jié)約項(xiàng)目成本。在公司施工項(xiàng)目類別日益增多，地域跨度日益增大的背景下，通過(guò)研究、總結(jié)和完善，以期為以后類似臨水、高飽水地質(zhì)施打高壓旋噴樁止水帷幕工程提供經(jīng)驗(yàn)。

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