趙辰會(huì)

【摘要】介紹朝陽(yáng)路淮河公路大橋水中主墩在硬性粘土和砂層、亞砂土層中，利用單壁鋼圍堰結(jié)合高壓旋噴樁成功地完成了深水低樁承臺(tái)施工，使高壓旋噴樁應(yīng)用范圍得到了進(jìn)一步發(fā)展，也創(chuàng)造了深水低樁承臺(tái)施工新工法，是項(xiàng)值得推廣和應(yīng)用的新技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 旋噴樁；低樁承臺(tái)；應(yīng)用

1. 前言

深水低樁承臺(tái)施工常規(guī)方法一般采用單、雙壁鋼圍堰下沉到標(biāo)高后進(jìn)行砼封底施工，而針對(duì)朝陽(yáng)路淮河公路大橋主墩河床表層地質(zhì)為硬性粘土，而承臺(tái)底座落在砂層和亞砂土透水層中，若使圍堰下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高就顯得復(fù)雜且困難。結(jié)合岸上堤防用高壓旋噴樁不僅止水、而且可支護(hù)的原理，大膽應(yīng)用到深水中，使圍堰與高壓旋噴樁有機(jī)地結(jié)合，不僅解決了圍堰下沉穿過(guò)較厚堅(jiān)硬性粘土層的難度，同時(shí)也克服了承臺(tái)開(kāi)挖到砂層、亞砂土層中止水、支護(hù)的難題。本文著重介紹高壓旋噴樁垂直帷幕止水、支護(hù)在深水低樁承臺(tái)施工中的應(yīng)用。

2. 工程概況

朝陽(yáng)路淮河公路大橋是跨越淮河的一座公路特大橋，全長(zhǎng)1730m，雙線四車(chē)道，主跨采用140m預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)剛構(gòu)，主墩位于淮河之中，基礎(chǔ)采用142.0m鉆孔嵌巖柱樁，低樁承臺(tái)，施工水深4～6m。

2.1工程地質(zhì)。該墩地質(zhì)從河床面由上而下依次為：

①堅(jiān)硬性粘土層：承載力260KPa，層厚2～4m，極限摩阻力60KPa。

②亞砂土、砂層：圍堰2/3周長(zhǎng)處為砂層，其承載力80KPa。層厚2.2m。其余為亞砂土層，呈軟塑狀態(tài)，平均厚1.5m，標(biāo)貫13擊，承載力180KPa。

③硬塑亞粘土層：平均厚5.75m，標(biāo)貫13擊，承載力220KPa。

④以下為亞砂土層和巖層。

2.2地下水。主墩處在淮河水中，所揭露的粘性土均為不透水土層，只有砂層、亞砂土層為透水層，該透水層與淮河水構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系。

3. 施工方案

3.1圍堰選用。 圍堰采用底節(jié)雙壁鋼圍堰，其余為單壁鋼圍堰，直徑外=26.6m，內(nèi)徑為25m，高16m，自重237t?？紤]圍堰自重輕，采用內(nèi)取土加壓重法克服外側(cè)巨大的摩阻力下沉圍堰比較困難。根據(jù)地質(zhì)圍堰施工采取下沉1.5m～2.0m，然后采用高壓旋噴樁垂直帷幕支護(hù)、止水，進(jìn)行承臺(tái)施工。

3.2高壓旋噴樁設(shè)計(jì)

3.2.1樁的布設(shè)。根據(jù)設(shè)計(jì)，沿圍堰外側(cè)亞砂土層區(qū)域布設(shè)兩排樁，砂層區(qū)域布設(shè)三排樁，樁距圍堰邊0.1m，樁間距為501mm，樁長(zhǎng)9.0m，樁徑0.7m，樁尖進(jìn)入硬塑亞粘土中大于1m。經(jīng)過(guò)計(jì)算，其受力均符合要求。

3.2.2高壓旋噴樁施工機(jī)理。鉆機(jī)采用XPZ-50型單管高壓旋噴樁，BWT100/30高壓注漿泵機(jī)，當(dāng)鉆機(jī)鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用高壓旋噴機(jī)把安有水平噴嘴的注漿管下到孔底，利用高壓設(shè)備使噴嘴以20MPa的

壓力把漿液噴射出去，沖擊切割土體，并與土體攪拌混合，隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升而形成圓柱體樁體，漿與土體經(jīng)過(guò)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，固結(jié)成樁，從而達(dá)到支護(hù)、止水的作用。

3.2.3設(shè)計(jì)要求。高壓旋噴樁帷幕部位砂層、亞砂層土滲透系數(shù)K≤1×10-7cm/s，樁體抗壓強(qiáng)度取3MPa。

4. 施工工藝流程

4.1工藝流程。鉆機(jī)就位→引孔（擴(kuò)孔）到設(shè)計(jì)標(biāo)高→封堵垂向噴嘴→攪漿→由下向上旋噴作業(yè)到設(shè)計(jì)頂→沖洗→移位。

4.2施工順序。先打試樁2～3根，了解施工工藝及旋噴效果，最后確定施工參數(shù)。再進(jìn)行旋噴樁的施工，施工時(shí)應(yīng)先施工內(nèi)排樁，后施工外排樁，為確保樁與樁間能很好地咬合，宜采用打一跳一法，且間隔時(shí)間應(yīng)大于36小時(shí)。

4.3施工參數(shù)選擇。（1）泵壓：20MPa。（2）噴嘴直徑及數(shù)量：2.3mm×1～2.4mm×1。（3）流量：37～40L/min。（4）鉆桿升速：粘性土30cm/min；砂性土15cm/min。（5）鉆桿轉(zhuǎn)速：粘性土30r/min；砂性土15r/min。（6）水灰比：1.1～1.2。（7）水泥：普32.5，每米水泥用量125Kg/m。（8）附加劑：氯化鈉1.5%，三乙醇胺0.03%或水玻璃1.5%，水玻璃模數(shù)2.4～3.4，濃度30～40波美度。注意：三乙醇胺與水玻璃不能共同使用，否則會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

5. 小結(jié)

2007年8月～9月在朝陽(yáng)路淮河公路大橋主墩上首次使用并取得了良好的效果，通過(guò)承臺(tái)開(kāi)挖來(lái)看，支護(hù)、止水均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，承臺(tái)開(kāi)挖由一般的水中取土變?yōu)槿斯ね谕粒粌H大大節(jié)約了時(shí)間（5000m3土僅用了15天），而且解決了圍堰在堅(jiān)硬性粘土層下沉的難點(diǎn)，在以后同類(lèi)型結(jié)構(gòu)施工中，圍堰設(shè)計(jì)尚可優(yōu)化，以便創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)值得推廣的新技術(shù)。但美中不足之處，在于旋噴樁施工中，樁的垂直度精度必須控制在1‰以?xún)?nèi)，引孔孔位誤差小于5cm，才能保證樁間的咬合，否則會(huì)引起滲水，給施工控制帶來(lái)難度。