周 全

（中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司 北京 101000）

沿海深基坑工程高壓旋噴樁施工質(zhì)量控制

周 全

（中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司 北京 101000）

珠海城際軌道工程灣仔車站深基坑工程采用高壓旋噴樁止水帷幕，通過(guò)精心施工，較好的完成施工任務(wù)，該工程的施工質(zhì)量控制措施可為同類深基坑工程提供寶貴意見。

高壓旋噴樁 質(zhì)量控制 深基坑

1 引言

沿海深基坑工程止水是保證施工安全的關(guān)鍵，灣仔站設(shè)計(jì)為樁間止水，對(duì)高壓旋噴樁的施工質(zhì)量控制就尤為關(guān)鍵，本文就灣仔車站高壓旋噴樁施工中的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行闡述，以提高自身管理水平和為同類工程提供寶貴意見。

1.1 工程概況

車站位于珠海市香洲區(qū)南灣南路，前接橫琴隧道北灣區(qū)間，后接橫琴隧道灣十區(qū)間，車站中心距南海邊緣約300 m。車站起訖里程DK5+646.1—DK5+913.9，中心里程DK5+769。車站主體結(jié)構(gòu)基坑標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度約19.5 m，端頭井基坑開挖深度約21.5 m，車站覆土厚度約為2.8 m，采用明挖順做法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐的支護(hù)形式，樁徑為800 mm，樁間距為1 000 mm。樁間采用直徑600 mm的高壓旋噴樁止水。

1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

高壓旋噴樁樁徑600 mm，間距1 000 mm，水灰比1︰1，每延米樁長(zhǎng)水泥摻量為200 kg，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，注漿壓力不小于24 MP，空氣壓力大于0.7 MP，旋轉(zhuǎn)速度15 cm /min，提升速度30 cm/min，流量85 L/min。

2 施工

2.1 工藝流程

放線定位→鉆機(jī)就位→低壓射水試驗(yàn)→鉆孔下管→成孔達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高→制漿→高壓旋噴提升→成樁→沖洗管路→移位→下一根樁

2.2 放線定位

施工前用全站儀測(cè)定高壓旋噴樁施工的控制點(diǎn)，標(biāo)記，經(jīng)過(guò)復(fù)測(cè)驗(yàn)線合格后，用鋼尺和測(cè)線實(shí)地布設(shè)樁位，并用竹簽釘緊，一樁一簽，保證樁孔中心移位偏差小于20 mm。

2.3 鉆機(jī)就位

將使用的鉆機(jī)安置在測(cè)設(shè)的孔位上，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位。為保證鉆孔達(dá)到要求的垂直度，鉆機(jī)就位后做水平校正，使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。以吊線錘校正機(jī)架垂直度，每工作班檢查不少于2次，使垂直度偏差不超過(guò)1 %，孔位偏差小于5 cm。

2.4 射水試驗(yàn)

鉆機(jī)就位后，首先進(jìn)行低壓射水試驗(yàn)（0.5 MPa），用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常.

2.5 鉆孔下管

鉆孔的目的是將注漿管順利置入預(yù)定位置（鉆孔桿與注漿管合二為一），在下管過(guò)程中，需防止管外泥砂堵塞噴嘴，確保下管順利，同時(shí)輸送壓縮氣流，直至注漿噴頭下到預(yù)定位置。射水試驗(yàn)后，即可開鉆，射水壓力由0.5 MPa增至1.0 MPa目的是減少摩擦，防止噴嘴堵塞。當(dāng)?shù)谝桓@桿鉆進(jìn)后，停止射水待壓力下降后，接長(zhǎng)鉆桿，在繼續(xù)射水鉆進(jìn)，直到鉆到設(shè)計(jì)樁底位置。

2.6 制漿

本工程水泥漿水灰比控制為1︰1，水泥用量為200 kg/m，水泥儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)3個(gè)月重新取樣試驗(yàn)，并按其檢驗(yàn)結(jié)果使用，使用前報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。按確定的配比首先將水加入桶內(nèi)，再加入水泥，開動(dòng)攪拌機(jī)拌合均勻后，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)流入泥漿池；再用泥漿泵抽進(jìn)第二次過(guò)濾篩，進(jìn)行第二次過(guò)濾后，流入泥漿桶的漿液，經(jīng)過(guò)高壓泵加壓，經(jīng)高壓管送至鉆機(jī)進(jìn)行旋噴。

2.7 噴射注漿

成孔后開啟高壓泵，當(dāng)漿液到孔口開始冒漿，由下而上進(jìn)行噴射注漿，注漿壓力控制在24 MP，提升速度控制在30 cm/min左右，流量85 L/min，提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高，注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于30 cm，提升時(shí)如斷樁、斷漿、堵管應(yīng)回下30 cm重復(fù)搭接，第一次噴射結(jié)束后有余漿應(yīng)下沉至軟硬土層交接處下方1～2 m復(fù)噴。漿壓提升速度根據(jù)灰漿余量在范圍內(nèi)增減。

3 常見質(zhì)量問題及其質(zhì)量保證措施

根據(jù)旋噴樁施工工藝特點(diǎn)及場(chǎng)區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)情況，為保證旋噴樁施工質(zhì)量，針對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施及處理方法。

3.1 固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮頸

3.1.1 產(chǎn)生原因

（1）沒有根據(jù)地質(zhì)條件選擇適 當(dāng)?shù)膰娚浞椒ㄅc施工機(jī)具。

（2）穿過(guò)較硬的黏性土部位易產(chǎn)生頸縮。

（3）旋轉(zhuǎn)速度、拔管速度及注漿量配比不當(dāng)，造成樁身直徑不均勻，漿液多少不均。

（4）噴射的漿液與切削的土粒強(qiáng)制攪拌不均勻，不充分。

（5）噴漿設(shè)備中間出現(xiàn)故障。

3.1.2 質(zhì)量保證措施

（1）根據(jù)地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求，選用適當(dāng)?shù)膰姖{方法和施工機(jī)具

（2）根據(jù)固結(jié)體的形狀及樁身勻質(zhì)性，調(diào)整噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度、拔管速度、噴射壓力和噴漿量，噴漿過(guò)程應(yīng)連續(xù)均勻。

（3）嚴(yán)格噴嘴的加工精度、直徑、形狀、位置等，以確保噴漿效果。

（4）嚴(yán)格控制漿液的水灰比、稠度。

（5）放注漿管前，先在地表進(jìn)行射水試驗(yàn)，然后才能下注漿管施工。配漿時(shí)必須用篩過(guò)濾。

（6）為確保旋噴作業(yè)連續(xù)施工，工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備一臺(tái)備用發(fā)電機(jī)組，如果施工過(guò)程中停電，則啟用備用發(fā)電機(jī)。

（7）根據(jù)本工程具體情況，土層軟硬變化大，鉆機(jī)下沉?xí)r應(yīng)注意電流壓力變化確定硬土層的厚度，在硬土層里應(yīng)加大水壓提升噴射至標(biāo)高緩解過(guò)硬過(guò)黏的土層，減小軟硬土層變化差別過(guò)大帶來(lái)的高壓漿切割效果，降低樁徑過(guò)大過(guò)小差距，然后下沉至樁底待漿。

3.2 樁頂面下凹

3.2.1 產(chǎn)生原因

在水泥漿液與土攪拌混合后，由于漿液的析水特性。會(huì)產(chǎn)生一定的收縮作用，因而造成在固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴。其深度隨土質(zhì)漿液的析水性、固結(jié)體的直徑和長(zhǎng)度等因素而變化。

3.2.2 質(zhì)量保證措施

為防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降，保證樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求，可采取以下辦法：

（1）旋噴樁施工完畢，及時(shí)用水灰比為0.6的水泥漿補(bǔ)灌。

（2）旋噴長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)長(zhǎng)0.3～1 m。

（3）在旋噴注漿完成后，在固體的頂部0.5～1 m范圍內(nèi)再鉆進(jìn) 0.5～1 m，在原位提桿再注漿復(fù)噴一次加強(qiáng)。

3.3 鉆孔沉管困難偏斜

3.3.1 產(chǎn)生原因

（1）地面不平不實(shí)，鉆桿傾斜度超標(biāo)。

（2）有地下埋設(shè)物。

3.3.2 質(zhì)量保證措施

（1）施工前應(yīng)先平整場(chǎng)地，開鉆前，檢查樁機(jī)平穩(wěn)性，做到固定端正，樁架垂直，并采用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)，保證樁機(jī)的水平度、樁架的垂直度，在確保無(wú)誤后方可繼續(xù)施工。

（2）樁位點(diǎn)應(yīng)提前引孔，遇有地下埋設(shè)物應(yīng)清除或移動(dòng)樁鉆孔點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際孔位和鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴等與工程地質(zhì)報(bào)告不符等情況時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄，認(rèn)真如實(shí)填寫施工報(bào)表，客觀反映施工實(shí)際情況。

3.4 鉆孔沉管冒漿異常

3.4.1 產(chǎn)生原因

冒漿是指在噴漿過(guò)程中往往有一定數(shù)量的土粒，隨部分漿液沿著注漿管壁冒出地面，冒漿量小于注漿量的20 %為正常超過(guò)20 %或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)查明原因，采取措施。冒漿量過(guò)大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng)，不冒漿的主要原因是土層中有較大空隙。相鄰樁施工時(shí)間間隔短易串漿。

3.4.2 質(zhì)量保證措施

冒漿量過(guò)大采取的措施：

（1）提高噴射壓力。

（2）適當(dāng)縮小噴口孔徑。

（3）加快提升和旋噴轉(zhuǎn)速，使?jié){液量與實(shí)際需要量相當(dāng)，減少冒漿。

不冒漿可采取的措施：

（1）在漿液中摻加外加劑，縮短凝結(jié)時(shí)間。

（2）在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再正常噴漿。

為防止旋噴樁施工時(shí)由于相鄰兩樁施工距離太近或間隔時(shí)間太短，造成相鄰噴孔施工時(shí)串漿，可采取分批跳孔施作。鉆孔樁施工時(shí)按每間隔兩孔施作，相鄰的旋噴樁施工時(shí)間間隔不少于48 h。

若噴漿過(guò)程中出現(xiàn)壓力驟然上升或下降，大量冒漿、串漿等異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)提鉆出地表排除故障。復(fù)噴接樁時(shí)應(yīng)加深0.4m，重復(fù)噴射接樁，防止出現(xiàn)斷樁。因地下孔隙等原因造成返漿不正常、漏漿時(shí)，應(yīng)停止提升，用水泥漿灌注，直至返漿正常后再提升。

3.5 壓力上不去

3.5.1 產(chǎn)生原因

（1）安全閥和管路接頭處密封圈不嚴(yán)，有泄漏現(xiàn)象。

（2）泵閥損壞，油管破裂漏油。

（3）安全閥的安全壓力過(guò)低，或吸漿管內(nèi)留有空氣，或密封圈泄漏。

（4）塞油泵調(diào)壓過(guò)低。

3.5.2 處理方法

應(yīng)停機(jī)檢查，經(jīng)檢查后壓力自然上升，并用清水進(jìn)行調(diào)壓試驗(yàn)。以達(dá)到要求的壓力為止。

3.6 壓力驟然上升

3.6.1 產(chǎn)生原因

（1）噴嘴堵塞。

（2）高壓管路清洗不凈，漿液沉淀，或其他雜物堵塞管路。

（3）泵體或出漿管路有堵塞。

3.6.2 處理方法

應(yīng)停機(jī)檢查，首先卸壓，如噴嘴堵塞將鉆桿提升，用銅疏通。其他情況堵塞應(yīng)松開接頭進(jìn)行疏通，待堵塞消失后再進(jìn)行旋噴。配漿時(shí)必須用篩過(guò)濾。

4 施工質(zhì)量檢查

4.1 施工前檢查

在施工前對(duì)原材料、機(jī)械設(shè)備及噴射工藝等進(jìn)行檢查。主要有以下幾方面：

（1）原材料（包括水泥 、 摻合料及速凝劑、懸浮劑等外加劑）的質(zhì)量合格證及復(fù)驗(yàn)報(bào)告，拌和用水的鑒定結(jié)果。

（2）漿液配合比是否適合工程實(shí)際土質(zhì)條件。

（3）機(jī)械設(shè)備是否正常，在施工前應(yīng)對(duì)高壓旋噴設(shè)備、地質(zhì)鉆機(jī)、高壓泥漿泵、水泵等進(jìn)行試機(jī)運(yùn)行，確保鉆桿（特別是多重鉆桿）、鉆頭及導(dǎo)流器暢通無(wú)阻。

（4）檢查噴射工藝是否適合地質(zhì)條件，在施工前也應(yīng)作工藝試噴，試噴在原樁位位置試噴，試噴樁孔數(shù)量不得少于2孔，必要時(shí)調(diào)整噴射工藝參數(shù)。

（5）施工前還應(yīng)對(duì)地下障礙情況統(tǒng)一排查，以保證鉆進(jìn)及噴射達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（6）施工前檢查樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度。

4.2 施工中檢查

施工中重點(diǎn)檢查內(nèi)容有：

（1）鉆桿的垂直度及鉆頭定位。

（2）水泥漿液配合比及材料稱量。

（3）鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、沉鉆速度、提鉆速度及旋轉(zhuǎn)速度等。

（4）噴射注漿時(shí)噴漿 （噴水、噴氣）的壓力、注漿速度及注漿量。

（5）孔位處的冒漿狀況。

（6）噴嘴下沉標(biāo)高及注漿管分段提升時(shí)的搭接長(zhǎng)度。

（7）施工記錄是否完備。施工記錄應(yīng)在每提升1m或土層變化交界處記錄一次壓力 流量數(shù)據(jù)。

4.3 施工后檢查

施工后主要對(duì)固結(jié)土體進(jìn)行檢查。包括：

（1）固結(jié)土體的整體性及均勻性。

（2）固結(jié)土體的有效直徑。

（3）固結(jié)土體的強(qiáng)度、平均直徑、樁身中心位置。

（4）固結(jié)土體的抗?jié)B性。

采用開挖檢查、取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)等方法進(jìn)行檢查檢驗(yàn)。檢查應(yīng)布置以下部位：

（1）地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)高壓噴射注漿質(zhì)量產(chǎn)生影響的部位。

（2）施工中出現(xiàn)異常的部位。

（3）有代表性的部位。

在高壓噴射注漿結(jié)束后28天，在已施工好的固結(jié)體中鉆取巖芯，并將其做成標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)。檢查內(nèi)部樁體的均勻程度及其抗?jié)B能力。檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量為施工注漿孔數(shù)的 1 %。

5 結(jié)語(yǔ)

該深基坑工程高壓旋噴樁止水帷幕，嚴(yán)格落實(shí)以上各項(xiàng)技術(shù)措施及管理要求， 施工質(zhì)量良好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。該工程的施工質(zhì)量控制措施可為同類基坑工程提供寶貴意見。

Quality Control of High Pressure Rotary Jet Grouting Pile Engineering in the Project of Coastal Deep Foundation Pit

ZHOU Quan

（China Railway 16 Bureau Group Beijing Metro Engineering Construction Co.， Ltd Beijing 101000 China）

Being meticulous in construction， the engineering of deep foundation pit in Wanzi Railway Station in Zhuhai inter-city rail transit project adopts the way of high pressure rotary jet grouting pile water-tight curtain. And measures for the quality control of this project can be referential to the implement of similar deep foundation pit engineering.

high pressure rotary jet grouting pile quality control deep foundation pit

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-1816（2015）02-0022-05

2015-03-18

周全（1982-），男，漢，學(xué)士，工程師，研究方向鐵道工程。