李印冬

(中國(guó)二十冶集團(tuán)有限公司工程設(shè)計(jì)研究院 上海 201900)

1 研究背景

武漢陽(yáng)邏經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)是湖北省武漢市重點(diǎn)對(duì)外開(kāi)發(fā)區(qū)，是新世紀(jì)武漢經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐點(diǎn)，位于長(zhǎng)江中游北岸武漢市新洲區(qū)陽(yáng)邏街。開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃面積35平方公里，分為港口物流區(qū)、工業(yè)園區(qū)和綜合生活配套區(qū)。其發(fā)展定位為：華中地區(qū)重要物流中心，現(xiàn)代港口工業(yè)新城。陽(yáng)邏開(kāi)發(fā)區(qū)擁有“長(zhǎng)江腹地第一深水良港”，位于長(zhǎng)江中游具有得天獨(dú)厚適宜建設(shè)集裝箱碼頭的岸線，陽(yáng)邏武漢新港將逐步形成以深水港為依托，以國(guó)際集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)為主體，以大宗散、雜貨運(yùn)輸為基礎(chǔ)的華中地區(qū)物流中心重要基地。

高壓旋噴樁主要是通過(guò)高壓旋噴的方式把土層的土體與水泥漿混合成滿足使用性能的混合固體。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土等，常用于地基加固處理、深基坑止水帷幕、邊坡?lián)跬粱驌跛?、基坑底部加固、防止管涌與隆起、地下大口徑管道圍封與加固、地鐵工程的土層加固或防水、水庫(kù)大壩、海堤、江河堤防、壩體壩基防滲加固、構(gòu)筑地下水庫(kù)截滲壩等工程。近年來(lái)，專家學(xué)者研究了高壓旋噴樁在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的應(yīng)用技術(shù)。其中，周航等研究了汽車荷載下高壓旋噴樁對(duì)現(xiàn)役高速公路加固效果，分析了經(jīng)高壓旋噴樁處理前后的地基動(dòng)偏應(yīng)力的變化規(guī)律等[1-3]；涂子云等分析了三重管高壓旋噴樁的施工工藝及相關(guān)問(wèn)題的處理方法[4-6]；王曉瓊等研究了旋噴樁軟基段施工技術(shù)，研究結(jié)果表明高壓旋噴樁法對(duì)土體具有破碎切割、混合攪拌和壓密等作用，并且提出了施工過(guò)程中會(huì)造成地面隆起的原因及相應(yīng)問(wèn)題的解決方案[7-8]；陳思佳等研究了高壓旋噴樁和釘型水泥雙向攪拌樁對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，并且認(rèn)為該法具有對(duì)已形成的地塊干擾小、復(fù)合地基承載力高、工后沉降小、節(jié)約造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)[9]；訚小波等以武漢市東港(湯遜湖至青菱河通道)地基處理工程為例對(duì)高壓旋噴樁在河堤加固中的應(yīng)用進(jìn)行了分析[10]。

2 項(xiàng)目概況

新洲區(qū)位于武漢東北部，南臨長(zhǎng)江中游，北枕大別山，西靠武漢，東連黃岡、鄂州，為武漢東部水陸門戶。陽(yáng)邏之心位于陽(yáng)邏新城東南，柴泊湖以東、漢施公路以南、倒水河和陽(yáng)邏機(jī)場(chǎng)西北區(qū)域。規(guī)劃總用地面積約12.35km2，人口17萬(wàn)人。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研，目前陽(yáng)邏之心大部分區(qū)域?yàn)樯鷳B(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)，開(kāi)發(fā)建設(shè)集中分布在潘廟及金臺(tái)鎮(zhèn)一帶，主要沿漢施公路、陽(yáng)光大道、翔飛路發(fā)展，區(qū)域范圍內(nèi)建筑大多數(shù)為1～2層，建筑質(zhì)量一般，總建筑量達(dá)到112萬(wàn)平方米，如潘廟城中村、工人文化宮、思源中學(xué)等已批或已建項(xiàng)目，陽(yáng)邏污水處理廠、機(jī)場(chǎng)油庫(kù)、高壓廊道等基礎(chǔ)設(shè)施，陽(yáng)邏之心位于陽(yáng)邏機(jī)場(chǎng)側(cè)凈空范圍內(nèi)。陽(yáng)邏之心現(xiàn)狀道路主要為外環(huán)線、漢施公路、陽(yáng)福大道、翔飛路、柴泊大道、陽(yáng)福公路、潘廟一路、潘廟二路、長(zhǎng)豐北路、潘廟大道等，區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀路網(wǎng)密度較小，大部分片區(qū)處于待建狀態(tài)。

本項(xiàng)目沿線場(chǎng)地地貌單元為長(zhǎng)江右岸Ⅲ級(jí)階地，垅崗地形，地形起伏較大，分布有湖塘，線路穿越正修建的道路、農(nóng)田、堤壩、村莊及樹(shù)林等。地面標(biāo)高在17.62～31.49m 之間，高差約 13.87m。據(jù)鉆孔揭露，場(chǎng)地內(nèi)分布的地層有：人工填土層、植物層、湖塘相淤積層、第四系全新統(tǒng)沖洪積層、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層、第四系中更新統(tǒng)沖洪積層、白堊系—下第三系東湖群巖層。擬建場(chǎng)地屬長(zhǎng)江流域，位于長(zhǎng)江中游北岸，地處長(zhǎng)江陽(yáng)邏段，西南距長(zhǎng)江約6.8km，分布于倒水、柴泊湖和朱家湖之間。西南側(cè)的長(zhǎng)江自青山磯(古稱武城口)東來(lái)，過(guò)黃陂縣的沙口入境，左岸界埠河經(jīng)武湖大閘來(lái)注，江水南流，東經(jīng)武磯頭依十里長(zhǎng)山東流至龍口出境。

3 高壓旋噴樁施工技術(shù)

本文根據(jù)工程地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果分析了高壓旋噴樁在該堤壩路段中應(yīng)用的可行性。另外，簡(jiǎn)要介紹了高壓旋噴樁施工的前期準(zhǔn)備和施工工藝流程。總結(jié)分析了該項(xiàng)目施工及檢測(cè)中存在的主要問(wèn)題，并根據(jù)存在的問(wèn)題提出了相應(yīng)的施工技術(shù)方案。

3.1 高壓旋噴樁應(yīng)用的可行性分析

根據(jù)工程地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果可知，場(chǎng)地內(nèi)分布的地層有：人工填土層、植物層、湖塘相淤積層、第四系全新統(tǒng)沖洪積層、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層、第四系中更新統(tǒng)沖洪積層、白堊系—下第三系東湖群巖層。其中人工填土層、植物層、湖塘相淤積層等存在強(qiáng)度低、成分復(fù)雜分布不均勻、沉降量大等，未處理不能作為道路橋梁地基基礎(chǔ)。第四系全新統(tǒng)沖洪積層屬比較均勻的低壓縮性地基土，其工程性較好，承載力高，可作擬建道路路基和雨水、污水管的基礎(chǔ)持力層，亦可作為樁端持力層[12-14]。所以，以第四系全新統(tǒng)沖洪積層為樁端持力層采用高壓旋噴樁技術(shù)來(lái)處理該堤壩路段的不良地質(zhì)是可行的[15-17]。

3.2 施工前期準(zhǔn)備

高壓旋噴樁主要是通過(guò)在土層中噴入水泥，形成具有連續(xù)搭接的有一定使用性能的水泥和土體的混合體。材料的性能對(duì)于高壓旋噴樁的質(zhì)量有著重要的影響。因此，在施工前期應(yīng)準(zhǔn)備好相應(yīng)等級(jí)的水泥、外加劑和水等。此外，選擇合適的施工機(jī)具對(duì)于高壓旋噴樁的施工質(zhì)量同樣有著至關(guān)重要的影響，其中施工機(jī)具主要包括：高壓噴射注漿設(shè)備、攪拌制漿設(shè)備、控制測(cè)量檢測(cè)設(shè)備等。

3.3 施工工藝流程

首先，根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖和高壓旋噴樁布控點(diǎn)進(jìn)行施工測(cè)量放線、確定鉆孔孔位；再選擇合適的鉆孔方法進(jìn)行鉆孔；等鉆孔驗(yàn)收合格后，準(zhǔn)備進(jìn)行高壓噴射注漿；選擇合適的制漿設(shè)備和參數(shù)配比等制備合格的漿液；根據(jù)選擇的高壓旋噴樁類型確定供水供氣的設(shè)計(jì)和施工要求等；選擇合適的噴嘴類型完成噴射注漿；最后及時(shí)清洗施工機(jī)具設(shè)備，依次完成其余高壓旋噴樁施工作業(yè)。

3.4 存在的主要問(wèn)題

根據(jù)施工單位匯報(bào)高壓旋噴樁施工情況及檢測(cè)情況、設(shè)計(jì)單位提出高壓旋噴樁檢測(cè)方案及技術(shù)要求、參會(huì)單位就堤壩段高壓旋噴樁施工及檢測(cè)形成如下問(wèn)題：

(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范制定出一套檢測(cè)技術(shù)方案來(lái)檢測(cè)現(xiàn)階段已施工的高壓旋噴樁(約占50%)的質(zhì)量是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(2)若檢測(cè)結(jié)果能夠滿足設(shè)計(jì)要求，則需要制定后期高壓旋噴樁的施工方案。

(3)若檢測(cè)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求，則需要制定已施工的高壓旋噴樁加固措施或方案，以及后期的施工技術(shù)方案。

針對(duì)高壓旋噴樁施工及檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題。首先，應(yīng)根據(jù)存在的問(wèn)題及時(shí)聯(lián)系設(shè)計(jì)院修改和完善高壓旋噴樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)方案；其次，分析檢測(cè)結(jié)果及時(shí)校核和驗(yàn)算相關(guān)數(shù)據(jù)是否滿足設(shè)計(jì)要求；最后，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制定出下一步施工指導(dǎo)方案。

3.5 高壓旋噴樁施工技術(shù)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工及檢測(cè)等存在的問(wèn)題結(jié)合施工進(jìn)度和相關(guān)部門的要求，形成基于堤壩路段高壓旋噴樁施工技術(shù)方案如下：

首先，前期根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件安排室內(nèi)試驗(yàn)確定最佳水灰比等技術(shù)參數(shù)；然后，在考慮地質(zhì)條件、單管、雙管、三管、樁深，養(yǎng)護(hù)時(shí)間(14天、28天)等因素按最不利條件下設(shè)計(jì)布控位置點(diǎn)，并以每組6根進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁；再組織檢測(cè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和勘察等相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)采用鉆芯檢測(cè)和開(kāi)挖檢測(cè)相結(jié)合的方式對(duì)試驗(yàn)樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步確定合適的相關(guān)參數(shù)；再根據(jù)不同的地質(zhì)情況、試驗(yàn)樁的質(zhì)量以及道路橋梁等構(gòu)筑物的技術(shù)要求進(jìn)行布樁設(shè)計(jì)；最后，等高壓旋噴樁養(yǎng)護(hù)至規(guī)定時(shí)間后，采用以10m一個(gè)點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)高壓旋噴樁的質(zhì)量作進(jìn)抽樣核驗(yàn)，核驗(yàn)合格后再進(jìn)行下一步施工[18-20]。

4 結(jié)語(yǔ)

高壓旋噴樁作為加固堤壩路段地基的一種重要技術(shù)手段具有良好的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)擁軍路項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和踏勘，并組織了專家對(duì)實(shí)施高壓旋噴樁的可行性進(jìn)行了論證。專家肯定了技術(shù)方案的可行性。本文針對(duì)現(xiàn)階段對(duì)高壓旋噴樁檢測(cè)技術(shù)不完善不成熟等問(wèn)題，提出了考慮高壓旋噴樁的開(kāi)挖檢測(cè)和鉆芯檢測(cè)等多方案結(jié)合的檢測(cè)方法。這既使堤壩路段路段的路基得到了加固，又最大限度的保證了施工對(duì)防汛工程的安全，為類似項(xiàng)目的建設(shè)、施工和設(shè)計(jì)等提供參考。