三重管高壓旋噴樁施工技術要點探討【整理版施工方案】

三重管高壓旋噴樁施工技術要點探討三重管高壓旋噴樁施工技術要點探討編輯’孟楠三重管高壓旗噴柱施工技術曩J{l【探討杜偉'吳明杰1中鐵一局，西安710054;2北京交通大學,京100044建摘要：城市地鐵基坑圍護結(jié)構(gòu)施工中,一般采用旋挖樁或連續(xù)墻作為圍護結(jié)構(gòu),為了防止基坑開挖后滲水，在旋挖樁間或連續(xù)墻接頭間采用三重管高壓旋噴樁，其與相鄰樁或連續(xù)墻咬合，封閉樁間或連續(xù)墻間接頭空隙，以阻止基坑圍護結(jié)構(gòu)外的水滲透進入基坑，確?；娱_挖后基坑內(nèi)的干燥及施工安全。本文以長沙地鐵2號線迎賓路口站三重管高壓旋噴樁施工為例，對該施工工藝進行了詳細地闡述，以指導今后類似工程的施工.關鍵詞:地鐵；基坑圍護結(jié)構(gòu)；三重管高壓旋噴樁；工藝1工程概述1.1工程概況迎賓路口站處于長沙市東西向主干道五一大道與迎賓路丁字交叉路口處，為地下兩層10m寬島式站臺車站,車站總建筑面積13238.5mz，車站總長度270.8m,標準段外包總寬18_7m(凈寬17。3m）,標準段外包總高12.66m.車站一共設6個出入口，1個消防疏散口和2組風亭。車站采用直徑@1000＠1150ram鉆孔樁作為基坑的圍護結(jié)構(gòu),圍護樁嵌固深度為4.Om，圍護樁頂部采用冠梁連接,冠梁尺寸為1。Om～1。Om,蓋挖段冠梁尺寸為1.Om～1.2m,冠梁頂標高基本與原地面標高持平.樁間止水帷幕采用@800＠1150m?E重管高壓旋噴樁,旋噴樁頂標高與冠梁頂相平，旋噴樁底穿過強風化層進入中風化層不小于lm,樁長為9.5m~12m不等，共計521根旋噴樁,三重管高壓旋噴樁設計采用42。5R水泥，水灰比為1：1，1:1。5。三重管高壓旋噴樁與鉆孔樁位置如圖1所示.圖1三重管高壓旋噴樁與鉆孔樁位置1。2基坑地質(zhì)概況根據(jù)巖土層的成因類型,性質(zhì),工程特征，風化狀態(tài)等，結(jié)合長沙市軌道交通2號線一期工程初勘成果,本站點巖土層劃分如下(不含亞層）：，褐灰等雜色,主要由黏性土混25%素填土層:呈褐黃，褐紅，3中粗砂，礫石等組成,平均厚2.35m,頂面埋深O一3。5m~.68《篷棼》2,01～年攀6期粉質(zhì)黏土層：褐紅，褐黃色，一般呈硬塑狀態(tài)，具網(wǎng)紋狀結(jié)構(gòu)，其強度一般自上而下逐漸降低，局部上部呈堅硬狀態(tài),具中等干強度及中等韌性.平均厚2。27m，頂面埋深1。1om,71om.卵石層:白色,褐黃色,飽和,中密狀態(tài)，局部密實,石英質(zhì)，亞圓形,母巖為石英砂巖等，不均勻含砂,礫石及黏f生土約10％，30%,分選眭較差,級配良好,卵石粒徑為2cm～5cm,最大可達12cm。平均厚1.04m，頂面埋深2。80m8.30m。強風化泥質(zhì)粉砂巖層：褐紅色，暗紫紅色,泥質(zhì)膠結(jié)，成巖礦物顯著風化,巖石組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞,但原巖結(jié)構(gòu)清晰，巖石風化節(jié)理裂隙很發(fā)育，平均厚1.56m，頂面埋深5。80m~12。OOm.中風化泥質(zhì)粉砂巖層：褐紅色，紫紅色，局部夾有灰綠色粉砂巖，粉細粒結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造,泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育且密閉,頂面埋深6.60m～11.OOm。1,3地下水情況根據(jù)地下水的賦存條件,站內(nèi)地下水主要有兩種類型:一是松散土層孔隙水,二是基巖裂隙水.根據(jù)《巖土工程勘察報告》各鉆孔中潛水位初見水位埋深為7。35m，10。80m,相當標高為33。22m～3576m;潛水穩(wěn)定水位埋深為2.92m～7。71m,相當標高為37。53m,39。42m；基巖裂隙水穩(wěn)定水位埋深為7.98m~8.95m,相當標高為36。06m～37.Olin。2施工準備2。1施工人員一套施工設備設置兩個施工班組，即引孔班組和旋噴成樁班組，引孔班組由入組成，旋噴成樁班組由4人組成,其他為技術員1人,負責協(xié)調(diào)1人,機械維修工1人,記錄員1人，共計11人.施工效率為100，120m/臺班。親編輯:孟楠2.2機械設備組織主要設備見表1所示.表1三重管高壓旋噴樁主要設備一覽表等名稱型鼉阪?zhèn)渥蘭重瓤|E醯嘲l(fā)髖？ll2gI于{，鉆槐毪f_1lol8溺蓑萎I卜15ol4空壓機嬲——o10l5制絮機l玎_400l6~fX—2OO/tOl,殛囊，鏈要,高壓妖警醐蔚設備一批2.3施工材料組織三重管高壓旋噴樁施工使用的材料主要為水泥和外加劑。施工前將水泥和夕口劑購置入場地,水泥和外加劑存放時保證不受潮,底部懸空30cm～50cm,頂部覆蓋防水布或直接存放在庫房.根據(jù)施工進度掌握材料使用量，確保材料供應及時.2。4用水,用電組織現(xiàn)場施工用水從場地周邊水管接駁口通過膠管引到施工部位.施？用電場地盾b二級酉己f酣2。5地下管線及障礙物排查｝查，發(fā)現(xiàn)有管線和障礙物的地方，要先期進行遷改和排除，確保旋噴樁施工正常進行，避免對地下管線的正常運行產(chǎn)生影響。3三重管高壓旋噴樁施工工藝三重管高壓旋噴樁施工技術是采用三層噴射管使高壓水和空氣同時橫向噴射，沖蝕切割地基土體,再借助空氣和水的上升力把已破碎的渣土泥漿托舉到地表排出；與此同時，另一個噴嘴將水泥漿以較低壓力噴射注入到被切割地基的空隙中，使水泥漿與土混合固結(jié)成樁,達到加固止水的目的。3.1工藝流程場地平整,測量定位一鉆機就位一鉆孔，成孔—插入三重管一制備水泥漿,旋噴提升一拔管，沖洗一移至下—樁位.3。2場地平整,測量定位應根據(jù)主,本結(jié)構(gòu)的設計尺寸，旋噴樁與旋挖鉆孔樁及主，本結(jié)構(gòu)的相對位置,施工誤差,計算出每根旋噴樁的中心坐標，然后根據(jù)旋噴樁坐標和已知控制點，利用全站儀測量放樣,并布設好護樁.最后根據(jù)樁位位置進行路面破除和場地平整.3。3引子占機就位安置引孔鉆機,使鉆桿頭對準測設好的孔位中心，并作水平校正,使鉆桿軸線垂直對準鉆孔中心位置,鉆孔大小為llOmm,并使鉆機保持平衡不傾倒。3。4鉆孔,成孔在鉆進過程中,應確保鉆孔的垂直度，并將深度范圍內(nèi)土層，巖層與設計地層的地質(zhì)資料進行對比,確認達到設計要求,進入中風化層不小于lm后,應停止鉆進，進行成孔檢測，成孔長度通過鉆機鉆桿量取或?qū)@桿提出來后用測繩測量，并檢查成孔的垂直度。達到設計鉆孔深度的地質(zhì)條件與設計不相符時，申請設計代表來現(xiàn)場確認,改變相應方案。3。5插管鉆孔結(jié)束檢測合格后進行插管,插管為插入旋噴機的三重旋噴管.三重旋噴管直徑為9cm,旋噴管插入孔底預定深度。插管過程中,為防止泥沙堵塞噴嘴，邊射水，邊插管，水壓力不超過1MPa.插管前要進行試噴,檢查機械及管路運行情況，并調(diào)整噴射方向.3。6制漿水泥漿的制備,應根據(jù)設計要求的水灰比1：1—1:1.5進行配置,先加水,后加水泥，開動攪漿機拌合9O一120s，將漿液流入過濾篩進行過濾，存放入儲漿桶,水泥漿制備好到用完的靜置時間不能超過4個小時?？卓诨貪{不宜回收再利用.漿液制備好后應對漿液進行檢測，符合設計及規(guī)范要求后才允許使用.3。7噴射作業(yè)噴管插到預定深度后,由下而上進行旋噴噴射作業(yè)。噴射作業(yè)參數(shù)按照表2進行，值班技術人員時刻注意檢查漿液的初凝時間,注漿流量，風量，壓力，旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù),并且隨時做好記錄。漿液從孔底冒出地面后開始提升鉆桿，邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，待第一根鉆桿完全提出地面后，停漿,迅速拆桿,恢復噴漿,至旋噴壓力后重新提升鉆桿；提升至樁頂標高時繼續(xù)采用低壓噴漿1，2min。旋噴結(jié)束后先停風,停水,繼續(xù)用低壓漿液注漿,待漿液返回孔口方可停漿，提出鉆桿.3.8沖洗旋噴結(jié)束后把漿液換成水，在地面噴射，將泥漿泵,注漿管內(nèi)的漿液全部排出;并將噴嘴等機具沖洗干凈；然后將旋噴機移至新位置作業(yè).4旋噴樁噴射工藝的控制措施及注意事項4。1噴射深層長樁按地質(zhì)剖面圖及地下水等資料，在不同深度，針對不同地層的土質(zhì)情況，選用合適的旋噴參數(shù),以確保均勻密實.編輯:孟楠表2旋噴作業(yè)參數(shù)表\竺素填土,粘土層卵石層泥質(zhì)粉砂巖層壓力(MPa）283032最流量（Umm)770。蚰To—80噴嘴個數(shù)（個）I11空壓力（M）0256n2560。256i氣流量,m）1,21,2l,2噴嘴個數(shù)（個）l1l壓力(MPa）l,41，4l,4流量(mia）80—～9080~9080,9O漿渣密度(咖3）l玉lSl孓1.8ll8噴嘴個數(shù)(個)ll1回漿密度(g/m3）？12?1。2？12旋噴管外徑（ram)909090提升速度（cm/mia)151215電機旋轉(zhuǎn)速度（dr~n)450350450對深層硬土,一般采用增加壓力和流量或適當降低旋轉(zhuǎn)和提升速度等方法。4。2重復噴射漿液噴射不足影響固結(jié)質(zhì)量或工程要求較大的直徑時進行重復噴射.4.3串漿,竄漿處理降低噴射壓力，更換小孔徑噴嘴，減小成樁直徑。添加或加大速凝劑,早強劑等，加快旋噴樁凝固成樁。地下有空洞導致竄漿時，探明空洞大小,空洞不大的,采用漿液噴射填充,空洞較大或與附近管線連通時,要將空洞進行堵漏后再進行噴射施工,防止?jié){液流入市政管網(wǎng).4.4回漿處理地層中空隙大不回漿時,增大注漿量，降低提升和旋轉(zhuǎn)速度,提高噴射壓力,更換大孔徑噴嘴；回漿量過大時,減小注漿量，加快提升和旋轉(zhuǎn)速度，以減少回漿量,通過調(diào)節(jié)噴射壓力和注漿量,改小孔徑噴嘴。4。5消除固結(jié)體頂部凹穴從旋噴孔再次壓漿填滿或進行原位二次注漿。4.6注意事項旋噴前檢查高壓設備和管路系統(tǒng),注漿管及噴嘴內(nèi)無雜物,接頭密封圈良好;鉆孔或旋噴中鉆機的垂直度控制在1％以內(nèi),施工過程中和鉆機成孔后用線錘測量鉆桿垂直度，鉆進過程中垂直度偏差大時,要停機進行鉆桿垂直度的調(diào)整,始終保持鉆桿垂直度偏差在1%以內(nèi),以保證鉆孔的垂直度;注意防止噴嘴被堵,拆卸或安裝注漿管速度要快.水,氣，漿壓力和流量符合選定值，否則拔管清洗重新插管旋噴.雙嘴噴射若…嘴被堵應采取復噴方法繼續(xù)施工；噴射時安排專人做好各施工壓力參數(shù),流量，回漿量，材料用量等的記錄工作，并按要求逐項記錄;每次拆換一根鉆桿后將噴嘴自原高度下插不小于lOcm，以高壓復噴2min，再開始提升鉆桿;逄罄》2012年南6鵑先噴漿后旋轉(zhuǎn)和提升,以防注漿管扭斷;旋噴因機械故障等中斷后，下一次作業(yè)重新鉆孔至設計孔底,然后旋噴；旋噴時壓力驟升或驟降時停止作業(yè),提出鉆桿查明原因；通過不同地層的分界位置時，對此位置上,下各0。5m的高度范圍復噴一次以確保質(zhì)量；所用材料應在有效期內(nèi)，漿液水灰比嚴格按設計規(guī)定,旋噴中防止水泥漿沉淀。施工完畢，立即拔出注漿管，徹底清洗注漿管和注漿泵,管內(nèi)不殘存水泥漿.5施工問題與技術對策三重管高壓旋噴注漿施工是在連續(xù)高壓下進行的，而且不同地層的施工參數(shù)均不一樣,在施工中可能會存在以下一些問題:5.1噴嘴噴射壓力達不到，影響成樁直徑原因：高壓泵的泵壓不足(忽略管路壓力損失，泵壓即噴射壓力)；噴射泵量下降（直接促使泵壓下降）;噴嘴底座加工不平有凹槽，高壓水不經(jīng)噴嘴，走凹槽流出.處理：進行維修,提高泵壓達到或接近設計指標;進行檢修,達到泵的額定排量;更換為強度大，精度高的噴嘴底座，還可在噴嘴密封圈下增加紫銅片,提高密封性.5.2噴嘴堵塞原因：加接噴射管時,急于打開主動鉆桿，氣壓驟降,造成抽吸力使泥砂吸進噴嘴;插管時,噴嘴進有泥土。處理:提升噴射管,直接消除堵塞物。同時采取下措施:加鉆桿時,要停鉆一定時間,使壓縮空氣的壓力釋放后再打開主動鉆桿,消除倒吸力.插管前噴嘴包扎一層薄塑料膜.洗管水禁帶河砂等雜物。5。3噴射管出漿,通道口堵塞原因:水泥漿中有紙屑,砂子等雜物；注漿中途停泵，水泥漿在管槽中沉淀;注漿出現(xiàn)漿液脫供,沒將噴射管提起一段距離.處理：在注漿泵的吸漿管進口及水泥漿貯備箱中設置過濾網(wǎng),并經(jīng)常清理；保證注漿泵的工作狀態(tài)良好,不發(fā)生中途停泵;出現(xiàn)水泥漿脫供,及時將噴射管提起一定高度，送清水頂出管中水泥漿。5。4噴射管易損壞原因：高壓水沖蝕力大,將管接口沖成溝槽；噴射成孔中遇到硬物，油壓不穩(wěn)，強行壓轉(zhuǎn)導致母扣頭脹破成喇叭口;鋼材母材強度不夠,噴射管母扣強度不夠.處理:在不影響樁徑的情況下，適當降低水壓，同時提高噴射管接口的強度;噴射成孔遇硬物，應將硬物障礙消除；保證鋼材強度和機械性能。編輯：孟楠親5.5高壓水龍頭轉(zhuǎn)動失靈原因:水龍頭的心管磨損，輸進的高壓水沖壓密封圈，致使水龍頭不轉(zhuǎn)動。處理：更換磨損的心管和損壞的密封圈。5.6冒漿過大原因：有效噴射范圍與注漿量不相適應；注漿量大大超過旋噴固結(jié)所需的漿量。處理：提高噴射壓力,適當縮小噴孔直徑；適當加快提升和旋轉(zhuǎn)速度.6樁體質(zhì)量檢測.根據(jù)設計及規(guī)范要求,旋噴樁成樁后進行樁體直徑,完整性和抗?jié)B性能檢測。6.1樁體直徑檢測旋噴樁成樁7天后進行樁體直徑檢測,檢測時,將樁體頂部1m左右的樁體剝離出來,采用尺量的辦法，測量樁體直徑.要求樁體直徑不小于設計值800mm.6.2樁體完整性檢測旋噴樁成樁不少于28天后進行樁體完整性檢測，采用鉆芯取樣檢測,檢測數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的2%,且不得少于3根.6。3樁體抗?jié)B檢測旋噴樁成樁28天后可進行樁體抗?jié)B檢測，采用鉆孔壓水法檢測，即在樁體中先進行鉆孔,鉆孔達到試驗預定深度后,采取壓水檢測計算出透水率(q=Q/PL,q為試段內(nèi)透水率，單位1u；Q為壓人流量,單位L/rain；p為試驗段內(nèi)全壓力,單位MPa;L為試段長度）,再根據(jù)透水率計算出滲透系數(shù)，1lu相當于-5cm/s.根據(jù)要求滲透系數(shù)需達～fllo一6cm/s.滲透系數(shù)1.3×107結(jié)束語三重管高壓旋噴樁在地鐵基坑圍護結(jié)構(gòu)止水帷幕中得到了越來越多的應用,由之前的單管和雙管到現(xiàn)在的三管旋噴，旋噴樁的成樁直徑,深度和止水效果都得到了大大的提升,擴大了旋噴樁的應用范圍。通過對長沙地鐵迎賓路口站圍護結(jié)構(gòu)三重管高壓旋噴樁施工過程的現(xiàn)場實際操作，對施工過程中出現(xiàn)問題的處理，成樁后對樁體的質(zhì)量檢測以及基坑開挖后圍護結(jié)構(gòu)的止水效果，可以得出三重管高壓旋噴樁樁體成樁質(zhì)量良好，止水效果較好，施工成樁速度快,經(jīng)濟效益較好的結(jié)論,希望對以后類似工程能起到指導和幫助的作用.(上接第67頁）3.7施工工藝3。7。1材料要求面板：采用3mm厚氟碳噴涂鋁板,面板必須覆膜,帶有標簽.填充：采用50ram厚48kg/m吸聲玻璃棉板.插件系統(tǒng)