高壓旋噴樁技術(shù)在頂管管基加固處理中的應(yīng)用

高壓旋噴樁技術(shù)在頂管管基加固處理中的應(yīng)用摘要：隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，近年來，頂管施工技術(shù)在市政建設(shè)特別是在供排水管道工程中得到不斷發(fā)展，其優(yōu)越性也越來越突出，然而由于惡劣的地質(zhì)條件，給頂管施工帶來相當(dāng)大的難度。本文通過一工程實(shí)例，介紹頂管工程采用高壓旋噴樁基礎(chǔ)的施工工藝及應(yīng)用。關(guān)鍵詞頂管工程高壓旋噴樁施工工藝1.工程概況石井河流域截污工程是廣州大坦沙污水處理廠第三期擴(kuò)建工程中污水收集系統(tǒng)的一部份，工程范圍從增步河口至白海面，全長(zhǎng)19.44公里，分別在石井河兩岸整治的6米維護(hù)地帶敷設(shè)截污管道。東側(cè)截污管接入已實(shí)施的西槎路污水管道，西側(cè)截污管接入廣青路和增槎路已實(shí)施的污水管。首期工程是為配合廣州市水利局的石井河整治，從張村水閘為起點(diǎn)至譚村水閘，全長(zhǎng)約為1480米。本標(biāo)段為該工程首期B標(biāo)，位于石井河西岸，管徑為D900㎜、D1200㎜截污管，總長(zhǎng)1700米，采用頂管施工。2.工程地質(zhì)情況根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況自上而下為回填松散沙層、淤泥、粉質(zhì)粘土，粘土，設(shè)計(jì)管線在淤泥層中穿越。管道地基處理采用高壓旋噴樁。3.高壓旋噴樁加固設(shè)計(jì)旋噴樁是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為20Mpa左右的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定的速度逐漸向上提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混和，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)固結(jié)體。3.1設(shè)計(jì)方案3.1.1單管高壓旋噴對(duì)截污管線地基加固，設(shè)計(jì)荷栽強(qiáng)度120KPa以上，固結(jié)體抗壓強(qiáng)度4.0--8.0MPa。3.1.2采用單管雙噴高壓旋噴方法施工。樁徑Φ600mm，有效樁長(zhǎng)為6.2m，需鑿除樁頭0.2m?？諛堕L(zhǎng)約6.0-7.0m，單排分布，樁間距為2.0m，具體見下圖。頂管管基高壓旋噴樁設(shè)計(jì)圖3.2施工技術(shù)參數(shù)根據(jù)本工程的工程特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求，擬定以下施工技術(shù)參數(shù)：（1）.高壓清水：壓力18-20Mpa；流量70-80L/min；噴嘴直徑2-2.5mm。（2）水泥漿液：壓力5-10Mpa；流量50-60L/min；噴嘴直徑3.0-3.8mm；水灰比：1－1.5，水泥選用425#普硅水泥。（3.）注漿參數(shù)：提升速度20-30(cm/min)；旋轉(zhuǎn)速度20r/min；（4）.水泥用量：200--250Kg/m4.施工工藝4.1施工總流程后靠背施工、穿墻孔鑿穿下段頂管“F后靠背施工、穿墻孔鑿穿下段頂管“F”型砼管制作各個(gè)工作井，接收井施工砼管運(yùn)輸堆放旋噴樁施工放樣復(fù)核工作井設(shè)備安裝及出洞準(zhǔn)備出土、管內(nèi)運(yùn)土、吊放、汽車外運(yùn)油缸推進(jìn)、頂鐵吊裝測(cè)量、糾偏下管、接口安裝、各管路安裝出洞取工具管頂管施工工藝總流程圖4.2高壓旋噴樁施工4.2.1施工順序根據(jù)本工程的工程特點(diǎn)，高壓旋噴樁按頂管頂進(jìn)進(jìn)度超前施工，考慮到旋噴樁強(qiáng)度較高，本工程要求旋噴樁在成樁一到兩天后即進(jìn)行頂管頂進(jìn)施工。高壓旋噴樁施工工藝流程如下：平整場(chǎng)地、測(cè)定孔位→鉆機(jī)就位鉆孔→下管鉆進(jìn)、高壓水切割至設(shè)計(jì)深度→水泥漿制備→高壓注漿成樁→沖洗器具→回灌漿液→移機(jī)至下一個(gè)孔位。4.2.2施工方法（1）.測(cè)放孔位：按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，在確定孔位時(shí)，為保證孔位的準(zhǔn)確性，樁位必須打入木樁或竹片尖作標(biāo)記。孔位測(cè)定審核無誤后報(bào)監(jiān)理審批。（2）.鉆機(jī)安裝：先使鉆機(jī)安置在標(biāo)定的孔位上，使鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)孔中心，孔位偏點(diǎn)±5cm，調(diào)整鉆機(jī)水平度及鉆桿垂直度，保證孔斜率不大于1％，終孔后校量鉆具，孔深精度控制在±10cm以內(nèi)。（3）.地面試噴：下噴射管前，應(yīng)在地面進(jìn)行試噴，以檢查各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（4）.高壓旋噴成孔與注漿工藝：由于該工程采用單管雙噴鉆頭，高壓清水開孔，二次成樁旋噴新工藝進(jìn)行施工，其高壓清水成孔與成樁分開進(jìn)行，開孔時(shí)，使用高壓清水由上至下切割土體，即鉆機(jī)立好后，噴嘴即噴出壓力為18-20Mpa的高壓清水沖切土體，旋轉(zhuǎn)鉆桿，并按每分鐘20r的速度往下鉆進(jìn)，使噴射流成偏平的螺旋形沖切鉆桿周圍土體，形成圓柱形的空孔，鉆桿不斷往下鉆，待鉆桿下至預(yù)定深度后，將噴射高壓水轉(zhuǎn)換成噴射高壓水泥漿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并按20-30cm/min的速度徐徐提升鉆桿，借噴射旋轉(zhuǎn)提升的協(xié)調(diào)作用，將水泥漿和原鉆孔中的渣及新的沖切體固化成樁，同時(shí)在注漿過程中，施工人員必須認(rèn)真檢查水泥漿的水灰比和流量，高壓泵壓力和鉆桿的提升速度，回轉(zhuǎn)速度等施工參數(shù)是否符合要求，并及時(shí)作好施工現(xiàn)場(chǎng)記錄。（5）.回填灌漿：噴射結(jié)束后，水泥漿不斷析水固結(jié)，漿面隨之下降，此時(shí)應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充水泥漿液，直至液面不再下降為止。（6）.施工時(shí)必須特別注意好樁頂標(biāo)高，旋噴樁樁頂標(biāo)高為管底標(biāo)高，按設(shè)計(jì)要求樁頂應(yīng)高出管底面20cm，待頂管施工時(shí)鑿除至管底面。4.3工作井接收井施工工作井及接收井施工采用人工挖孔施工工藝，挖土順序?yàn)椋阂淮涡酝瓿梢还?jié)護(hù)壁的挖土，后一次性綁扎鋼筋支模板澆混凝土。人工挖孔護(hù)壁原則上每節(jié)挖孔深度為900mm，進(jìn)入細(xì)砂層后可調(diào)整到500mm。4.4頂管頂進(jìn)施工工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部處于良好狀態(tài)，即可進(jìn)行開挖和頂進(jìn)，頂管采用開敝式頂管施工工藝。首先將管子下到導(dǎo)軌上，就位以后，裝好頂鐵，校測(cè)管中心和管底標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求，合格后即可進(jìn)行管前端出土。管前挖土是保證頂進(jìn)質(zhì)量及地上建筑物安全的關(guān)鍵，管前挖土的方向和開挖形狀，直接影響頂進(jìn)管位的準(zhǔn)確性，因?yàn)楣茏釉陧斶M(jìn)中是循已挖好的土壁前進(jìn)的。因此，管前周圍超挖應(yīng)嚴(yán)格控制。對(duì)于密實(shí)土質(zhì),管端上方可有≤1.5cm空隙，以減少頂進(jìn)阻力，管端下部135°中心角范圍內(nèi)不得超挖，保持管壁與土壁相平，也可預(yù)留1cm厚土層，在管子頂管過程中切去，這樣可防止管端下沉。在不允許頂管上部土壤下沉地段頂進(jìn)時(shí)，管周一律不得超挖。管前挖土深度，一般等于千斤頂出鎬長(zhǎng)度，如土質(zhì)較好，可超前0.5m。超挖過大，土壁開挖形狀就易控制，但容易引起管位偏差和上方土坍塌。在松軟土層中頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取管頂上部土壤加固或管前安設(shè)管檐，操作人員在其內(nèi)挖土，防止坍塌傷人。管內(nèi)采用7.5KW鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)。5.施工措施5.1高壓旋噴樁施工措施（1）成孔后，注漿管插入孔中，噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，方可噴射注漿。在噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后，隨即進(jìn)行旋噴，由下而上噴射注漿。注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于10cm。（2）施工中應(yīng)認(rèn)真記錄實(shí)際孔位、孔深和鉆孔內(nèi)的地下障礙物、涌水等與地質(zhì)報(bào)告不符的情況，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施。（3）若出現(xiàn)不返漿或返漿較少時(shí)，可采取添加速凝劑或增大注漿量，待正常后再繼續(xù)作業(yè)：若返漿過多，可提高高噴射壓力或適當(dāng)加快旋轉(zhuǎn)速度。（4）高壓噴射注漿過中，若發(fā)現(xiàn)地下有塊石障礙物時(shí)，可采用放慢或停止提升、定位注噴等方法。5.1頂管施工措施（1）頂進(jìn)時(shí)應(yīng)遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則。應(yīng)連續(xù)作業(yè)，避免中途停止，造成阻力增大，增加頂進(jìn)的困難。（2）首節(jié)管子頂進(jìn)的方向和高程，關(guān)系到整段頂進(jìn)質(zhì)量，應(yīng)勤測(cè)量，勤檢查及時(shí)校正偏差。（3）安裝頂鐵應(yīng)平順無歪斜扭現(xiàn)象，每次收回活塞加放頂鐵時(shí)，應(yīng)換用可能安放的最長(zhǎng)頂鐵，使連接的頂鐵數(shù)目為最少。（4）頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)管前土方坍塌、后背傾斜，偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況,應(yīng)停止頂進(jìn)，查明原因，排除故障后，再繼續(xù)頂進(jìn)。6.結(jié)論非開挖頂管施工技術(shù)是目前在廣州新興運(yùn)用的一項(xiàng)新工藝、新技術(shù)。在已往頂管施工中，一般情況下只對(duì)管基進(jìn)行灌漿加固處理或者有些只采用天然地基作為管道基礎(chǔ)，這對(duì)排水管道的耐久性及質(zhì)量有一定的影響。本項(xiàng)目成功地對(duì)頂管基礎(chǔ)采用高壓旋噴樁進(jìn)行加固處理，施工效果達(dá)到了預(yù)期目的，并且有效避免頂管施工過程中常出現(xiàn)的“冒頭”、“下沉”等施工質(zhì)量問題，有效保證了頂管施工質(zhì)量。通過本項(xiàng)目對(duì)旋噴樁技術(shù)的