胶州经济技术开发区建设局 山东胶州 266300
摘要：滨海区域地下水是影响深基坑工程安全顺利开挖的一个重要因素。本文通过建筑工程施工现场深基坑止高压旋喷注浆法水帷幕的具体施工，介绍了滨海海滩区域高压旋喷注浆施工的控制要点。
关键词：滨海海滩地质条件，高压旋喷止水帷幕，施工控制
一、工程简介
青岛国际航运中心（A1地块）项目场地类型为滨海海滩，后经人工回填改造。勘察期报告显示，场区钻孔深度内揭露有稳定分布的地下水。地下水类型为上层滞水，孔隙潜水和基岩裂隙水，稳定水位埋深0.10〜5.20米，绝对标高-1.25〜2.66米。根据青岛地区一般经验，场区地下永年变幅一般小于2米。由于场区紧邻海边，地下水量大，且基坑底标高低于海平面，若进行强降水措施，势必会引起水压力和地层渗水性变化，可能导致海水回渗，因此基坑开挖设置止水帷幕，帷幕底进入花岗岩强风化带不小于0.5米。
二、施工工艺选定
根据钻孔勘查报告情况结合施工经验本项目设计采用高压旋喷注浆法二重管施工工艺。
该方法兴起于二十世纪七十年代的高压喷射注浆法，八、九十年代在全国得到全面发展和应用。实践证明此法对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，我国已将其列入现行的《地基与基础施工规范》。
三、旋喷桩工艺介绍
旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。施工中一般分为两个工作流程，即先钻后喷，再下钻喷射，然后提升搅拌，保证每米桩浆土比例和质量。工作步骤：
1.就地设置泥浆沉淀地。
2.布置好高压泵，泥浆泵搅拌机，制浆材料堆场和水、电、输浆管路等，并进行机具设备的检修和调试。
3.布孔放样
根据设计图纸和说明书进行孔位放样，采用跳孔喷浆的方法。
4.钻孔，钻机就位
钻头准确定位居中，钻孔位置与设计位置偏差小于10cm。钻架矫正摆平，钻杆垂直，倾斜度小于等于1.5%，开始钻孔，钻孔过程中要经常注意钻杆偏斜情况，及时矫正。
5.制备浆液
利用搅拌机，将水与P.O42.5普通硅酸盐水泥按1：1的水灰比充分搅拌均匀，制备水泥浆液，随时拌制随时喷注。
6.插管喷浆
旋喷机具就位，校正机架水平度和喷主管的垂直度，灌注管插入高喷孔前采用中等压力试喷，检查喷射和灌浆系统是否畅通，然后将灌注管插入钻孔设计深度，开始喷射灌浆作业，高压喷射要自下而上连续作业，按成桩实验确定提升速度，和旋转速度，边提升喷灌管边旋转，待喷管达到设计长度范围内停止喷浆，将灌注管提出孔口，在钻孔内进行静压灌浆，防止固结体形成凹形。
7.移动机架和冲洗管路
灌注完毕，移动机架，冲洗管路器具，开始下一个孔的施工。
三、施工流程
1、设计要求
采用二重管施工工艺，有效直径不小于0.8m，桩底进入强风化岩不小于0.5m（桩长约11m），水泥掺入量不小于350kg/m，水泥浆水灰比1.0，喷射提升速度不高于10cm/min，桩位偏差小于50mm，成桩垂直度偏差小于1%，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
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2、试桩位置及地层情况
在大面积施工前通过本试桩试验，来确定合理的施工工艺及施工控制参数，以确保大面积施工时高压旋喷桩的施工质量。
试桩位置选择在场区东边，根据地质勘查报告试桩地点位于40号勘探点附近，由上至下地质情况为：第一层为素填土，层厚2~3米。第二层为淤泥质粉质粘土，层厚4~7米，第三层为花岗岩强风化0.5 ~1.5米，第四层为花岗岩中分化，层厚约1米，第五层为花岗岩微风化层。
3、试桩成果
根据项目情况现场采用引孔旋喷一体机进行试桩施工。施工前可以在桩侧基坑内挖条沟，作为返上来的水泥浆储存的地方使用，避免场地到处跑浆。由于设计要求桩底进入强风化岩不小于0.5m，根据勘查报告需要穿过含粘性土卵（碎）石层，第一次试桩时，钻至9.0m开始遇到卵（碎）石，钻进进尺速度出现波动，钻至9.5m处遇到岩石，钻机无法继续进尺；换位置重新开钻第二次钻至9.2m开始遇到卵（碎）石，至10.05m处再次遇到岩石无法进尺；第三次开钻根据前两次情况，先用旋喷一体机施工至9m，再用潜孔钻引孔至设计11m后，再下旋喷钻下钻至无进尺速度，然后进行旋喷作业。
由于本场地周边有部分废弃市政管网在旋喷过程中，出现注浆压力下降的现象，拔出注浆管进行检查发现是废弃市政管道被击穿使喷射能力降低，采用掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。旋喷施工至距离地面2m位置采取降压、减慢提速的方法，减少不必要的冒浆。通过多次试验，在喷浆3天后经开挖桩头检查（开挖深度6m）发现：地面2.5m范围土层为杂填土，软塑状，桩径在85～92cm之间，2.5m以下范围土层为淤泥质黏土，流塑状，桩径在90～98cm之间，桩身为纯水泥浆固结而成，在旋喷过程中水泥浆未与加固土体进行交换，桩身与周边土层分界明显。根据试桩结果确定了具体施工方法和主要技术参数。
施工方法：施工前在桩侧基坑内挖条沟，作为返上来的水泥浆储存的地方使用，以免场地到处跑浆。
四、施工控制
1、情况处理
（1）、桩头凹陷采用灌浆法充填
施工过程中由于设计采用水泥浆进行旋喷，在浆液与土搅拌混合的凝固过程中，因浆液的析水作用，旋喷桩均有不同程度收缩，造成固结时出现凹陷（凹陷通常在桩顶0.3～1m 之间），深度随土质、浆液析出、固体直径等因素而异。空隙越大、浆液析出越多，固体直径越大则桩头凹陷量越大，这对土体加固及防渗影响很大。现场及时采取将输浆管插入孔内浆面以下2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。向孔内多次反复进行充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止，同时记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量作为被查资料。
（2）、旋喷冒浆处理
在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，高压喷射注浆孔口冒浆量的大小，能反映被喷射切割地层的注浆效果。通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，要查明原因，并采取相应的措施。
因处于滨海海滩区域城区，根据地勘报告，压旋喷桩不冒浆有种以下几种情况：①地下有承压水，且压力较大；②地下地下管道；③有较大裂隙。地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。冒浆量过大，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。
（3）、旋喷桩施工时，要严格按照施工规范进行施工。做好以下几点：
①高压喷射注浆的施工参数应根据地质条件，通过现场试验和施工经验调整，并在施工中严格加以控制。
②施工时应保证钻孔的垂直偏差不应超过0.5%，桩位偏差不应大于50mm。
③喷射压力，提升速度对成桩直径有较大影响，应根据深度及土质条件进行调整。
2、操作控制
（1）、钻机就位后进行水平、垂直校正。
（2）、在插管旋喷过程中，为防止泥砂堵塞，采用边射水边插管，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以免被泥土堵塞。
（3）、旋喷桩管达到预定深度后，进行高压射水试验，合格后开始喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，钻杆的旋转和提升必须连续不中断。中途机械发生故障时，要刻停止提升和旋喷，以防断桩。并立即检查，排除故障。
结束语
基坑开挖后，经实地对全部旋喷桩检查，发现有桩体均满足设计要求，整体达到良好的止水效果。解决了高压旋喷桩在滨海海滩地质条件下（地下水具有侵蚀性，且存在卵石、漂石呈骨架结构的碎石土）的有效使用。
参考文献
[1]王念国.浅谈深基坑施工中注浆止水帷幕技术的应用[J].中国科技博览，2014（17）：99.
论文作者:江大全
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/14
标签：浆液论文; 滨海论文; 高压论文; 钻孔论文; 注浆论文; 基坑论文; 水泥浆论文; 《基层建设》2016年18期论文;