淺談旋噴樁施工質(zhì)量控制

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，建設(shè)用地緊張。近年來地下使用面積在逐步的加大，為了解決地下基坑支護與已建結(jié)構(gòu)物的基坑連接形成一個整體，同時滿足基坑連接部位不滲漏要求等，旋噴樁得到廣泛的運用。

旋噴樁主要機理和應(yīng)用范圍：

高壓噴射灌漿是利用高壓水或高壓漿液形成的高速射流沖擊、切割土體，并充填水泥漿液摻混其中形成柱樁或板墻的凝結(jié)體，用以用于硬接頭處理、地質(zhì)條件復雜、土質(zhì)硬深沉攪拌樁施工不了的地質(zhì)、回填土土層較厚，障礙物多的地質(zhì),基礎(chǔ)防滲或提高地基承載力，旋噴在地層中形成圓樁體；擺噴形成板墻狀凝結(jié)體；單管法是噴射水泥漿單種介質(zhì)；雙管法是水泥漿和壓縮氣同軸噴射以增大樁徑；三管法是水、氣、漿三種介質(zhì)射流以增大樁徑。

旋噴樁的特點：

旋噴樁與混凝土防滲墻相比造價低施工速度快，與深層攪拌樁相比可以克服地下障礙物的影響，適應(yīng)性比較好。

我們工程旋噴樁采用“三重管法”施工，樁徑Φ800mm,相鄰樁搭接300，采用32.5級普硅水泥，水灰比為1.0，每米水泥用量為650公斤。

旋噴樁工作參數(shù)參考值如下：水泥漿的水灰比1：1.0，噴漿壓力為2MPa，噴漿量為100～150L/min，氣壓0.7MPa，風量為10m3/min，水壓30MPa，水流量80～120L/min，提升速度10cm/min，旋噴速度為10r/min。旋噴樁在實際施工前應(yīng)進行現(xiàn)場試驗確定工作實際參數(shù)，以保證樁徑和搭接量，使止水帷幕能有效地止水。

一、         主要做好施工方案，有效的按施工組織設(shè)計組織施工。

1）、根據(jù)地質(zhì)部門提供的地質(zhì)勘察報告，該工程地質(zhì)情況具體如下：

1、巖土層結(jié)構(gòu)分布特征

    擬建場地表層為人工填土，其下為全新統(tǒng)（Q4）河流相新近沉積的粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土，粉細砂、中細砂等，下部為更新統(tǒng)（Q3）沙礫土，底部為白堊系上統(tǒng)浦口組（K2P）風化基巖。在勘察深度內(nèi)，擬建場地巖土層可分為八大工程地質(zhì)層，十三個亞層，現(xiàn)自上至下分述如下：

    ①雜填土（Q4ml）：灰褐色夾雜色，松散，稍濕，主要由建筑垃圾及少量生活垃圾混粉質(zhì)粘土組成，局部為素填土；在原魚塘處底部分布0.30～0.50米厚的淤泥質(zhì)填土，層厚1.20～5.60米。

    ②1粘土（Q4al）：灰黃色-灰色，飽和，軟-可塑，中高壓縮性。無搖振反應(yīng)，刀切面光澤，干強度與韌性中等偏高。局部夾薄層粉土。該層局部缺失，層頂埋深1.20～2.90米，層厚0.00～2.40米。

    ②2粉土（Q4al）：青灰色，飽和，稍密，中高壓縮性。搖振反應(yīng)較快，刀切面粗糙，干強度與韌性低。夾薄層粉質(zhì)粘土。該層局部分布，層頂埋深1.50～4.00米，層厚0.00～3.60米。

    ③1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土（Q4al）：灰色，飽和，流塑，高壓縮性。無搖振反應(yīng)，刀切面稍有光澤，干強度與韌性中等。粉土呈薄層狀，單層厚度2-5mm，底部富集。無側(cè)限抗壓強度qu=35.2KPa，靈敏度St=3.2-4.4，屬中-高靈敏土。該層整個場區(qū)均有分布。層頂埋深1.50～6.60米，層厚4.00～13.30米。

    ③2粉土夾粉質(zhì)粘土（Q4al）：灰色，飽和，稍密，中壓縮性。搖振反應(yīng)較迅速，刀切面粗糙，干強度與韌性低。粉質(zhì)粘土呈薄層狀，分布不均，局部夾薄層粉砂。該層整個場區(qū)均有分布。層頂埋深7.20～15.80米，層厚1.30～8.20米。

    ④1粉砂夾粉土（Q4al）：青灰色，飽和，稍密，中高壓縮性。礦物成分以長石、石英為主，含少量白色云母片。該層為過度層，土質(zhì)不均，夾薄層狀粉質(zhì)粘土。層頂埋深12.20～19.50米，層厚1.20～8.00米。

④2粉砂（Q4al）：青灰色，飽和，中密，中低壓縮性。礦物成分以長石、石英為主。具水平沉積層理，含少量腐植物。層頂埋深15.90～25.40米，層厚10.00～14.60米。

④3粉細砂（Q4al）：青灰色，飽和，中-密實，中低壓縮性。礦物成分以長石、石英為主。具水平沉積層理，局部夾少量粉砂、粉土。層頂埋深24.20～33.10米，層厚8.20～16.90米。

⑤粉質(zhì)粘土（Q4al）：灰色，飽和，可塑，中壓縮性。無搖振反應(yīng)，刀切面稍有光澤，干強度與韌性中等。層頂埋深44.90～47.90米，層厚1.30～4.50米。

注：⑤粉質(zhì)粘土以下土層在這里就不一一介紹了。

 

二、高壓噴射注漿支護壁施工過程控制要求

（一）機具設(shè)備及材料要求

  1、高壓噴射注漿法主要機具設(shè)備包括：高壓泵、鉆機、漿液攪拌器等；輔助設(shè)備包括操縱控制系統(tǒng)、高壓管路系統(tǒng)、材料儲存系統(tǒng)以及各種管材、閥門、接頭安全設(shè)施等。

三重管系以三根互不相通的管子，按管徑大小在同一軸線上重合套在一起，用于向土體內(nèi)分別壓入水、氣、漿液。內(nèi)管由泥漿泵壓送2MPa左右的漿液；中管由高壓泵壓送20MPa左右的高壓水；外管由空壓機壓送0.5MPa以上的壓縮空氣。空氣噴嘴套在高壓水噴嘴外，在同一圓心上。三重管由回轉(zhuǎn)器、連接管和噴頭三部分組成�；剞D(zhuǎn)器指三重管的上段，內(nèi)安有支承軸承，當鉆機轉(zhuǎn)盤帶動三重管旋轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)器外部不轉(zhuǎn)內(nèi)部轉(zhuǎn)；連接管是指三重管的中段，為連接水、氣、漿液的通道，旋轉(zhuǎn)是由鉆機轉(zhuǎn)盤直接帶動連接管使整根三重管旋轉(zhuǎn)，根據(jù)旋噴深度可將多節(jié)連接管接長；噴頭是指三重管的下段，其上裝有噴嘴，是旋噴時向土層中噴射水、氣、漿液的裝置，也隨連接管一起轉(zhuǎn)動。噴嘴制造材料為硬質(zhì)合金管，D0≈2mm左右。

漿液攪拌可采用污水泵自循環(huán)式的攪拌罐或水力混合器。

輔助設(shè)備包括操縱控制系統(tǒng)、高壓管路系統(tǒng)、材料儲存、運輸系統(tǒng)以及各種管件、閥門、接頭、壓力流量儀表、安全設(shè)施等。

  2、材料

    水泥：采用強度等級為PO：32.5水泥，經(jīng)復試合格后。按設(shè)計要求配制水泥泥漿，水灰比為1：1～1.5：為消除離析，施工時采取技術(shù)措施，再加入水泥用量3%的陶土、0.9‰的堿。漿液宜在旋噴前1h以內(nèi)配制，使用時濾去硬塊、砂石，以免堵塞管路和噴嘴。

（二）施工要點

  1、三重管旋噴法施工工藝流程：振動沉樁機就位，放樁靴，立套管，安振動錘→套管沉入設(shè)計深度→拔起一段套管，卸上段套管，使下段露出地面（使h＞要求的旋噴長度）→套管中插入三重管，邊旋、邊噴、邊提升→自動提升旋噴管→拔出旋噴管與套管。

  2、施工前先進行場地平整，挖好排漿溝，做好鉆機定位。要求鉆機安放保持水平，鉆機保持垂直，其傾斜度不得大于1.5%。

  3、高壓注漿法施工程序為：機具就位→貫入注漿管、試噴射→噴射注漿→拔管及沖洗等。

  4、三重管法施工須預(yù)先用鉆機或振動打樁機鉆成直徑150mm的孔，然后將三重注漿管插入孔內(nèi)，按旋噴、定噴或擺噴的工藝要求，由下而上進行噴射注漿，注漿管分段提升的搭接長度不小于100mm。

  5、在插入旋噴管前先檢查高壓水與空氣噴射情況，各部位密封圈是否封閉，插入后先作高壓水射水試驗，合格后方可噴射注漿。如因塌孔插入困難時，可用低壓（2MPa）水沖孔噴下，但須把高壓水噴嘴用塑料包裹，以免泥土堵塞。

  6、噴嘴直徑、提升速度、旋噴速度，噴射壓力、排量等旋噴參數(shù)見下表，或根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。

 

旋噴施工主要機具和參數(shù)

項目

三重管法

參數(shù)

噴嘴孔徑（mm）

噴嘴個數(shù)

旋轉(zhuǎn)速度（r/min）

提升速度（mm/min）

Φ2～3

1～2

5～15

50～150

機具性能

高壓泵

壓力（MPa）

流量（L/min）

20～40

60～120

空壓機

壓力（MPa）

流量（L/min）

0.7

1～3

泥漿泵

壓力（MPa）

流量（L/min）

3～5

100～150

漿液配合比：          水：水泥：陶土：堿

（1～1.5）：1：0.03：0.0009

 

  7、當采用三重管法旋噴，開始時，先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣，在一般情況下，壓縮空氣可晚送30s。在柱底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射1min后，再進行邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴射。

  8、噴射時，先應(yīng)達到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后再逐漸提升注漿管。中間發(fā)生故障時，應(yīng)體制提升和旋噴，以防樁體中斷，同時立即進行檢查排除故障；如發(fā)現(xiàn)有漿液噴射不足，影響樁體的設(shè)計直徑時，應(yīng)進行復核。

  9、當處理既有建筑地基時，應(yīng)采取速凝漿液或大間隔孔旋噴和冒漿回灌等措施，以防旋噴過程中地基產(chǎn)生附加變形和地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，影響被加固建筑及鄰近建筑。

  10、樁噴漿量Q（L/根）可按下式計算：

           Q= (H/v)·q·(1+β)

      式中：H— 旋噴長度（m）；

            v— 旋噴管提升速度（m/min）；

            q— 泵的排漿量（L/min）；

β— 漿液損失系數(shù)，一般取0.1～0.2。

旋噴過程中，冒漿量應(yīng)控制在10%～25%之間。對需要擴大加固范圍或提高強度的工程，可采取復噴措施，即先噴一遍清水，再噴一遍或兩遍水泥漿。

  11、噴到樁高后應(yīng)迅速拔出注漿管，用清水沖洗管路，防止凝固堵塞。相鄰兩樁施工間隔時間應(yīng)不小于48h，間距應(yīng)不小于4～6m。

三、高壓噴射注漿地基施工事后（驗收）控制要點

  1、工程施工前應(yīng)檢查水泥，外摻劑等原材料的質(zhì)量，樁位，壓力表、流量表的精度和靈敏度，高壓噴射設(shè)備的性能。

  2、工程施工中應(yīng)檢查預(yù)先設(shè)定的施工參數(shù)（壓力、水泥漿量、提升速度 、旋轉(zhuǎn)速度等）及施工程序。

  3、工程施工結(jié)束后，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定檢驗樁體強度、平均直徑、樁身中心位置、樁體質(zhì)量。樁體質(zhì)量檢驗應(yīng)在施工結(jié)束后28d進行。

  4、高壓噴射注漿地基質(zhì)量檢驗標準應(yīng)符合下表的要求：

 

高壓噴漿注漿地基質(zhì)量檢驗標準

項目

序號

檢查項目

允許偏差或允許值

檢查方法

單位

數(shù)值

主控項目

1

水泥及外摻劑數(shù)量

符合出廠要求

查產(chǎn)品合格證書或抽樣送檢

2

水泥用量

設(shè)計要求

查看流量表及水泥漿水灰比

3

樁體強度或完整性檢驗

設(shè)計要求

按規(guī)定方法

4

地基承載力

設(shè)計要求

按規(guī)定方法

一般項目

1

鉆孔位置

mm

≤50

用鋼尺量

2

鉆孔垂直度

%

≤1.5

經(jīng)緯儀測鉆桿或?qū)崪y

3

孔深

mm

±200

用鋼尺量

4

注漿壓力

按設(shè)定參數(shù)指標

查看壓力表

5

樁體搭接

mm

＞200

用鋼尺量

6

樁體直徑

mm

≤50

開挖后用鋼尺量

7

樁身中心允許偏差

 

≤0.2D

開挖后樁頂下500mm處用鋼尺量，D為樁徑
             

 

在本工程施工過程中，嚴格按照國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范組織施工，所有旋噴樁經(jīng)檢測合格，所有樁身結(jié)構(gòu)完整，開挖后無一處有滲漏現(xiàn)象，樁身質(zhì)量滿足設(shè)計要求，樁位偏差符合驗收規(guī)范要求。

 

 

 

 

 

 

 

 

田文才、談旭亮

 

2006年7月16日星期日