深基坑高压旋喷桩施工技术及实时监测

王宇

【摘 要】高压喷射注浆技术具有适用范围广、施工简便、桩身强度大、成本低等特点,广泛应用于建筑物地基加固防渗、地基处理、防渗止水等方面,在国内外得到推广和应用.本文以天津津塔深基坑工程为研究对象,详细阐述了高压旋喷桩的施工技术要点;通过对基坑施工过程中的位移和周边水位进行监测,验证了高压旋喷桩对基坑抗渗性和土体加固的有效性,为以后同类型的工程提供有参考价值. 【期刊名称】《低温建筑技术》 【年(卷),期】2017(039)001 【总页数】4页(P95-98)

【关键词】高压旋喷桩;施工工艺;质量控制;施工要点 【作 者】王宇

【作者单位】黑龙江工业学院,黑龙江鸡西158100 【正文语种】中 文 【中图分类】TU473.2

高压旋喷桩相比于其它形式的桩基具有施工方便、经济效益良好、适用范围大、取材便捷等很多优点，故在建筑地基基础的处理中被广泛应用。然而，高压旋喷桩的设计参数和施工工艺的通用性较弱，导致在实际的现场施工过程中施工成本普遍增高，安全性得不到很好地保障，使得高压旋喷桩的自身优势减弱。因此，很有必要对其材料特性和具体的施工工艺进行完善优化，得到合理的施工技术措施，从而为

指导实际工程施工提供有价值参考。

天津津塔工程地处天津市张自忠路、和平区滨江道、大沽北路所围成的区域内，是天津市著名的标志性建筑物。建筑高度336.9m，其基坑面积为19764m2，基坑开挖深度一般为-19.6～-25.5m，局部位置到达-32.1m，基坑工程主要采用顺作法施工。天津属软土地区，水文地质条件较差，土层具有高压缩、高含水率、低渗透性等特点，该位置土质主要以粘土、粉质粘土、粉土、粉砂为主，根据地质勘查报告，天津津塔工程所在地地下44m以上区域大致可以分为三个水文地质岩组，分别为2个承压含水层和1个潜水含水层。地基土的土层信息如表1所示，其中，KV为垂直渗透系数；KH为水平渗透系数。

为了增强天津津塔基坑围护结构的抗渗性，本工程基坑围护结构的地下连续墙槽段接缝处主要采用高压旋喷桩进行防渗处理；主楼周边区域的8b层承压水层采用双排高压旋喷桩作为止水帷幕，在主楼深基坑周边设计高压旋喷桩坝体，基底同样采用高压旋喷桩进行封底，对基底起到加固作用；在天津津塔工程厂区的东南角区域，为了避免对原有建筑物的基础产生过大的影响，围护结构采用双排高压旋喷桩与钻孔灌注桩相结合的临时结构。具体设计参数如表2所示，部分高压旋喷桩布置图如图1所示。

2.1 工艺原理及技术要求

高压旋喷桩是由钻机将带有特质喷嘴的注浆管按照设计要求钻进到指定位置，然后浆液通过喷嘴在20～30MPa的高压下冲击破坏土体，该方法被称为高压喷射注浆法。然后，钻机的钻杆以一定的速度(15～25cm/min)缓慢提升，土颗粒和注射浆液强制混合在一起，当浆液凝固之后，原有的土层便成为具有一定强度的固结体，达到提升土体强度的目的。 2.2 超高压喷注浆工艺流程

明确与完善超高压旋喷桩的施工流程和质量控制措施是保证施工质量的关键。合理

的参数和施工工艺应当通过现场的工艺性试验来确定。施工流程图如图3所示。 2.3 施工步骤

(1) 定位。根据施工图纸，对不同桩型的孔位进行准确放样，对不同类型孔位做好标记。

(2) 钻孔。搭设好钻机后，根据定位孔号先进行导孔施工。

(3) 钻孔深度、直径等应满足设计要求，钻孔结束时应及时由现场技术人员进行签字确认。

(4) 旋喷机在已成孔处定位，检查旋喷机的工作状态，通过向喷管通水，检查有无漏水、喷射压力是否满足施工要求，同时须检查高压泥浆泵是否能够正常工作。 (5) 喷射注浆。先用胶带将喷嘴封住，将喷射管深入到设计孔深，到达设计标高后进行喷射注浆，喷射管注浆逐渐向上抬高。当出现下管困难的情况时，可先启动泥浆泵，使喷管带浆下管。

(6) 喷射施工完毕后，为了使管内机内不得残存水泥浆应把注浆管等机具设备冲洗干净。为了把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除，通常把浆液换成水，在地面上喷射。

(7) 整个喷射施工过程中，高压喷射钻机系统的运行须按照一定的顺序进行：启动高压泥浆泵→喷管旋转数圈→停留在底部旋转1～2min→缓慢边旋转边提升→提升至预处理高度→高压泵喷射水泥浆液→循环以上过程→喷射结束，关闭高压泥浆泵，提出喷管至地面→向孔内注入回浆→清洗钻具，开始下一孔位。

(8) 高压旋喷桩施工过程中，应以高压旋喷机为主线，其余设备紧密配合工作。 3.1 施工关键技术

3.1.1 钻孔沉管困难，出现偏斜或冒浆

解决办法：①检查控制水泥浆液的配合比；②使用钎进行试探，遇到阻碍物时移除；③检查钻杆是否垂直，确保倾斜度满足规范要求；④采用侧口喷头，提高喷射能力，

同时减小出浆口的所需孔径，喷射出的浆液应保证与实际量相差不大。 3.1.2 高压机压力陡然升高

解决办法：①先进行卸载，检查是否出现堵嘴的情况，当堵嘴时，将钻杆提起，使用铜线进行梳理；②当遇到其它情况时，需拧开接头进行疏通。 3.1.3 固结体强度分布不均匀，出现缩颈现象

解决办法：①分析出现的原因，根据地质条件选择合理的喷浆机具；②控制浆液水灰比，控制浆液的稠度；③控制好喷嘴喷射的速度、钻杆的提升速度、压力机的压力等；④在进行喷浆前要做好准备工作，进行压力试验，检查完毕后方可进行喷射；⑤喷射对喷嘴的要求高，应对喷嘴的各项指标进行严格把控；⑥对地质不良地段的高压旋喷桩进行旋转喷射或重复喷神，避免出现缩颈现象。 3.1.4 固结体顶部下陷

解决办法：待高压旋喷桩施工完毕后，将固结体的上面浮浆部分凿去，再在固结体下陷的部分浇筑混凝土或再次进行注浆，或者在旋喷注浆完成之后，固体顶部的0.5～1.0m部分，在原来位置提升钻杆复喷一次加强。 3.2 基坑施工实时监测

在实际施工过程中，应严格按照JGJ79-2012《建筑地基处理技术规范》等规范标准进行标准化施工，做好施工质量控制工作，对高压旋喷桩施工过程中支护结构和周围建筑物的变形进行监测，掌握深基坑周边的变形、变位情况，保证施工的安全进行。监测的主要内容包括基坑周边承压水的水位变形、开挖土体的倾斜情况等，部分监测点位的监测数据绘制成时间关系曲线，如图4、图5所示。

由图4可知，在基坑施工过程中，开挖结束、顶板完成、支撑拆除三个施工工序对竖向基坑侧壁均产生不可忽略的影响。在基坑深度14.5m左右位置的水平位移量最大，最大值可达32mm，小于40mm的预警值，能够满足基坑开挖时的变形要求。由图5可知，基坑周边5个测点的水位在前9个月持续变化，之后水位的

变化量趋于稳定，基本位于600mm的变化范围内。综上所述，对于天津地区地质条件较差的软土地基，高压旋喷桩止水帷幕和对基底的加固处理能够有效解决基坑抗渗性不足和基底强度小的问题，尤其对承压含水层的防治效果良好，同时，施工周期缩短，带来直观地经济效益。

(1) 高压旋喷桩施工设备的质量和先进程度直接影响到施工控制的精准度从而影响到施工质量，合理先进的旋喷桩施工技术和质量控制可以提高施工效率和安全性。 (2) 通过对基坑进行实时监测，可及时分析监测数据，从而指导实际的施工，及时预警，保证施工的安全稳定，同时，可以形成数据文件，为同类型的工程提供有价值参考。

(3) 对解决软土地基工程性质差的问题，高压旋

喷桩是一种经济合理的施工方案，能够有效解决基坑抗渗和强度问题。

【相关文献】

[1] 武新波. 浅谈高压旋喷桩施工工艺[J]. 科学之友(B版),2007,(8):3-4.

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