地鐵車站深基坑高壓旋噴樁技術(shù)研究

1、地鐵車站深基坑高壓旋噴樁技術(shù)研究摘要：高壓旋噴樁技術(shù)是一項(xiàng)既高效又方便的止水技術(shù)，在地鐵車站深基坑施工中，采用高壓旋噴樁技術(shù)對(duì)地下水進(jìn)行控制，效果非常突出。本文對(duì)高壓旋噴樁的施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行具體介紹。關(guān)鍵詞：地鐵車站；深基坑；高壓旋噴樁；施工技術(shù)在地鐵車站的深基坑開挖中如果地下水位過高，很容易影響基坑的支護(hù)和開挖施工，在地鐵車站的深基坑開挖過程中，通?？刹捎没炷凉嘧痘蛘咪摪鍢哆M(jìn)行支護(hù)，而對(duì)于樁間的止水則可采用高壓旋噴樁技術(shù)來進(jìn)行。高壓旋噴樁技術(shù)施工較為快速，是一種既高效又經(jīng)濟(jì)的施工技術(shù)。目前高壓旋噴樁施工技術(shù)在我國應(yīng)用較為廣泛，也有了較為合理的施工規(guī)范，所以高壓旋噴樁在地鐵車站深基坑

2、止水方面的應(yīng)用，也具備了成熟的技術(shù)支持。本文將對(duì)高壓旋噴樁的具體施工工藝進(jìn)行介紹，并對(duì)其質(zhì)量控制進(jìn)行分析。 1高壓旋噴樁作用原理 高壓旋噴樁主要是利用鉆機(jī)將注漿管鉆進(jìn)土體的預(yù)定部位，注漿管上帶有噴嘴，然后采用高壓機(jī)將漿液以2040Mpa的高壓噴射出來。進(jìn)而對(duì)土體產(chǎn)生沖切、擾動(dòng)和破壞，同時(shí)按照一定速度提升鉆桿，使?jié){液和土體強(qiáng)制攪拌混合，等到漿液固結(jié)后就會(huì)形成一個(gè)圓柱形的固結(jié)樁體，對(duì)地基土起到止水和防水的作用。高壓旋噴樁因?yàn)閲娚浞椒ǖ牟煌煞譃閱喂?、二重管和三重管施工方法。單管法是指使用單層的噴射管，只噴射水泥漿；二重管是指使用二重注漿管同時(shí)將水泥漿和空氣噴射入土體內(nèi)部。使高壓水泥漿與空氣共同作用

3、，達(dá)到更大的土體破壞能力；三重管是指采用三重注漿管分別將水泥漿、空氣和水噴射入土體。這種方法可以使用高壓機(jī)械將水和空氣以高壓的方式迅速?zèng)_切開土體，使土體形成較大的空隙，然后再通過泥漿泵將水泥漿以相對(duì)低的壓力噴射到被切割的土體部分，使水泥漿與土體混合，形成直徑較大的樁體。高壓旋噴樁主要的作用有：對(duì)土體的切割作用，高壓旋噴樁的射流在高壓作用下，噴射泥漿流會(huì)以脈沖的形式?jīng)_破土體，使土體出現(xiàn)空隙，直至裂縫逐漸擴(kuò)張；混合攪拌的作用：鉆桿會(huì)以旋轉(zhuǎn)的方式緩慢提升，在提升過程中，可在射流后形成空隙，然后在噴射壓力的作用下使土粒沿著噴嘴轉(zhuǎn)運(yùn)的反方向移動(dòng)，達(dá)到與漿液混合攪拌的目的；三重管的換置作用：在高壓水流切割

4、土體的時(shí)候，壓縮空氣體會(huì)將一部分土粒排出地表，在土粒排除后的空隙處由水泥漿來填充，對(duì)土體起到換置的作用；充填、滲透作用：在高壓水泥漿迅速充填土體補(bǔ)切開的部分時(shí)，會(huì)形成析水固結(jié)，并且滲透到土層的一定范圍內(nèi)，從而形成相當(dāng)厚度的固結(jié)體；壓密作用：在高壓噴流切割土體的過程中，破碎部位殘余的剩余壓力，可以對(duì)土體產(chǎn)生壓密作用，進(jìn)而使旋噴樁體的邊緣部位強(qiáng)度提高。 2高壓旋噴樁施工工藝流程 2.1施工放樣 放樣測(cè)量可采用經(jīng)緯儀和鋼尺等測(cè)量工具進(jìn)行，放樣時(shí)可按照設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)旋噴樁的中心軸線進(jìn)行確定。然后對(duì)每一個(gè)樁位進(jìn)行確定，每個(gè)孔位應(yīng)該嚴(yán)格確定，其誤差必需小于50mm，最后將每個(gè)樁位進(jìn)行標(biāo)定。 2.2成孔方

5、法 在鉆機(jī)到位以后，需要對(duì)孔位進(jìn)行復(fù)核，旋噴樁之間的距離嚴(yán)格按照遵循設(shè)計(jì)要求，使用水平尺對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行測(cè)量。然后采用鉆機(jī)在開挖后的地坪下進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)要保持鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)深度遵循設(shè)計(jì)要求，然后再由下至上噴射水泥漿。 2.3水泥漿攪拌 水泥漿的水灰比要符合設(shè)計(jì)要求，一級(jí)攪拌時(shí)在控制好水灰比，隨著測(cè)量漿液的比重，過濾過程中防止雜物及沙粒進(jìn)行二級(jí)攪拌機(jī)，要保持二級(jí)攪拌的連續(xù)性，防止水泥沉淀。 2.4旋噴和提升 鉆機(jī)在鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭會(huì)以規(guī)定速度下鉆到設(shè)計(jì)高度，然后投入鋼球?qū)@頭的下部孔堵住，以使高壓氣體和水泥漿從側(cè)面的噴頭噴射出來，繼而鉆頭反轉(zhuǎn)將噴射管提升，從下至上噴射注漿，噴射管進(jìn)行分段提升

6、時(shí)，搭接的長度應(yīng)該大于100mm。當(dāng)鉆頭提升到樁頂?shù)奈恢脮r(shí)，要停止噴漿，鉆頭安原位轉(zhuǎn)運(yùn)2min，然后再正轉(zhuǎn)鉆頭進(jìn)行復(fù)攪。在距離樁頂23m位置可適當(dāng)增加水泥的用量，完成后對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行清洗，準(zhǔn)備下一樁位的鉆進(jìn)。 2.5回灌作業(yè) 在噴射完成之后，要及時(shí)在噴射區(qū)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直至漿液不再下沉。 2.6沖洗作業(yè)和檢測(cè) 一個(gè)樁位噴射完成之后，應(yīng)該將注漿管、鉆頭等機(jī)具進(jìn)行清洗，以防止水泥漿對(duì)機(jī)具污染；在施工完成后，需要對(duì)樁體進(jìn)行鉆芯取樣，以便確定樁體的質(zhì)量。 3高壓旋噴樁的施工質(zhì)量控制 3.1材料的質(zhì)量控制 水泥漿的拌制要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求處理水灰比，施工過程中沒能隨意更改。不能使用受潮或者過期的水泥，水

7、泥漿在噴射時(shí)應(yīng)該防止沉淀，拌制的時(shí)間不應(yīng)該超過4小時(shí)。水泥在入罐時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行過篩處理，以保證水泥中沒在超過0.5mm的雜物，避免將注漿管堵塞。施工用水應(yīng)該為飲用水，施工時(shí)要保證水的潔凈。 3.2噴射過程中的捏控制 在噴射的過程中，應(yīng)該對(duì)冒漿情況進(jìn)行觀察，如果發(fā)現(xiàn)存在異常情況應(yīng)該及時(shí)處理，當(dāng)冒漿量大于灌漿量的20%時(shí)，可將提升的速度加快，如果地面不冒漿，則應(yīng)該停止提升并向孔口充砂，等到漿液開始冒出之后才能提升，提升時(shí)為保證旋噴樁的質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)提升速度進(jìn)行嚴(yán)格控制；施工時(shí)要保證作業(yè)的連續(xù)性，如果發(fā)生中斷施工問題，則需要在二次下管時(shí)多下一段距離；噴射過程中要做好記錄，如果氣壓沒在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，應(yīng)該及

8、時(shí)停機(jī)處理；相鄰兩個(gè)樁體的施工間距應(yīng)該大于48小時(shí)，以防止對(duì)完成后的樁體造成破壞。 3.2接頭部位及垂直度的控制 旋噴過程中可能出現(xiàn)拆卸鉆桿或者其它情況，導(dǎo)致旋噴不能連續(xù)進(jìn)行，這就有可能造成旋噴樁出現(xiàn)接頭問題，為了保證接頭部位的質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)接頭部位進(jìn)行復(fù)噴，其復(fù)噴的深度應(yīng)該大于15cm；另外，旋噴樁作為止水帷幕時(shí)，要控制好其垂直度，這是保證止水效果的關(guān)鍵，如果樁體的垂直度控制不好，就會(huì)使旋噴樁與防水結(jié)構(gòu)的搭接不嚴(yán)密，止水效果就會(huì)受到嚴(yán)重影響。所以旋噴樁的垂直度誤差不應(yīng)該超過1%。 3.3特殊質(zhì)量問題的處理 在旋噴樁施工過程中通常會(huì)出現(xiàn)塌孔、機(jī)械故障、冒漿等問題，從而影響施工質(zhì)量，對(duì)這些問題的應(yīng)

9、該采用，積極有效的措施進(jìn)行處理，以避免對(duì)施工造成影響。對(duì)于塌孔問題應(yīng)該查明塌孔的原因，并進(jìn)行詳細(xì)的記錄，可采用水泥漿對(duì)孔壁進(jìn)行填充和加固，泥漿的配合比應(yīng)該滿足以孔隙內(nèi)不流動(dòng)也不硬化的狀態(tài)；對(duì)于機(jī)械故障導(dǎo)致旋噴中斷的問題，可重新進(jìn)行噴射施工，作業(yè)時(shí)要保證搭接的長度；如果冒漿過多或者過小，可先對(duì)冒漿的成分和流量進(jìn)行分析，以便了解灌漿的質(zhì)量和原因，及時(shí)確定應(yīng)對(duì)措施；在噴射作業(yè)完成之后，水泥漿可能會(huì)由于重力作用或者其它原因，發(fā)生表面塌陷的問題，可以采用連續(xù)或者間斷地向孔內(nèi)進(jìn)行靜壓灌漿的方法來處理，也可采用兩次注漿的方法來處理；在地層的分界處，可以根據(jù)地層的描述，在分界處進(jìn)行旋噴作業(yè)時(shí)，應(yīng)該盡量將提升噴射的速度降低，也可能進(jìn)行復(fù)噴處理，這樣能夠有效保證分界處的樁體質(zhì)量。 4結(jié)論 在地鐵車站的深基坑施工中，高壓旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，且應(yīng)用效果也較好，它可以保證止水帷幕的完整性。高壓旋噴樁施工速度較快且方法簡單，可以為止水施工提供有利的條件。在高壓旋噴樁施工過程中，應(yīng)該掌握好每個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)，控制好施工質(zhì)量， 才能保證旋噴樁的止水效果得到發(fā)揮。 參考文獻(xiàn)