論斜向旋噴技術(shù)在地基加固處理中的應(yīng)用

1、論斜向旋噴技術(shù)在地基加固處理中的應(yīng)用摘要 在深圳廣深港客運(yùn)專(zhuān)線益田路隧道漢光電子樓區(qū)間盾構(gòu)法施工中，由于采用了斜向旋噴樁施工工藝，成功地解決了大直徑盾構(gòu)在復(fù)合地層中由于漢光電子樓周?chē)孛婀芫€復(fù)雜、道路交通繁忙的難題，確保漢光電子樓、燃?xì)?、給排水、高壓電纜等在施工過(guò)程中沉降在規(guī)范范圍內(nèi)，并且節(jié)約了施工成本，提高了效率，充分顯示了斜向旋噴樁施工工藝在沙質(zhì)粘性土、全風(fēng)化變質(zhì)砂巖、強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖等地層中進(jìn)行地層加固處理工程應(yīng)用上的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 文章論述了斜向旋噴樁的工藝機(jī)理、適應(yīng)性、優(yōu)缺點(diǎn)以及在該工程中的應(yīng)用效果。 關(guān)鍵詞 斜向旋噴樁；盾構(gòu)隧道；地基處理；復(fù)合地層 中圖分類(lèi)號(hào)：TV223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)

2、號(hào)：A 文章編號(hào)：2306-1499（2013）04-（頁(yè)碼）-頁(yè)數(shù) 1.引言 城市地鐵盾構(gòu)隧道工程是在巖土體內(nèi)部進(jìn)行的，無(wú)論其埋深大小，隧道的開(kāi)挖施工將不可避免地?cái)_動(dòng)地下巖土體，破壞原有的平衡狀態(tài)，而向新的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化。 地下巖土體的開(kāi)挖會(huì)引起地表沉降和變形，地表沉降到一定的程度，將影響地面建筑物的安全和地下管線的正常使用。 而地鐵線路一般都會(huì)穿過(guò)人口密集、地面建筑物林立、地下管網(wǎng)密布的市中心繁華地段， 該區(qū)段對(duì)施工產(chǎn)生的地表沉降和建筑物變形的要求都很高，施工方法的選擇如稍有失誤，將會(huì)造成不可估量的損失。在這種情況下修建隧道，就必須先對(duì)隧道影響范圍內(nèi)的建筑物或管線進(jìn)行預(yù)加固， 然后再施工，以

3、保證施工安全。 預(yù)加固的方法已有很多，地表加固如靜壓注漿、垂直旋噴、鉆孔樁、攪拌樁；洞內(nèi)加固大管棚等。 它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。 當(dāng)土層顆粒較細(xì)時(shí)，采用靜壓注漿加固效果難以保證，且加固范圍較小；垂直旋噴、攪拌樁對(duì)場(chǎng)地要求較高；大管棚法施工需開(kāi)挖工作井，時(shí)間長(zhǎng)、成本高；而斜向旋噴注漿預(yù)加固技術(shù)由于樁間相互搭接，成拱效果好，既有一定強(qiáng)度又能防止?jié)B漏，相對(duì)施工工作面較靈活，特別適合城市建筑物、管線密集等環(huán)境下施工，其加固范圍和加固效果可人為控制，具有良好的工程應(yīng)用前景。 本文結(jié)合深圳廣深港客運(yùn)專(zhuān)線益田路盾構(gòu)隧道漢光電子樓段施工，詳細(xì)闡述斜向旋噴樁的工藝原理、 施工質(zhì)量控制及其工程適應(yīng)性和旋噴樁施工方案確定及

4、具體實(shí)施流程， 論證了斜向旋噴樁施工工藝在城市復(fù)雜環(huán)境下富水砂層盾構(gòu)隧道施工預(yù)支護(hù)工程應(yīng)用上的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。 2工程概況 益田路盾構(gòu)隧道從西側(cè)穿過(guò)漢光電子樓，與盾構(gòu)理論掘進(jìn)邊線平面距離2.92.6m，下穿漢光電子樓鄰近地面及北環(huán)大道北側(cè)輔道，洞頂埋深28.2m。附近管線復(fù)雜，有燃?xì)夤艿?、給排水管道、高壓電纜、通信管道，地面為北環(huán)輔道交叉地段，車(chē)流量大。 加固區(qū)域地質(zhì)情況：從地面向下依次為素填土、淤泥質(zhì)土、砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化變質(zhì)砂巖、強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖，洞頂?shù)貙訛槿L(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖。屬于典型的上軟下硬復(fù)合地層，地質(zhì)穩(wěn)定性不強(qiáng)，隧道施工擾動(dòng)周?chē)貙印?3旋噴樁施工工藝概述 3.1 成樁原理 斜向

5、旋噴樁的成樁原理是在垂直旋噴樁、攪拌樁基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的， 即在普通鉆桿的旋噴頭上加焊攪拌葉，鉆進(jìn)過(guò)程中邊旋噴邊攪拌，使水泥漿與土體充分混合，從而使其硬結(jié)形成具有整體性、不透水性且強(qiáng)度較高的水泥土。斜向旋噴樁具有旋噴樁、攪拌樁的雙重優(yōu)點(diǎn)，對(duì)地層適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，水泥土拌合更加均勻，強(qiáng)度更高，止水效果更好，施工質(zhì)量有保證。 3.2 施工工藝 斜向旋噴樁工藝流程見(jiàn)圖1，在本工程中，斜向高壓旋噴樁直徑600mm，鉆孔直徑110mm，旋噴樁施工采用梅花形布置，樁間距為400mm。加固地層為砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖，14m實(shí)樁。 （1）鉆機(jī)引孔。采用?110mm鉆頭鉆進(jìn)，步驟：1）檢查鉆機(jī)安裝

6、牢固后，調(diào)整鉆機(jī)，用測(cè)斜儀器調(diào)整鉆孔斜向角度，對(duì)好孔位；2）開(kāi)始鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)3m要測(cè)量一次，并做好測(cè)量記錄，一旦發(fā)現(xiàn)偏斜要及時(shí)進(jìn)行糾偏，直到鉆至設(shè)計(jì)深度。（2）旋噴作業(yè)。1）進(jìn)行高壓噴漿前應(yīng)檢查高壓注漿泵，查看泵壓讀數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求（30-40MPa），泵壓達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)才能開(kāi)始噴漿；2）在孔底高壓噴漿時(shí)應(yīng)停留一定時(shí)間，然后再緩慢外拔鉆桿，鉆桿每外拔出0.6m，應(yīng)回拖0.30m鉆桿，同時(shí)高壓噴漿；3）在高壓噴漿時(shí)，應(yīng)安排專(zhuān)人觀察泵壓變化，一旦發(fā)現(xiàn)泵壓過(guò)低時(shí)應(yīng)及時(shí)通知機(jī)臺(tái)停止噴漿，查明原因后再恢復(fù)高壓噴漿；4）當(dāng)鉆桿拔至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)位置時(shí)停止注漿，關(guān)閉漿液通道，再緩慢拔出鉆桿，進(jìn)行封孔作業(yè)；5）每

7、根高壓旋噴鉆桿拔出后應(yīng)立即用清水高壓沖洗干凈，避免殘留漿液凝固，避免下次旋噴時(shí)殘留顆粒物堵噴嘴。6）噴漿參數(shù)：漿液要求水：水泥為1：1；注漿壓力為3540Mpa。7）根據(jù)地層的不同和噴漿效果，旋噴參數(shù)可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。8）旋噴注漿時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：接、卸鉆桿要快，防止塌孔和堵嘴；旋噴過(guò)程中循環(huán)液排出口要保持暢通，如因故堵死，應(yīng)松開(kāi)密封裝置疏通返漿通道，保持正常返漿，返漿量應(yīng)控制在規(guī)范規(guī)定的20%左右。如果孔內(nèi)不能疏通，為避免出現(xiàn)抱鉆等情況發(fā)生，則應(yīng)將鉆桿退出，直至鉆孔內(nèi)返漿正常后再重新下旋噴鉆桿進(jìn)行高壓旋噴。噴射時(shí)因故障中斷，應(yīng)酌情盡快處理：因機(jī)械故障，要盡力縮短中斷時(shí)間，及早恢復(fù)灌漿；如中斷時(shí)間超

8、過(guò)2小時(shí)，要采取補(bǔ)救措施；恢復(fù)噴射時(shí)，鉆桿要多伸入1m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。噴漿過(guò)程中出現(xiàn)返漿比重過(guò)大時(shí)，則應(yīng)考慮在漿液中加入速凝劑，并控制噴漿量和噴漿速度。（3）清洗管道及設(shè)備.每根樁施工完畢后都應(yīng)快速拔出鉆桿和鉆頭，用清水高壓沖洗管道及設(shè)備，確保管道內(nèi)不留在殘?jiān)?，清洗完畢后移至下一樁位。?）回灌漿液.每根樁施工完畢沖洗管道及設(shè)備后，用返漿（摻入水泥漿液）回注注漿孔，直至漿液從孔口冒出，并經(jīng)過(guò)多次回灌。 （5）鉆機(jī)移到下一孔位開(kāi)鉆前，應(yīng)核查相鄰樁的成樁時(shí)間，后施工的樁必須在相鄰樁成樁時(shí)間超過(guò)初凝時(shí)間后，前一根樁漿液達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)才能開(kāi)鉆，確保相鄰樁相互咬合，因此移至下一孔位時(shí)應(yīng)跳過(guò)1至3根

9、后再施做較合適。 圖1 斜向高壓旋噴施工工藝流程圖 4.工程施工常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法 5.工程質(zhì)量保證措施 主要是：（1）試驗(yàn)樁施工完成后應(yīng)進(jìn)行樁的質(zhì)量檢測(cè)，主要檢測(cè)其樁徑、樁長(zhǎng)、樁的強(qiáng)度等指標(biāo)；（2）工程開(kāi)工前，認(rèn)真做好技術(shù)交底，做到人人明白技術(shù)要求，個(gè)個(gè)分擔(dān)技術(shù)責(zé)任；（3）上崗人員必須經(jīng)過(guò)技術(shù)和安全培訓(xùn)，特殊工種必須持證上崗；（4）采用跳1根樁以上施工；（5）機(jī)手一定要做好鉆孔測(cè)斜工作，及時(shí)進(jìn)行糾偏，確保鉆孔成孔精度；（6）施工過(guò)程中，操作人員隨時(shí)記錄壓力、噴漿量、鉆進(jìn)速度、拔鉆桿速度等有效參數(shù)。施工時(shí)嚴(yán)格控制各種施工參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)處理?，F(xiàn)場(chǎng)施工做到及時(shí)記錄、及時(shí)調(diào)整、及時(shí)匯報(bào)處理；

10、（7）注漿壓力和注漿量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范的規(guī)定；（8）高壓旋噴應(yīng)全孔連續(xù)進(jìn)行，若中途拆卸噴射管，則應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，搭接長(zhǎng)度不小于500mm。供漿正常的情況下，孔口回漿密度變小、且不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)加大進(jìn)漿密度；（9）在施工時(shí)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，班長(zhǎng)和技術(shù)員嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量自檢，每根樁在對(duì)好鉆機(jī)后，機(jī)手、施工隊(duì)長(zhǎng)都應(yīng)親自檢查孔位偏差、鉆機(jī)角度。 注意事項(xiàng)：（1）鉆孔前，測(cè)定孔的位置，并對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)。（2）注漿前認(rèn)真檢修機(jī)具，其壓力和流量必須滿足設(shè)計(jì)要求，注漿管接頭密封必須良好，在地面試送后方可進(jìn)行施工。對(duì)管路系統(tǒng)如混合器、接頭、閥門(mén)等，如有破損應(yīng)予更換。（3）水灰比確定后，不得隨意更改；攪拌

11、水泥時(shí)在旋噴過(guò)程中防止水泥漿沉淀。（4）漿液要進(jìn)行過(guò)濾，所有注漿材料應(yīng)無(wú)雜物，以防注漿管路堵塞；注漿管道要定時(shí)清洗，以防堵塞管路，一般每天2次。（5）注漿作業(yè)要前后配合，統(tǒng)一指揮；否則，不能達(dá)到預(yù)期的目的和效果。（6）試樁過(guò)程中，詳細(xì)記錄地面冒漿情況、旋噴參數(shù)和水泥使用情況，以便鉆孔抽芯檢查有依據(jù)，以確定合理的旋噴技術(shù)參數(shù)，以達(dá)到加固的效果和目的。為盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的選擇提供條件。 6.斜向旋噴加固效果 （1） 按設(shè)計(jì)要求3%比例抽芯試驗(yàn)表明，旋噴固結(jié)體直徑為4065 cm（地層越軟弱，樁徑越大），平均值滿足設(shè)計(jì)要求。固結(jié)體強(qiáng)度接近平均3.2MPa（大于設(shè)計(jì)2.5MPa），樁間咬合率80 % ，

12、在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中保證地面建筑物、管線、道路的安全。（2） 盾構(gòu)施工下穿過(guò)程中地表沉降和建筑物沉降滿足設(shè)計(jì)要求。地表沉降（累計(jì)-6.77mm，最大日沉降1.7mm）遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)規(guī)范（-30mm/+10mm），建筑物（累計(jì)-2.56-4.19mm）遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)規(guī)范（-20/+10mm） ，保證了煤氣管道、給排水管道、地面建筑物及道路的安全。（3）在益田路隧道漢光電子樓區(qū)間復(fù)合地層地段 ，斜向高壓旋噴施工進(jìn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用大管棚的施工進(jìn)度，并且采用斜向旋噴樁成本遠(yuǎn)低于開(kāi)挖工作豎井大管棚法所需費(fèi)用，具有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。特別適合在城市地鐵施工中應(yīng)用。 7.結(jié)語(yǔ) 以上，本文以廣深港客運(yùn)專(zhuān)線益田路隧道下穿復(fù)合地層區(qū)間對(duì)漢光電