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協(xié)會(huì)刊物
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高壓旋噴樁在羅南泵站地基置換處理中的應(yīng)用 |
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時(shí)間日期：2010-11-18 已被閱讀次：[10518] |
佛山市佛利建設(shè)工程有限公司 陳利衡
[摘 要] 通過(guò)結(jié)合羅南泵站基礎(chǔ)處理工程實(shí)例，探討了高壓旋噴樁處理水利工程強(qiáng)透
水軟土地基的施工方法，介紹了高壓旋噴樁施工注意事項(xiàng)，表明高壓旋噴樁
在改善強(qiáng)透水環(huán)境中應(yīng)用的適應(yīng)性及可行性。
[關(guān)鍵詞] 水利工程 高壓旋噴樁 地基置換 施工工藝
一、引言
高壓旋噴樁作為一種新型的地基處理方法廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)當(dāng)中。高壓旋噴樁設(shè)
計(jì)的主要目的有：①止水，形成防水帷幕，隔斷地下水的滲流；②防止基坑底部粘性土或砂
性土管涌；③樁基礎(chǔ)的防護(hù)或代用；④舊有構(gòu)造物地基的補(bǔ)強(qiáng)。
二、工程概況及地質(zhì)條件
羅南泵站是新建排澇泵站工程，地址位于佛山市禪城區(qū)羅格圍南堤4＋800樁號(hào)處，即羅
南水閘下游約50m處，地處佛山市禪城區(qū)南莊鎮(zhèn)羅格圍境內(nèi)。泵站設(shè)計(jì)裝機(jī)4臺(tái)，裝機(jī)容量40
00Kw，設(shè)計(jì)排澇流量40.84m3/s。該站主要負(fù)責(zé)羅格圍西南片（含南莊鎮(zhèn)城區(qū)）的排澇任務(wù)
。根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T50265－97）等級(jí)劃分，本工程等別為Ⅲ等，規(guī)模屬中型。故本
工程等別按III等設(shè)計(jì)，主要建筑物為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。
經(jīng)鉆孔揭露，本工程場(chǎng)地地基共分為6層，各巖土層自上而下依次為：（1）素填土；（
2）粉砂；（3）粉質(zhì)粘土；（4）淤泥質(zhì)土；（5）松散狀粉細(xì)砂；（6）稍密狀粉細(xì)砂；（7
）中密狀粉細(xì)砂；（8）中砂；（9）粗砂～礫砂；（10）卵石；（11）中細(xì)砂。場(chǎng)地范圍地
下水主要含水層為砂層，厚度0.95～7.00m，水量較豐富；且筑填土以粉細(xì)砂為主，亦含水
；此外，尚有少量基巖裂隙水。場(chǎng)地內(nèi)地下水水量較豐富。
三、高壓旋噴樁地基置換設(shè)計(jì)
2007年9月，泵房基坑局部開(kāi)挖至－4.00m時(shí)，出現(xiàn)在主廠房、進(jìn)水前池等部位幾處較大
管涌，后續(xù)施工無(wú)法進(jìn)行。在采取排、導(dǎo)的方式都無(wú)濟(jì)于事后，由主管部門主持，各參建單
位參加的研討會(huì)明確了采取高壓旋噴樁進(jìn)行地基置換的方案完成泵房的基礎(chǔ)處理，即在基坑
開(kāi)挖范圍形成平板狀的防水帷幕。
1、泵房部位的封閉置換設(shè)計(jì)
由于原主廠房底板已施工有水泥攪拌樁，故于攪拌樁之間采用高壓旋噴樁進(jìn)行封閉置換
，根據(jù)原水泥攪拌樁為Φ500直徑及1400mm間距的條件，決定在攪拌樁之間采用梅花形布置
旋噴樁，樁徑為900mm，樁長(zhǎng)為8.0m，間距為700mm，排距700mm；在密排攪拌樁與疏的攪拌
樁之間布置連續(xù)旋噴樁，間距為700mm；另外在基坑四周（內(nèi)涌方向除外）增設(shè)兩排旋噴樁
支護(hù)樁，樁間距為800mm，排距為900mm，鉆樁平臺(tái)高程取攪拌樁施工時(shí)的高程－0.50m。詳
細(xì)布置見(jiàn)圖1。
2、進(jìn)水前池?zé)o樁區(qū)域封閉置換
進(jìn)水前池?zé)o樁區(qū)域采用密布旋噴樁方案，樁徑900mm, 樁長(zhǎng)為8000mm，樁間距900mm，排
距900mm，采取梅花形布置，有效樁長(zhǎng)在5.30～1.63m之間, 見(jiàn)圖1。
3、進(jìn)水前池翼墻封閉置換設(shè)計(jì)
由于前池翼墻基礎(chǔ)已布有Φ500@850×950攪拌樁（靠泵房段）和Φ500@1050×1000攪拌
樁（漸變段及靠清污機(jī)閘水平段），故只能在攪拌樁之間采用梅花形布置旋噴樁封閉。其有
效樁長(zhǎng)為1.0m，見(jiàn)圖1。
4、高壓旋噴樁施工參數(shù)
基礎(chǔ)置換處理采用雙管高壓旋噴進(jìn)行施工，施工參數(shù)根據(jù)參建各方聯(lián)合施工試樁成果確
定如下：
�。�1）水泥漿液：固化劑采用32.5R普通硅酸鹽水泥，水泥用量為280～330kg/m，水灰比
為1.0，水泥漿噴射壓力為25～28Mpa；
�。�2）旋轉(zhuǎn)速度：20～25r/min；提升速度：12～15cm/min；
�。�3）氣壓≥0.5Mpa�！ �
四、施工組織
1、 施工機(jī)具
本工程采用雙重管旋噴工藝，主要機(jī)具設(shè)備為GZB－40C高壓注漿泵3臺(tái)，MG－50A型管旋
噴機(jī)3臺(tái)（噴嘴直徑為2.2mm），3m3的空壓機(jī)3臺(tái)，攪漿機(jī)3臺(tái)，旋噴管、高壓膠管和一般膠
管一批。
2、 施工原理及工藝
1）、高壓旋噴注漿原理：
雙重管旋噴法是使用雙通道的二重灌漿管，在管的底部側(cè)面有一個(gè)同軸雙重噴嘴，高壓
漿液以25～28MPa左右的壓力從內(nèi)噴嘴中高速噴出，在射流的外圍加以壓縮空氣噴出，與此
同時(shí)，鉆桿一邊旋轉(zhuǎn)，一邊向上提升。由于高壓細(xì)噴射流有強(qiáng)大切削能力，因此噴射的水泥
漿一邊切削四周土體，一邊與之?dāng)嚢杌旌�，在土體中形成柱狀固結(jié)體。
2）、施工工藝流程
場(chǎng)地平整→孔位測(cè)定→機(jī)具就位→鉆孔→插管→旋噴作業(yè)提升至樁頂標(biāo)高→結(jié)束一根樁
的施工移機(jī)到下一根樁位。
3）、 施工工藝要點(diǎn)
（1）孔位測(cè)定：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，孔位中心布設(shè)準(zhǔn)確。本工程地基礎(chǔ)置換高壓旋噴樁采
用3孔序進(jìn)行施工，二孔施工間距為1.8m（凈距）。
�。�2）汽車吊將樁機(jī)吊到指定位置，進(jìn)行樁機(jī)組裝，然后移動(dòng)樁機(jī)就位，使中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)
計(jì)樁位。（3）鉆孔：鉆機(jī)穩(wěn)固就位后，先進(jìn)行機(jī)臺(tái)的水平度和垂直度校正，鉆桿與孔位一
致，偏差應(yīng)控制在50mm內(nèi)，再開(kāi)鉆，鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量鉆桿的垂直情況，當(dāng)進(jìn)入設(shè)計(jì)深度
后停鉆，鉆孔的傾斜度不得大于1％。
（4）插管：鉆孔完畢再移走鉆機(jī)后，將旋噴管插入預(yù)定深度，個(gè)別孔因沉淀堵塞噴管
下不去時(shí)，采用低壓水?dāng)_動(dòng)同時(shí)加壓的方法下到預(yù)定深度。
�。�5）旋噴作業(yè)：旋噴管下到預(yù)定深度后立即攪拌漿液，開(kāi)始自下而上旋噴作業(yè)。旋噴
過(guò)程中嚴(yán)格控制旋轉(zhuǎn)和提升速度，根據(jù)冒漿情況隨時(shí)調(diào)整。拆卸旋噴管時(shí)動(dòng)作要快，并注意
保持不小于0.2m的搭接長(zhǎng)度。
（6）水泥漿液的配制：采用32.5R普通硅酸鹽水泥，根據(jù)試樁每米有效樁長(zhǎng)耗用水泥量
，一次配制一根樁所用的水泥量。如因機(jī)械故障造成停工，凡已配制好的水泥漿液超過(guò)2小
時(shí)，應(yīng)全部廢棄，不準(zhǔn)用來(lái)制樁。
（7）旋噴樁機(jī)操作員與送漿泵操作員的配合：總的要求是樁體各部分的水泥摻入量要
求均勻、連續(xù)，因此兩個(gè)操作員要密切配合，有什么異常情況要及時(shí)通報(bào)。
�。�8）開(kāi)始噴漿時(shí)要先送風(fēng)后送漿，停噴時(shí)要先停漿后停風(fēng)。
五、高壓旋噴樁檢測(cè)及監(jiān)測(cè)情況
高壓旋噴樁基礎(chǔ)置換全部完成以后，經(jīng)鉆孔抽芯檢測(cè)，全部合格，而且達(dá)到了預(yù)期的防
水效果。在進(jìn)行泵房基坑開(kāi)挖時(shí)雖然有少量的水滲出，但未帶砂流出，亦未形成管涌。采取
簡(jiǎn)單的排水措施后，順利的完成了泵房底板施工。在完成上部結(jié)構(gòu)后，泵房沉降觀測(cè)最大沉
降量為18mm且最大角點(diǎn)沉降差為8mm，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。經(jīng)工程實(shí)踐證明，采用高壓旋
噴樁方法加固軟土或流砂地基能達(dá)到減少滲透和沉降量的雙重效果，為泵站今后的運(yùn)行安全
奠定良好基礎(chǔ)。
六、結(jié)語(yǔ)
1、采用高壓旋噴樁方法加固流砂地基能有效的減少滲透，達(dá)到“止水”的效果。采用
密排旋噴樁進(jìn)行防滲帷幕施工比采用密排水泥攪拌樁在某些方面（如地層適應(yīng)性、可靠性和
工期等）有一定的優(yōu)越性。
2、高壓旋噴樁屬地下隱蔽工程，施工質(zhì)量受機(jī)具、施工工藝、施工人員的責(zé)任心等諸
多因素的影響，因而其質(zhì)量控制要貫穿于施工的全過(guò)程，并堅(jiān)持全方位的施工監(jiān)理。
參考文獻(xiàn)
1、《地基處理手冊(cè)》（第二版），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000。
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