探讨复杂地层下的旋喷止水方法

探讨复杂地层下的旋喷止水方法

韦勇朱亮春

江苏地质基桩工程公司

摘要：本文针对开挖深度大、砂卵石层厚、卵石埋置深度不一、透水性强等复杂地层特点，运用高压旋喷施工方法，采用有效的措施，实施了复杂地层下的止水效果，确保了基坑的工程质量。

关键词：旋喷；超深；止水

一、工程概括

本工程大面积开挖深度为30m左右，开挖最大深度为35m（电梯井），工勘报告岩石层情况如下：①强风化泥质粉砂岩紫红色，钙泥质胶结，中厚层状构造，节理裂隙较发育，可见少量溶沟、溶蚀，为极软岩，较破碎，岩体基本质量等级V级，RQD极低。②中风化泥质粉砂岩：紫红色，钙泥质胶结，中厚层状构造，节理裂隙稍发育，局部可见少量溶沟、溶槽，为极软岩，岩体基本质量等级V级，RQD较高，一般为70～85%，该层连续分布，平均厚度11.91m。③微风化泥质粉砂岩：紫红色，钙泥质胶结，中厚层状构造，有少量风化裂隙，岩芯呈柱状及长柱状，锤击声闷，易碎，日晒易开裂崩解，为软岩，岩体基本质量等级IV级，RQD高，一般为90～95%，该层连续分布，揭露厚度为8.20~10.30m未揭穿。

二、施工流程及其遇到问题的解决方法

本工程开挖深度大、砂卵石层厚，透水性强，水压高，卵石埋置深度不一，旋喷引孔及喷浆垂直度控制及喷浆控制将影响止水旋喷固结体强度、直径及与灌注桩的胶结咬合将决定基坑止水工程成败。为此施工中采取以下措施：

1.引孔

根据地质报告及现场挖桩的地质情况确定孔深，并根据桩与桩之间的实际间隙进行合理布孔；对引孔施工过程进行全面监控，确保引孔的位置及钻机垂直度。

引孔过程中存在两个难点：①上层杂填土漏水且其中含砼块等，采用下2-6米套管进行施工；②个别区段砂层较厚，且砂层中含卵石较大；对于该区段引孔，安排有经验的引孔班组进行施工，采用无泵钻进或双管钻进，并配置优质泥浆进行护壁，确保引孔时护壁效果和砂卵石层的取芯效果，对于局部无法取出卵石孔，该区段引孔深度进行加深1-2米，给卵石沉淀留取空间，保证旋喷的深度。

2.旋喷成桩

采用高架旋喷钻机进行施工，避免因拆卸钻杆造成的旋喷搭接段施工质量和钻孔垂直度控制。

准备工作：开工前，进行现场检查，计算材料用量，进行技术交底和安排技术培训；检修机械设备；平整场地，按设计要求，布置施工孔位；凿除原地坪混凝土；接通电源和水路，进行机械试运转；备足注浆所需材料。移动钻机至设计孔位，使钻头对准旋喷桩孔位中心。

射水试验：钻机就位后，首选进行低压（0.5Mpa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

钻进：射水试验后，即可开钻，射水压力由0.5Mpa增至1Mpa，目的是减小摩擦阻力，防止喷嘴被堵，直到钻至桩底设计标高。

浆液制备：在钻孔的同时，即可配制浆液，水泥为P42.5MPa普通硅酸盐水泥；水要清洁，酸碱度适中，PH值在5—8之间；浆液的配比选定后，首先将水加入搅拌桶内，再将水泥和氯化钙倒入，开动搅拌机10～20分钟，然后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道过滤筛，进行第二次过滤后，流入泥浆桶备用。

浆液加压：经泥浆桶搅拌后的浆液，通过高压泵加压至34～38Mpa后经高压管送至钻机用于喷射。

旋喷：接通高压管、水泥浆管，开动高压泵、泥浆泵、空压机和旋喷钻机，自下而上进行喷射作业，用仪表控制压力、流量、风量，当分别达到预定数量值时开始提升，边提升边旋转喷浆。施工过程中要时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量、压力、提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录。喷射作业完成后应将注浆管和软管内的浆液全部排除，防止残存的水泥浆堵塞管路。

3.施工中应注意的问题

（1）喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的压力和排量须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。

（2）喷射注浆时要注意设备的开动顺序，应先空载启动空压机，待其运转正常后，再空载启动高压泵，同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高到规定值，风、水路畅通后即可旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵压正常后，将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆，待估计水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。

（3）旋喷桩在地下人防工程范围内时，施工方法同钻孔桩在人防工程范围里一样。

4.施工质量控制

（1）设备安装平稳对正，开孔前严格检查桩位和开孔角度；

（2）高喷管下孔前需在孔口检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足施工要求，各管路通道和喷嘴内不得有杂物；

（3）高喷管下到距孔底0.5米时，先启动注浆泵送浆，同时旋转下放，下至孔底后，在启动高压泵和空压机，各项参数正常后方可提升；

（4）浆液的配制必须按照配合比均匀上料，经常检查测定浆液比重；

（5）施工中注意观察水、气、浆液的压力和流量是否达到设计要求，发现异常，要立即停止作业，查明原因，及时处理；

（6）因故停机时应将高喷管下放至距停喷深度下0.5米的位置，重新开机作业时可避免出现断桩；

（7）喷射作业应间隔进行，避免出现串孔现象；

（8）及时回灌，保持孔内浆液饱满，连续施工时可采用冒浆回灌；

（9）高喷作业时，各岗位明确分工，统一指挥，协调一致。

（10）高喷结束后，要立即清洗管路设施。整理各种记录资料。

5.现场监视与测量

（1）控制好水泥浆的浓度，水灰比控制在0.7-0.8，每天都采用波比比重计进行测量，保证水泥浆的浓度；

（2）根据现场地层条件分层、分段制定不同的施工技术参数并编制作业指导书，施工过程中严格按施工作业指导书对旋喷的喷浆压力、气压、切割成孔压力、提升速度、旋转速度等技术参数指标进行操作和检查，保证旋喷桩质量；

（3）对砂卵石地层段采用高压清水反复喷射切割扰动砂卵石层的工艺办法，确保该地段旋喷体固结体厚度，以抗击承压水的挤压作用，同时为避免此地段高压承压水对喷射水泥浆体的稀释作用，以保证桩体强度。

（4）项目部每天按下表控制内容进行检查考核。

三、结论

针对开挖深度大、砂卵石层厚、卵石埋置深度不一、透水性强等复杂地层特点，运用高压旋喷止水桩，施工中加强质量控制，使得穿有承压水的砂卵石地层中的施工技术方法得到完美运用，为此类工程的施工提供了解决问题的方法。

参考文献：

[1]陈晨.双排桩与旋喷止水帷幕在饱和粉砂层中的应用[J].施工技术，2017.