高压旋喷桩在大型沉井和顶管施工中应用

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1、高压旋喷桩在大型沉井和顶管施工中应用　　【摘要】排江口工程的高位井地处钱塘江陈汶港海宁丁桥段江边，该段地质条件差，地下水位高且与江水相通，顶管标高位于易形成地下横向流动的深层淤泥质粉质粘土中，极易导致周围江堤地面塌陷，为此采用高压旋喷桩使沉井周围形成封闭的止水帷幕结构，有效地解决了沉井下沉及顶管施工过程导致周围地面及大堤的沉降问题。【关键词】高压旋喷桩沉井顶管中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1工程概况排江口工程工程的主要内容包括：高位井1座，具备顶管工作井的功能，净尺寸长10×10×30.2m，地坪以下部分24.4m，壁厚从下到上厚度分别为1.15m、0.9m、0.65m

2、。内底部设置隔墙，厚0.5m，总砼量约1514m3；平行顶管2根，具备排放尾水的功能，管外径2.2m，材质为钢管及F砼管，长度分别为272m和297m；高位井距离江堤坡脚约30米。2水文地质及工程地质6根据勘察资料，该场地地下水埋深0.5～2.3m，地下水主要受大气降水及地表径流补给，水位受钱塘江水位影响，汛期时受钱塘江侧向补给，地下水位变化较明显。地下水主要为潜水，赋存于浅部粉砂性粘土及粘性土层中。钻探资料显示，该处地坪标高为4.7m左右，地质大体0～1.5m为①素填土，1.5～5.3m为②粉质粘土，5.3～11.8m③-1为粘土，11.8～25.8m③-2为淤泥质粉质粘土，25.

3、8～30.6米为④-1粘土，30.6～35.7m为④-4粉砂，35.7～45.0m为⑤粘土。3高压旋喷桩的原理、作用及适用范围高压旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液和空气成高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，呈现出圆柱状固结体，以达到加固地基或止水防渗的目的。可起到切割破坏土体、混合搅拌、充填、渗透固结、压密作用。它适用于处理地质条件较差、土体密实度较低的淤泥类土、流软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、碎石土以及地下水位高等不良地基的加固。根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法，本工程采用二重管法，又称浆液气体喷射法，

4、是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷射出，冲击破坏土体，在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，最后在土中形成较大的固结体。4土体加固设计方案6充分考虑到高压旋喷桩二重管施工工艺成熟，施工风险较低，有利于土体加固后顶管的顺利进行等因素，设计单位在高位井前后顶管轴线方向采取高压水泥旋喷桩帷幕内加压密注浆相结合的设计方案，对原状地下土体起到渗透固结、压密、止水的作用。高压旋喷桩直径采用Φ900mm，间距700mm，搭接200mm，水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.8～1.0，提升速度8cm/min。井后靠背一侧桩数量83根，根长22m

5、，呈E字形旋转180度布置；井顶管侧桩数量137根，根长20.5m，顶管上部桩数量12根，根长15m，呈“曰”字形布置。5、高压旋喷桩土体加固控制要素5.1准备工作旋喷作业前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须要满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。按设计确定的配合比拌制水泥浆，存入浆液池，待压浆时备用。5.2桩机定位根据设计方案进行测量定位，旋喷桩钻机移到指定位后，使钻头对准孔位中心，桩位中心偏差控制在5cm之内，同时整平钻机，放置平稳、水平。钻机就位后，须校正钻机主动立轴二个不同方向的垂直度，垂直度误差不应超过1%。另外还应进行0.5MPa

6、低压射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。5.3钻孔插管6启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉，直到桩底设计标高。5.4提升喷浆喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值，坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时接通空压管，开动高压泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆旋喷，直至达到预期的加固高度后停止。5.5注意要点6浆液宜在旋喷前一小时内完成搅拌，拌制好的水泥浆液不得超过2小时；高压旋喷桩高水泥浆流的压力宜大于2

7、0MPa，气流压力为0.7MPa左右，低压水泥浆的灌注压力宜在1.0～2.0MPa；旋喷中冒浆量应控制在10～25%，相邻两桩施工间隔时间应不小于48小时；严格控制各项压力和提升速度；钻杆要进行量测，并作记录，经常检查孔深，保证孔深达到设计要求；旋喷桩提升过程中，拆卸钻杆后，继续旋喷施工时，保持钻杆有不小于10cm的搭接长度；在施工过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆等异常情况时，应查明原因并及时采取措施；当旋喷管提升接近桩顶下1.0m时，慢速提升旋喷，直至