第３１卷第３期 吉林建筑工程学院学报 Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．３ ２０１４年６月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｕｎ．２０１４ 双高压旋喷桩在超深地下连续墙 接缝止水加固中的运用研究 殷湘舰 周意红 （１：天津市地下铁道集团有限公司，天津３０００５１；２：中国科学院天津工业生物技术研究所，天津３００３０８） 摘要：以天津某地铁深基坑地下连续墙接缝止水加固工程为例，对目前双高压旋喷桩的施工工艺进行总结分析，提 出了在含承压水粉土、粉砂层三重管双高压旋喷桩施工参数和管控要点，并在工程实践中进行运用，经实践检验， 成桩质量较好，达到了止水加固的目的． 关键词：双高压旋喷桩；地下连续墙接缝；止水；控制要点 中图分类号：ＴＵ ４７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—０１８５（２０１４）０３—００３５—０５ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｕｌｔｒａ——ｄｅｅｐ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｌｌ Ｊｏｉｎｔｓ Ｗｉｔｈ Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｉｇｈ——Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｏｔａｒｙ Ｊｅｔ Ｐｉｌｅ ＹＩＮ Ｘｉａｎｇ—ｊｉａｎ ，ＺＨＯＵ Ｙｉ—ｈｏｎｇ （１：Ｔｈｅ Ｍｅｔｒｏ Ｇｒｏｕｐ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆＴｉａｎｊｉｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ，Ｃｈｉｎａ ３０００５１； ２：Ｔｉａｎｉｆｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｆ ｏＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｉａｎｉｆｎ，Ｃｈｉｎａ ３００３０８１ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ａ ｄｅｅｐ ｐｉｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｂｗａｙ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｌｌ ｊｏｉｎｔ ｓｅａｌｉｎｇ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｔｉａｎ— ｊｉｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ Ｈｉｇｈ—Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｏｔａｒｙ Ｊｅｔ Ｐｉｌｅ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｓｏｍｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｒｉｐｌｅ ｄｏｕｂｌｅ Ｈｉｇｈ—Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｏｔａｒｙ Ｊｅｔ Ｐｉｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｌｔ ａｎｄ ｓａｎｄｙ ｓｉｌｔ ｌａｙｅｒｓ ａｒｅ ｒａｉｓｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｇｅｔｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｉｌｅ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｓｅａｌｉｎｇ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅｓｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｅ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｏｔａｒｙ ｊｅｔ ｐｉｌｅ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｌｌ ｊｏｉｎｔｓ；ｓｅａｌｉｎｇ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ ０ 引言 高压旋喷桩是２０世纪７Ｏ年代从日本引进的一种加固土体的应用技术，是化学注浆技术结合高压射流 切划技术发展起来的．目前，在国内深基坑土体加固工程中有一定的运用，但相关的成熟理论计算与施工经 验不多 －３１，特别是在含有承压水中的粉土、粉砂层中运用的经验更少．本文以天津某地铁车站基坑地下连 续墙接缝土体加固为例，提出了三重管双高压旋喷桩施工参数和管控要点，以期指导工程实践． １ 引用工程实例简介 １．１工程概况及地质情况 天津地铁某车站为换乘车站，主体采用盖挖逆作法施工，基坑围护结构采用厚１ ０００ｍｍ的钢筋混凝土 连续墙，连续墙接头型式为十字钢板，地连墙盾构井段设计深度约４３ｍ，基坑开挖深度约２４ｍ，宽约２６ｍ． 本场地地层有第四系全新统人工填土层（Ｑｍ１）、第１陆相层（Ｑ４３ａ１）、第１海相层（Ｑ４２ｍ）、第Ⅱ陆相层 收稿日期：２０１４一Ｏ１—０５． 作者简介：殷湘舰（１９８１～），男，湖南省邵阳市人，工程师，硕士，全国一级注册建造师 第３期 殷湘舰，周意红：双高压旋喷桩在超深地下连续墙接缝止水加固中的运用研究 ３７ ３ 工程机械及施工参数确定 根据现场施工需要，确定设备的型号、种类及数量如表１所示 表１机械设备及材料配置 机械名称 弓ｌ孑Ｌ钻机液压台车 空压机规格型号 ｘＹ一２ ＧＰ一６０ ＬＧ一３，２／１０ 额定功率或容积 数量／台 ２２ｋＷ ２９．５ｋＷ ２２ｋＷ 机械名称 搅拌桶 汽车起重机 挖掘机规格型号 ３ｋＷ ＱＹ２５Ｖ４３１ ＰＣ２００１ 额定功率或容积 ３ｋＷ ２５ｔ 数量／台 ２ １ １ ２ １ １ 高压泵ＸＰＢ一９０ ９０ｋＷ ２ 泥浆泵 ３ｋＷ扬程４０ｍ ３ｋＷ扬程４０ｍ ２ 经过查阅规范与相关文献后 序号 １ ２ ３ 项目 ，结合本工程特点，经试验确定本工程的施工参数如表２所示． 表２施工参数 参 数 序号 ４ 项目 参 数 高压水 高压水泥浆 压缩空气 （３６～３８）ＭＰａ （２８～３０）ＭＰａ （０．７～Ｏ．８）ＭＰａ 水灰比 １：１ 粉土、粉砂层，６ｃｍ／ｍｉｎ； 粉粘土，１０ｅｒａ／ｒａｉｎ ５ 注浆管连续提升速度 ４施工管控要点 ４．１成孔顺序 为防止旋喷时浆液串孔，保证旋喷桩水泥浆有一定凝结时间及施工连续性，钻孔通常采取间隔跳槽施 工． ４．２引孔垂直度控制 ￣ＪＩＴＬ垂直度直接关系到双高压桩体咬合尺寸及整体止水效果，是双高压施工管控的重点工作，在本工程 中，主要采用以下措施保证成孔垂直度． （Ｉ）通过平整基层和调整钻机，来确保引孔钻机钻头的垂直度； （２）在引孔过程中，每换一节杆测一次垂直度，通过采用水平靠尺及线锤测方法，来校核钻杆的垂直度 并适时进行调整； （３）引孔完成后埋人测斜管，通过测斜仪来检测引孔垂直，对于垂直度偏差较大的孔，进行重新套孔或 引孔，引孔完成后用遮挡物将孔口盖住，避免杂物落入孔中． ４．３水泥浆制备 （１）浆液用量可根据下式确定： Ｑ：ｑｔ（１＋ ） 式中，ｑ为单位时间的喷射量，本例中为７０Ｌ／ｍｉｎ；ｔ为每根桩的喷射时间；卢为损失系数， ＝０．１～０．２ 每延米喷射时间： ｔ＝Ｌ／Ｖ＝１００／（６～１０）＝１６．７～１０（ｍｉｎ） 每延米水泥浆液用量： Ｑ：７０×（１Ｏ～１６．７）ｘ（１．１—１．２）＝７７０—１ ４０２．８（Ｌ） 水泥浆液密度：Ｐ为１．５１２ｋ＃Ｌ，则每延米水泥浆液重量： Ｍｌ＝Ｑ×Ｐ＝７７０～１ ４０２．８ ｘ １．５１２＝１ ０５８．４～２ １２１（ｋｇ） 根据水灰比１：１得知，每延米水泥重量： Ｍ２＝Ｍ。／２＝５２９．２～１０６０．５（ｋｇ） （２）先加水后加水泥，水泥浆的搅拌时间不少于１８０ｓ； （３）纯水泥浆的搅拌存放时间自制备至用完的时间应少于２．５ｈ，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直 ３８ 吉林建筑工程学院学报 第３１卷 到喷浆前； （４）浆液应在过筛后使用，并定时检测其密度． ４．４旋喷注浆施工控制要点 （１）当喷射注浆管插入预定深度后，先送高压浆液，再送高压水和压缩空气．在一般情况下，压缩空气 可晚送３０ｓ，压力要缓慢往上加到设计值，观察机械运转情况和地面返浆情况，如有异常，应立即停止施工、 泄压，解决问题； （２）在桩底部边旋转边喷射１ｍｉｎ后，再开始由下而上进行旋转喷射注浆，注意记录时间，同时实测提 升速度，看是否在设计范围内．粉土、粉砂层提升速度控制为６ｃｍ／ｍｉｎ，粉质粘土层８ｃｍ／ｍｉｎ～１０ｃｍ／ｍｉｎ； （３）由于机械故障、停电等情况造成旋喷停止的，在续喷时一定要进行复喷，复喷长度为不小于５０ｃｍ， 并在施工记录上记录详实； （４）喷射过程中拆卸喷射管时，应进行下落搭接复喷，搭接长度不小于０．２ｍ，喷射过程中因故中断后， 恢复喷射时，应进行复喷，搭接长度不小于０．５ｍ；中断超过浆液初凝时间，应进行扫孔，恢复喷射时，复喷搭 接长度不小于１ｍ； （５）喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，再继续提升； （６）喷射过程中要记录每个高压喷射注浆孔施工时间全过程． ４．５泥浆排泄 双高压旋喷桩产生大量废弃的泥浆和水泥浆混合物，由于是成流体状态，可在囤土场附近修建一个临时 泥浆池，泥浆池容量能够满足２～３根桩容量即可，将产生的浆液抽送至泥浆池．如现场没有砌筑泥浆池的场 地，可以直接接管排入泥浆罐车． ４．６充填回灌 每一孑Ｌ的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时向孔内充填灌浆直到饱满， 孔口浆面不再下沉为止．终喷后，充填灌浆是一项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必 须做好充填回灌工作． （１）将输浆管插入孔内浆面以下２ｍ，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆； （２）充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是：直到饱满，孔口浆面不再下沉为止； （３）应记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量． ４．７桩体质量控制 查阅相关规范与文献后，确定三重管双高压旋喷桩质量控制允许偏差范围如表３所示 表３质量控制允许偏差范围 ５ 结语 经过在多个旋喷桩咬合部位钻孔取芯，芯块完整且强度符合设计要求，再结合降水试验数据，抽水量与 设计给出的计算量基本吻合，基坑在探坑及开挖过程中，地铁接缝处无明显渗水现象，达到了止水加固的目 的．总之，通过本例双高压旋喷桩在超深地连墙接缝加固止水工程中的运用与研究，得到了一些有益的施工 第３期 殷湘舰，周意红：双高压旋喷桩在超深地下连续墙接缝止水加固中的运用研究 ３９ 方法和经验． （１）方案确定后，应结合工程情况进行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺； （２）加强施工过程控制，严格执行施工确定的水灰比、提升速度、旋喷压力等技术参数，施工过程中安 排专人全程盯控，并认真做好各项记录； （３）引孔垂直度直接关系到桩体咬合尺寸及整体止水效果，要做为施工质量管理的重点工作，可从基 底找平处理、机械选型、引孔单杆垂直检测等方面进行控制； （４）结合本例的地质水文特性，只要严格控制施工工艺流程，特别是提杆速度、水压及浆压，在含承压 水的粉土、粉砂层中的成桩质量还是可以保证的； （５）旋喷完成后，必须进行充填灌浆，回灌的好与差将直接影响工程的质量； （６）双高压旋喷桩的最大有效加固深度、土层适应性、引孔垂直度控制与检测等方面还需要进一步研 究与分析． 参［１］牛考文献 虹．高压旋喷法的施工特性及设备［Ｊ］．工业建筑，２００２，３２（１０）：５２—５５． ［２］余暄平．国内外高压旋喷技术的发展现状与趋势［Ｊ］．城市道桥与防洪，２００６（４）：１８５—１８９． ［３］郭庆清，陈月顺，夏焰光．高压旋喷桩在含承压水砂质粉土和粉砂土加固中的应用研究［Ｊ］．建筑技术，２００９（５）：４６６—４６８ ［４］胡向川，王东波，陈宏兴．高压旋喷桩在天津津塔深基坑工程中的应用［Ｊ］．建筑技术，２０１２（６）：４８８—４９０． ［５ Ｊ中国建筑科学研究院．建筑地基处理技术规范（ＪＧＪ ７９—２０１２［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１３． ［６］刘胜永，李连和．三重管双高压旋喷桩在深基坑止水帷幕中的应用技术［Ｊ］．城市建设理论研究，２０１２（】】）：８９—９３． ［７］北京市城乡建设委员会．地下铁道工程施工及验收规范（ＧＢ５０２９９—１９９９）２００３版［ｓ］．北京：中国计划出版社，２０１３．