浅议钻孔灌注桩加旋喷桩止水方案在桥梁方面的应用

摘要：本文以某大桥为例，介绍了钻孔灌注桩以及旋喷桩止水方案的详细应用方法。

关键词：钻孔灌注桩；旋喷桩；止水方案；应用

Abstract: in this paper, taking a bridge as an example, introduces the detailed application method of bored pile and rotary jet grouting pile water-stop scheme.

Keywords: bored pile; pile water-stop scheme; application;

中图分类号：U445.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、 前言

随着我国经济的不断发展，国家正加大对基础设施的投入，公路建设进入一个突飞猛进的阶段，桥梁建设在发展中显得更为突出。现在的桥梁基础，有很多一部分采用钻孔灌注桩，因为它具有施工工艺简单，施工方便，承载力稳定可靠等优点，再加上如果与旋喷桩相结合在桥梁桩基础施工中投入使用，那么更是可以大大提高工程效益和质量，不过这是一项隐蔽工程，如果能在桩基础施工中规范施工，狠抓质量，可大大提高投资效益。

二、 工程概述

某大桥主跨采用40+70+40m的变截面预应力混凝土连续梁桥，主墩9#、10#墩桩径为φ1.5m，桩长55.5m，每墩布置16 根，共计32 根，承台为 12×10×3m的分离式承台，9#墩承台顶标高为- 0.5m，底标高为- 3.5m，10#墩承台顶标高为 0.5m，底标高为- 2.5m，后者地面标高3.0m，最高水位为2.5m，最低水位为-0m。场地范围内所揭露的地层详细划分为6个岩性单元层及1个单元夹层。各土层岩性及埋藏分布特征分述如下：①填筑土(Q4me)：灰～褐红色，结构疏松，欠压密，土层均匀性差。填料成份以粘性土及中、粗砂为主。该层仅分布于场地的陆域。②淤泥(Q4m)：灰黑色，饱和，流塑，含少量细、中砂，无层状特征。干强度中等，韧性高。该层在整个场地均有分布。②中砂(Q4m)：灰黄色，饱和，松散～干密，砂粒成分石英，亚圆形，混粒结构。该层在场地内呈透镜体分布，在海甸岛段该层位于②淤泥下部，在新埠岛段该层位于②淤泥上部。③亚粘土(Q4m)：灰黄～深灰色，软可塑，无层状特征。干强度中等，韧性中等。该层在整个场地均有分布。④粉砂(Q4m)： 深灰色，饱和，中密，砂粒成分石英，亚圆形，均粒结构为主。该层在整个场地均有分布。⑤亚粘土(N2m)：深灰色，可塑，具水平层状特征，土质较均匀，局部间夹坚硬饼状粘土团块。干强度高，韧性中等。该层在整个场地均有分布。⑥中砂(N2m)：深灰色，饱和，中密～密实，砂粒成份石英质，亚圆形，混粒结构。该层在整个场地均有分布。

三、 方案比选

该桥主墩基础采用筑岛施工，先吹砂或外运粘土进行填筑，周边再采取防护措施而形成岛体，之后进行基础施工，而筑岛后承台施工常规方法一般采用钢板桩围堰或混凝土围堰， 下沉到标高后进行砼封底，抽水后施工承台。本大桥筑岛填筑深度大，周围部分岛体防护材料对围堰下沉有一定影响，因此本桥承台施工围堰未考虑混凝土围堰，而考虑采用钢板桩围堰，以及钻孔灌注桩支护加旋喷桩止水围堰施工方案。

1、 钢板桩围堰：总共需用12米长钢板桩250根，约225t，经过市场调查，该桥所在地钢板桩资源比较匮乏，需从外地运进来，经过市场询价围堰费用如下：进出场费用： 约30 万；插拔费用：按每根1100元计，共27.5万；租费：按每天每米1 元计，每天3000元，工期按3个月考虑（0#块施工完才能拆除围堰），共27万；内支撑费用：设三道内支撑，约50t，每吨按5000元计，约25万；以上费用合计总共约110万，费用比较大。

2、 钻孔灌注桩支护 + 旋喷桩止水方案：参考建筑基础基坑施工时采用钻孔灌注桩与旋喷桩相结合共同组成支护止水围堰的施工经验，将其应用到本主墩承台基坑的施工中， 不仅解决了围堰下沉穿过建筑垃圾层的难度，同时也克服了承台开挖到水面以下时的止水、支护的难题。方案中，钻孔桩费用约40万，旋喷桩约10万，钢筋15万，内支撑10万，总费用约75万，相对钢板桩围堰要经济一些；上述两种方案，封底混凝土工程量都是相同的，只要合理设置内支撑，安全性都有保障；钻孔桩支护方案施工工期要比钢板桩方案稍微长一点，但都能满足节点工期的要求。根据上述比较，主墩承台施工选用第二种方案施工，即采用钻孔桩支护加旋喷桩止水相结合的方法施工。

四、 基坑支护设计

本工程基坑支护体系采用灌注桩支护,桩间设置高压旋喷桩止水帷幕。支护桩:桩径为 1.0m ,桩长 12m,桩间距 1.3m,桩顶标高 3.0m,混凝土强度等级 C25,配筋 10φ25,箍筋 φ8@200。高压旋喷桩帷幕:桩径500mm,有效桩长11.0m,桩顶标高3.0m；固化剂掺入量(32.5级矿渣水泥,被加固土重的15%),桩顶设置冠梁高度300mm，在冠梁是等间距安装3根φ600 螺旋钢管作为内支撑，基坑用140cm的C20混凝土封底。

五、主要施工步骤

1、在钻孔桩施工的同时，进行围堰φ1000 钻孔灌注桩、φ500旋喷桩的施工，要求在相邻的两根钻孔灌注桩施工完成，并在桩顶浮浆清理干净后，方可进行旋喷桩的施工；

2、钻孔灌注桩、旋喷桩施工完后，将桩顶浮浆等清理干净，安装冠梁模板（木模），绑扎钢筋，安装，内支撑预埋件，浇注C30混凝土；待混凝土强度达到2.5Mpa后拆除木模， 利用汽车吊安装内支撑；

3、在冠梁及围护桩强度达到设计要求后，在围堰内有水状态下，用长臂挖机清理基坑， 直到设计标高，开挖时应注意不得刮碰内支撑，不得破坏围护桩的桩体；

4、围堰壁及护筒壁与封底砼接触面处的泥渣应清除干净，以保证封底混凝土与围堰的粘结质量；潜水工下水利用高压水管对封底范围内的井壁及护筒壁进行冲洗。清基最后要使基底面尽量平整，并铺垫一层 15cm厚碎石，潜水工下水检查平整度并整平，以提高水下封底砼的灌注质量。

5、水下C25混凝土封底，厚度140cm，随时排水及补水，封底过程和封底后72小时内， 应随时监测井内、外水头差，控制其在 0.3m以内；

6、待混凝土强度满足设计要求后，抽水；

7、凿除桩头、清基，安装承台模板，绑扎承台钢筋，浇注承台混凝土。

六、 旋喷桩施工

施工旋喷桩主要目的就是止水，即在两根灌注桩之间施工旋喷桩，使旋喷桩与灌注桩之间紧密结合，起到阻止地下水渗透到围堰里面的作用，旋喷桩在设计时不考虑受力。每个墩共有旋喷桩68根，设计桩径500mm，桩长11.0m，共748m（一个墩）。

1、 施工准备

(1)施工用水用电利用工地深水井井水，施工前应对水质进行检测，符合使用要求，方可以使用。施工用电拟采用市电供电。

(2)原材料的检测及进场储存施工所用的水泥标号为32.5 矿渣水泥，水泥进场后必须进

行检测， 合格后方可用于工程施工。水泥进场后储存必须覆盖一层毡布对其进行严密遮盖， 防止淋雨或受潮。

(3)机械设备钻机采用XPZ－50型单管高压旋喷桩机，BWT100／30高压注浆泵机，设备进场后，应对其进行调试、检验，以保证设备处于良好的工作状态，可正常进行,其工作机理为：当钻机钻到设计标高后，用高压旋喷机把安有水平喷嘴的注浆管下到孔底，利用高压设备使喷嘴以20Mpa的压力把浆液喷射出去，冲击切割土体，并与土体搅拌混合，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱体桩体，浆与土体经过一系列的物理化学反应，固结成桩， 从而达到支护、止水的作用。