高承载力地质条件下小直径搅拌桩与高压旋喷组合防渗工艺

摘 要：本文讨论在宝应船闸工程建设中应用小直径搅拌桩+高压旋喷组合防渗墙施工技术工艺，实现了基坑防渗的目的，起到了良好的隔离作用，解决了在高承载力地质条件下水泥搅拌桩施工深度不足，无法达到防渗效果的问题，经济效益明显。

关键词：组合防渗高压旋喷节约

中图分类号：TU592文献标识码： A

Abstract：This paper discusses the application of small diameter pile and high pressure jet grouting impervious wall construction technology combined stirring in Baoying overhaul revamping project, not only realizes the cement soil cutoff wall seamless connection, played a good effect of segregation, and obvious economic benefit.

Keywords：Combination of seepage control；High jet grouting；economy

一、引言

宝应船闸工程位于城区内，需进行大基坑开挖，采用防渗墙技术施工，在经济合理的原则下，应用了小直径搅拌桩+高压旋喷组合防渗墙施工技术工艺，减少了对城区的影响，起到了防水隔离的作用，效果显著。

组合防渗施工特点

1、成桩深度大，土体加固均匀，对水量补给丰富的地层防渗效果好。

2、地层适应性好，尤其适合地质条件复杂的地层及地层含有大块孤石与地下障碍的地层。

3、适应地基变形效果好。

适应范围

小直径搅拌桩+高压旋喷组合防渗施工工法适用于砂质土、粉质粘土、粉砂及其互层中，加固深度可达50m;用于形成防水帷幕，割断地下水的渗流，防止基坑底部粘性土涌土或砂性土管涌；保护相邻构筑物或地下埋设物；补强旧有构筑物地基；对桩基础进行加固保护。

工艺原理

该工法形成的防渗墙上部承载力较小段采用小直径搅拌桩机进行施工，下部地质承载力较大段采用高压旋喷进行补桩。上部采用小直径搅拌桩机，四搅三喷，成墙有效厚度不小于20 cm，连续成墙，充分搅拌形成的防渗体质量均匀；高压旋喷采用高压射流（浆、气）按照设定形式从喷嘴中射出，切割破坏周边土体，土颗粒在浆气共同作用下进行搅拌混合，同时由于浆液的补充把部分土颗粒排出孔外，形成置换作用，随着固化剂的固结和析水形成防渗帷幕。高压旋喷桩与小直径搅拌桩搭接1m，使防渗帷幕成为一个整体。

施工工艺流程

采用单头小直径搅拌桩+高压旋喷组合防渗，即上部11m由单头小直径搅喷式水泥土防渗墙，施工至11m，下部通过采用高压旋喷防渗至设计深度，相互搭接1m。孔距0.35m，施工轴线位于单头小直径外侧。见图：

1、小直径搅拌桩施工流程

测量放样机械就位对位调平浆液制备搅拌喷浆四搅三喷提至地面结束、移位

2、小直径搅拌桩施工参数

①选用符合设计要求的小直径搅拌桩防渗墙机械。搅拌头直径Ø600，搅拌头轴距350mm，墙体的有效厚度不得小于200mm，墙体的垂直度误差不大于1％。

②单头小直径搅喷式水泥土防渗墙90天无侧限抗压强度大于1.8MPa。

③固化剂采用P.C.32.5级复合硅酸盐水泥，水泥掺入量根据试验确定。在试验中水泥按15％掺入比进行，并测定各级掺入比的渗透系数、抗压，试验取90d龄期的试块并应按照有关规范进行；通过试验合理确定选用水泥掺入比。

④对于深层搅拌工法，合理的确定水灰比对成桩质量尤为关键，通过试验和施工中的不断总结，根据机型和地层土体的不同可在0.5～1.0之间调整水灰比。

3、高压旋喷施工流程

高压旋喷施工的基本步骤如下：

测量放样钻孔浆液制备喷浆结束、移位

喷浆过程如下：

①配置合格浆液过筛后，存放于储浆桶内。

②将喷射台车移至成孔处，先在地面进行浆、气试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。

③包好气嘴和浆嘴，将喷射管下到设计深度。

喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为200mm/min，直至设计加固标高顶时停止喷浆，在桩顶原位转动2min，保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。

4、高压旋喷桩施工参数

高压旋射防渗墙浆液压力约20MPa，喷浆量100L/min，气压0.7Mpa,风量10m3/min提升速度约200mm/min，水灰比1.0左右；防渗墙的墙体90天成墙凝结体抗压强度不小于 1.8MPa。

六、.质量控制

成墙质量控制：为保证成墙厚度，应根据挖掘头齿片磨损情况定期测量齿片外径，当磨损达到2cm时必须进行修复；为确保墙体均匀度，应严格控制掘进过程中的注浆均匀性；墙体的连接是水泥土防渗墙施工最关键的一道工序，在施工时严格控制桩位和垂直度，保证套接质量和墙体的整体连续性。按试验确定的水泥掺入比，提升、下降搅拌速度，水泥浆液比重等参数施工，确保施工质量。

旋喷过程质量控制

①喷管提升至设计墙顶高程后，停止高压喷射作业，并对孔内及时回灌。

②中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。

③施工中经常检查泥浆泵的压力、浆液流量、提升速度和耗浆量，作好现场施工记录。当冒浆量超过注浆量20%或完全不冒浆时，应按规定及时处理。

④停机超过3h时，应对泵体输浆管路进行清洗后方可继续施工。每喷完一孔应将水泥浆管路冲洗干净，防止浆液凝结，堵塞喷嘴。

七、效益分析

宝应船闸大修扩容改造工程原设计可采用高压旋喷注浆法或地连墙施工法，经过分析，以上两种方法成本较高，通过研究，决定采用小直径搅拌桩+高压旋喷注浆法，不但满足施工要求，且其经济效益显著，如下表：

结束语

宝应船闸工程中采用水泥搅拌桩+高压旋喷桩法组合防渗，解决了工程中的实际问题，对在城区中基坑大开挖，起到了隔离止水作用，防止地下管涌的发生，降低了造价，为以后的工程实施提供了良好的经验。

参考文献

[1] 中交第一航务工程局有限公司.《水运工程质量检验标准》（JTS 257-2008）.人民交通出版社2008.北京；

[2] 中国建筑科学研究院主编.《建筑地基处理技术处理》（JGJ79-2002).

[3] 袁振国.旋喷桩止水在实际工程中的应用.都市快轨交通.2007（4）