[高压旋喷桩在工程中的应用举例]高压旋喷桩工程量计算

　　摘要：本文主要介绍高压旋喷桩在杭州电子科技大楼工程中的实际应用，取得的经验及在施工中如何提高工程质量。为今后地下室工程中更好的应用此技术提供实例。高压旋喷桩在工程围护中使用的优点是十分明显的，具有经济、灵活、适用性强等特点。
　　
　　关键词：高压旋喷桩 地下室 围护 补桩 应用
　　
　　1、引言
　　 国内大量的深基坑工程始于1980年以后，期间由于城市高层建筑的迅速发展，地下停车场、人防等各种需求不断扩大。高层建筑需建设较大的地下室，来满足需求。而较多的工程因受场地限制、地质复杂等原因，设计的水泥搅拌桩无法按要求施工。为了解决围护桩密封性问题，施工中常采用高压旋喷桩在围护桩之间进行补桩，主要是为了防止水及加强基坑围护的完整性。
　　 特别是城市中的高层建筑，基坑土方开挖周围通常有已建建筑、管线等各种构筑物。如此就涉及到一个很重要的内容：如何保护其周边构筑物的安全使用？另外通常的基坑支护大多又是临时结构、投资多并易浪费，往往最后还整体性不强，多数会导致渗水而影响施工工期及成本。
　　 为了经济、方便、有效的进行地下室施工，在深基坑中采用高压旋喷桩辅助施工是一个十分理想的选择。它具有造价低廉、施工操作面小、机动灵活等优点。可以推设高压旋喷桩在深基坑中的应用具有明显优势，而使其代替水泥搅拌桩作为基坑围护，或在水泥搅拌桩遇障碍物无法打设时进行补桩。
　　
　　2、国内外发展情况现状分析：
　　 国内现状：我国是从事垂直旋喷研究较早和应用较广的国家之一。目前随着生产建设的不断发展，垂直旋喷技术已比较成熟。
　　 国外现状：在国外，日本是旋喷法发明国家，一直以来不论在垂直和水平旋喷施工上都具有明显优势。意大利垂直旋喷起步较晚，但应用也十分广泛。
　　 综述，国内外在垂直旋喷上技术已比较成熟；本论文主要介绍了关于垂直旋喷桩在建筑工程深基坑中的实际应用、遇到的问题以及解决的方法等。
　　
　　3、施工机械
　　 高压旋喷桩机械，自问世以来根据施工需要不断改进和研制出新型机具。现机具已具有：单管、二重管、三重管高压旋喷垂直施工机械；
　　
　　4、工程实例
　　4.1、工程概况
　　 本工程为杭州电子科技大楼，位于杭州市天目山路。为框架剪力墙结构，建筑面积为20776.9m²，地下2层。由于地质复杂，基坑围护桩碰到障碍物无法打设，采用高压旋喷桩进行补桩。
　　4.2、场地地质
　　 本工程+0.000相当于绝对标高5.500m，场地相对标高为-1.300m；场地地层大致可分为6大层，12亚层，各土层结构、特征自上而下分述如下：
　　 ①1 杂填土：灰黄、灰褐色，局部为黑灰色，湿，松散状。含有机质，并含15%--40%的砖瓦碎块、碎砾石及少量灰渣。
　　 ①2塘淤泥：黑灰色，湿--饱和，极松软，含有机质、腐植物及少量碎砾石和生活垃圾，略具臭味。
　　 ①3素填土：灰黄色，局部夹灰褐色，湿--饱和，松软状。含有机质，氧化铁质，并含10%--20%的碎砾石，呈粉质粘土性。
　　 ②粘土：灰黄色，饱和，软塑状，含氧化铁质、少量有机质、云母碎屑，略夹粉土。
　　 ③淤泥：灰色，饱和，流塑状，含有机质、腐殖质。
　　 ④1粘土：青灰夹黄色，饱和―湿，软塑―可塑状，含有机质、氧化铁质、云母碎屑。
　　 ④2粘土夹薄层粉土：灰黄色，饱和―湿，可塑状，含有机质、氧化铁质、云母碎屑，无摇振反应，夹粉土薄层，具水平层理。
　　 ⑤1含砾、含砂粉质粘土：灰黄夹灰白色，湿，硬可塑状，含有机质、氧化铁质，该层一般含10%--25%的中细砂和10%左右的碎砾石，碎砾石粒径一般为1―3cm，但在场地中局部砂、砾含量较多，达60%左右，以含砾中细砂混粉粘土为主。
　　 ⑤2角砾混粉质粘土：褐黄、灰黄色，湿，中密（可塑）状，含氧化铁、锰质及少量钙质结核，砾石含量约为50%--60%左右，呈次棱角状，粒径一般为2―5cm，最大的可见10 cm，成分以砾岩、石英砂岩、凝灰岩为主，该层混30%左右的粉质粘土，其余由中粗砂冲填。
　　⑥1全风化含砾凝灰岩：浅黄夹乳白色，局部夹紫红色，湿，可塑―硬塑状，所取芯已风化成土状，结构模糊，手易捏碎，干钻可钻进，钻进时钻机较平稳，无异常响声，每米进尺5―8分钟。
　　 ⑥2强风化含砾凝灰岩：浅黄夹乳白色，局部夹紫红色，湿，可塑―硬塑状，所取芯已风化成土状，风化裂隙发育，岩块锤击声沉闷，且易击碎，手易掰碎，干钻较难钻进，钻进时钻机尚平稳，一般无异常响声，每米进尺12―20分钟。
　　
　　4.3、施工方案
　　 依据杭州市勘测设计研究院设计的《地下室基坑围护设计施工图》来施工。内为围护桩，外为水泥搅拌桩，两种桩相邻围在基坑四周，形成一整体。因施工地质复杂，导致打设围护桩时遇障碍物无法施工。经研究在无法打设桩位的地方，采用高压旋喷桩补桩。设计桩深约10m。
　　
　　4.4、施工原理
　　 施工使用三重管高压旋喷桩，其中采用SNC―H300高压泥浆泵、PP―120高压注浆泵机、ZJ―400型制浆机、WJG―80型搅灌机、空压机等施工机械。使用三根注浆管，其中两根喷射水、气体同轴射流切割土体，另一根喷射浆液（水压20Mpa、气压0.7Mpa、浆压2―5Mpa）当钻机钻到设计标高后，利用高压设备使喷嘴以20mpa左右的压力把浆液喷射出去，冲击切割土体，并与土体搅拌混合，从而达到支护、止水的作用。而在本工程实际施工中，由于土体不稳定，采用的水压相应的底一些，大约在17 Mpa左右。高压旋喷桩施工完成之后，必须要进行一段时间有效的养护，等到桩强度达到设计要求，一般为80%左右，才进行基坑土方开挖。
　　
　　4.5、施工参数
　　 4.5.1、参数选择
　　 泵压：20Mpa
　　 喷嘴数量及直径：3；3.0 m ，3.15 m 3.5 m
　　 钻杆升速：10cm/s
　　 钻杆转速：60r/min
　　 水灰比：1：6
　　 水泥：普32.5，每米水泥用量600kg/m
　　 附加剂：氯化钠、水玻璃等，根据施工中实际情况增减。
　　 实际泵压：18Mpa
　　 实际使用附加剂：氯化钠1.6%、水玻璃1.6%，模数为2.5―3，浓度为35―45。
　　
　　4.5.2、参数控制
　　
　　
　　4.6、施工流程
　　 4.6.1、施工步骤：
　　 在场地正式施工前，先打设2―3根试桩，了解高压旋喷桩的打设效果，由设计单位确定参数，场地施工先从西南角开始，顺序为逆时针。补桩具体位置：见附图（一）。
　　 在施工初级阶段，由于出现冒浆情况，经设计单位研究决定在后续打桩中，减少泵压至18Mpa。
　　
　　4.6.2、工艺流程
　　测量放线―定桩位―钻机就位―开孔检查―钻进成孔―清孔（换浆清渣）―移钻―启动高压泵送―试喷检查―插入高喷管―高喷作业（观察高喷数据）―浆液配制泵送―回灌（孔内保持满浆）―清洗机械―搬迁
　　4.7、质量保证措施
　　1）.根据现场实际要求做好定位工作，施工设备场地布置合理，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。
　　2）.孔钻直径要适宜，同心度要好。保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底，如有塌孔应即使处理。
　　3）.施工中必须注意观察水、气、浆压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。
　　4）.持力层（较大砾石层或较硬地层）应降低提升速度，高喷参数不正常孔段应进行复喷。
　　5）.遇漏水、漏浆孔段，应停止提升，继续注浆，冒浆正常后再提升；漏失严重时应采取堵漏措施，并做好原始记录。
　　6）.每一阶段的工作，应随时记录各种资料，并及时整理上报。
　　
　　5、结论
　　通过在现场实际工作中亲身收集、掌握第一手资料，结合先前研究人员的研究成果，得出：在土建高层建筑深基坑工程中，利用高压旋喷桩作基坑围护、桩间补桩效果是十分理想的。
　　 经济方面：比其它方式约可以省去一半费用，且使用的原料十分简单，只是水泥和水。
　　 施工方面：具有机动、灵活的特点。本施工场地十分狭小，尤其是场地东面，原来几乎没有施工操作面，是对外租借场地的，且最宽处也不足3米，且中间还植有绿化。
　　场地四周共打设旋喷桩155根。达到设计强度之后几个月土方开挖中，证实高压旋喷桩的基坑围护、补桩止水效果比预料的还要理想，几乎没有漏水、坍塌情况出现，基坑的整体性、稳定性也达到了设计要求。
　　 工程中利用好高压旋喷桩的关键是根据施工机械的性能，结合工程实际合理应用此项技术，如果运用的成功，收到的效益是十分明显的。
　　 撰写本文时，参考、查阅了许多相关专业书籍、文章，特别是文后所列的各有关作者给予本人很大帮助，在此向各位作者致以最真诚的谢意！
　　
　　
　　
　　6、参考文献
　　专著：
　　 1、新编建筑地基处理工程手册 深圳市岩土综合勘察设计有限公司主编中国建材工业出版社 2005年10月412---484
　　 2、地基与基础工程施工技术措施 北京土木建筑学会北京：经济科学出版社2005年6月
　　 3、现行建筑施工规范大全中国建筑工业出版社编著北京：中国建筑工业出版社2002年9月
　　 4、建筑结构静力计算手册中国建筑工业出版社1999年6月版
　　
　　网上文献
　　 5、高压旋喷桩在深水低桩承台施工中的应用 刘俊 2002年
　　 6、高压旋喷桩施工工艺的特点及其在武汉地区的应用 刘雅东
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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