高压旋喷桩在深水低桩承台施工中的应用

赵辰会

【摘 要】介绍朝阳路淮河公路大桥水中主墩在硬性粘土和砂层、亚砂土层中，利用单壁钢围堰结合高压旋喷桩成功地完成了深水低桩承台施工，使高压旋喷桩应用范围得到了进一步发展，也创造了深水低桩承台施工新工法，是项值得推广和应用的新技术。

【关键词】旋喷桩；低桩承台；应用

The high pressure spray stake at deep water low stake terrace under construction of application

Zhao Cheng-hui

(Luquan city highway management station Luquan Hebei 050200)

【Abstract】Introduction Caoyang road highway in Huaihe bridge water in lord the make use of in the rigidity glue soil and sand layer，second sandy soil layer list the wall steel round an embankment to combine high pressure Xuan to spray a stake successfully completion deep the water low stake accept a set construction and make the high pressure Xuan spray an application to get further development，also creation deep the water low stake accept a set construction new work method，is item worthy of expansion and application of new technique.

【Key words】Spray stake；Low stake terrace；Application

1.前言

深水低桩承台施工常规方法一般采用单、双壁钢围堰下沉到标高后进行砼封底施工，而针对朝阳路淮河公路大桥主墩河床表层地质为硬性粘土，而承台底座落在砂层和亚砂土透水层中，若使围堰下沉到设计标高就显得复杂且困难。结合岸上堤防用高压旋喷桩不仅止水、而且可支护的原理，大胆应用到深水中，使围堰与高压旋喷桩有机地结合，不仅解决了围堰下沉穿过较厚坚硬性粘土层的难度，同时也克服了承台开挖到砂层、亚砂土层中止水、支护的难题。本文着重介绍高压旋喷桩垂直帷幕止水、支护在深水低桩承台施工中的应用。

2.工程概况

朝阳路淮河公路大桥是跨越淮河的一座公路特大桥，全长1730m，双线四车道，主跨采用140m预应力钢筋砼连续刚构，主墩位于淮河之中，基础采用14Ф2.0m钻孔嵌岩柱桩，低桩承台，施工水深4~6m。

2.1 工程地质。该墩地质从河床面由上而下依次为：

①坚硬性粘土层：承载力260KPa，层厚2~4m，极限摩阻力60KPa。

②亚砂土、砂层：围堰2/3周长处为砂层，其承载力80KPa。层厚2.2m。其余为亚砂土层，呈软塑状态，平均厚1.5m，标贯13击，承载力180KPa。

③硬塑亚粘土层：平均厚5.75m，标贯13击，承载力220KPa。

④以下为亚砂土层和岩层。

2.2 地下水。主墩处在淮河水中，所揭露的粘性土均为不透水土层，只有砂层、亚砂土层为透水层，该透水层与淮河水构成互补关系。

3.施工方案

3.1 围堰选用。 围堰采用底节双壁钢围堰，其余为单壁钢围堰，直径Ф_外=26.6m，内径为25m，高16m，自重237t。考虑围堰自重轻，采用内取土加压重法克服外侧巨大的摩阻力下沉围堰比较困难。根据地质围堰施工采取下沉1.5m~2.0m，然后采用高压旋喷桩垂直帷幕支护、止水，进行承台施工。

3.2 高压旋喷桩设计

3.2.1 桩的布设。根据设计，沿围堰外侧亚砂土层区域布设两排桩，砂层区域布设三排桩，桩距围堰边0.1m，桩间距为501mm，桩长9.0m，桩径0.7m，桩尖进入硬塑亚粘土中大于1m。经过计算，其受力均符合要求。

3.2.2 高压旋喷桩施工机理。钻机采用XPZ-50型单管高压旋喷桩，BWT100/30高压注浆泵机，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。

3.2.3 设计要求。高压旋喷桩帷幕部位砂层、亚砂层土渗透系数K≤1×10^-7cm/s，桩体抗压强度取3MPa。

4.施工工艺流程

4.1 工艺流程。钻机就位→引孔(扩孔)到设计标高→封堵垂向喷嘴→搅浆→由下向上旋喷作业到设计顶→冲洗→移位。

4.2 施工顺序。先打试桩2~3根，了解施工工艺及旋喷效果，最后确定施工参数。再进行旋喷桩的施工，施工时应先施工内排桩，后施工外排桩，为确保桩与桩间能很好地咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。

4.3 施工参数选择。(1)泵压：20MPa。(2)喷嘴直径及数量：2.3mm×1~2.4mm×1。(3)流量：37~40L/min。(4)钻杆升速：粘性土30cm/min；砂性土15cm/min。(5)钻杆转速：粘性土30r/min；砂性土15r/min。(6)水灰比：1.1~1.2。(7)水泥：普32.5，每米水泥用量125Kg/m。(8)附加剂：氯化钠1.5%，三乙醇胺0.03%或水玻璃1.5%，水玻璃模数2.4~3.4，浓度30～40波美度。注意：三乙醇胺与水玻璃不能共同使用，否则会发生化学反应。

5.小结

2007年8月～9月在朝阳路淮河公路大桥主墩上首次使用并取得了良好的效果，通过承台开挖来看，支护、止水均达到设计要求，承台开挖由一般的水中取土变为人工挖土，不仅大大节约了时间(5000m³土仅用了15天)，而且解决了围堰在坚硬性粘土层下沉的难点，在以后同类型结构施工中，围堰设计尚可优化，以便创造更好的经济效益，是一项值得推广的新技术。但美中不足之处，在于旋喷桩施工中，桩的垂直度精度必须控制在1‰以内，引孔孔位误差小于5cm，才能保证桩间的咬合，否则会引起渗水，给施工控制带来难度。

[文章编号]1619-2737(2009)02-04-011