谈以某工程为例说明旋喷桩的在道桥施工中应用

张绪刚

（大庆建筑安装集团有限责任公司，黑龙江，大庆，163000）

谈以某工程为例说明旋喷桩的在道桥施工中应用

张绪刚

（大庆建筑安装集团有限责任公司，黑龙江，大庆，163000）

文章对旋喷桩的应用进行了全面的分析

旋喷桩；承台；深水低桩等

在施工中，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。

一、概要

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，而针对蚌埠朝阳路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。

二、工程概况

某公路大桥是一座公路特大桥，全长1730m，双线四车道，主跨采用140m预应力钢筋砼连续刚构，主墩位于河之中，基础采用14φ2.0m钻孔嵌岩柱桩，低桩承台，施工水深4～6m，其结构形式如图一所示。

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。

具体地质布置如图一所示

2、地下水

主墩处在河水中，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，该透水层与河水构成互补关系。

三、施工方案

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φ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。

2、高压旋喷桩设计

（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。

（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）设计要求

高压旋喷桩帷幕部位砂层、亚砂层土渗透系数K≤1x10-7㎝/s，桩体抗压强度取3Mpa。

四、施工工艺流程

1、通八达、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。

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。

3、施工参数选择

泵压：20Mpa 喷嘴直径及数量：2.3mmx1～2.4mmx1

流量：37～40L/min 钻杆升速：粘性土30㎝／min

砂性土15㎝／min 钻杆转速：粘性土30r／min

砂性土15r／min 水灰比：1.1～1.2

水泥：普32.5，每米水泥用量125Kg/m

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。

五、小结

某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。

[1] 实用桩基工程手册 史佩栋主编 中国建筑工业出版社 1999.5版

[2] 深基坑支护设计与施工 余志成 施文华编著 中国建筑工业出版社 2000.6版

[3] 建筑结构静力计算手册 中国建筑工业出版社 1999.6版

TU031

1674-3954（2011）03-0159-01