尾矿渣填区袖阀管及高压旋喷桩加固成孔技术

陈智强 孙晓阳

(1.中国建筑第三工程局总承包公司郑州分公司，河南 郑州 450000； 2.中国建筑第八工程局有限公司总承包公司，上海 200135)

尾矿渣填区袖阀管及高压旋喷桩加固成孔技术

陈智强1孙晓阳2

(1.中国建筑第三工程局总承包公司郑州分公司，河南 郑州 450000； 2.中国建筑第八工程局有限公司总承包公司，上海 200135)

以某施工工程为例，依据袖阀管及高压旋喷桩加固成孔施工技术原理，从施工准备、袖阀管注浆加固、高压旋喷桩加固、旋挖桩成孔及质量检测等方面介绍了其施工工艺及操作要点，并分析了施工中的注意事项，以供参考。

袖阀管，高压旋喷桩，施工工艺

0 引言

目前，旋挖钻机正成为在我国近期迅速发展起来的先进的桩基施工技术。但当施工经验不足或一些场地的地质条件复杂，特别是对于景区一些山体滑坡体或尾矿渣堆积体等有环境保护要求无法湿作业地方，塌孔控制技术难度大，容易出现一系列质量问题，造成严重的经济损失，为此，在工程实践的基础上，经过不断的探索总结，形成了尾矿渣区袖阀管及高压旋喷桩加固旋挖桩成孔施工技术。

1 工程概况

某工程位于风景区，区域内围岩主要为强风化凝灰岩及中风化(破碎)凝灰岩、强风化蚀变安山质凝灰岩，岩石结构大部分被破坏，遇水极易软化，属软岩或极软岩，且具有较厚的杂填土、残坡积土及尾矿渣堆。常规的灌注桩施工方法在杂填土层、尾矿渣层等复杂地质的护壁及钻进相当困难，存在塌孔控制技术难度大、桩底沉渣厚度厚、钻进速度慢、泥浆排放量大、环境污染等问题。

为确保灌注桩的顺利施工，根据工程的特点进行技术攻关，先利用袖阀管注浆对加固区域内松散填土进行处理，再采用旋喷桩加固尾矿渣回填土体，减小填区孔隙率，解决灌注桩在回填层、尾矿渣层等复杂地层的护壁及钻进问题；最后采用干作业旋挖钻孔，并根据地质情况选用不同钻头，加快施工进度，降低泥浆排放，减少了对周围环境的污染。

2 工艺原理及特点

1)利用袖阀管注浆工艺对地面的杂填土进行分段、定量和间歇注浆加固处理，改善地层条件，减小填区孔隙率，提高摩擦桩的承载力；

2)采用高压旋喷桩对灌注桩施工区域进行土体加固，防止灌注桩施工中塌孔、控制桩底沉渣的厚度；

3)利用旋挖桩进行干作业成孔，同时根据地质地层情况，选用短螺旋钻头、旋挖钻斗或截齿筒式钻头改善和解决施工的进度和效益问题，达到提高工效，降低成本，缩短工期的目的。

3 施工工艺及操作要点

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

1)场地清理、平整。

施工前，场地应完成三通一平，场地平整采用挖机平整，人工配合。平整后用挖机来回进行碾压，旋挖钻机作业场地平整尺寸为10 m×10 m，对地基不好处应进行换填处理，以满足钻孔设备的稳定性要求。

2)试桩试验。

根据设计确定的施工喷浆量、水灰比、注浆压力等参数在现场打设不少于3处袖阀管和旋喷桩的试桩，并根据实际情况，调整喷浆量、搅拌桩头提升速度、搅拌轴回速度、压力等施工工艺参数。

3.2.2 杂填土区袖阀管注浆加固

1)对地面的杂填土进行注浆加固处理，注浆加固范围为结构轮廊线以外5 m范围。加固深度：从现状地面加固到设计底标高，若到底标高仍处于杂填土层，再继续向下加固到强风化层1 m。因回填层孔隙较大，为防止跑浆，对轮廓周边采用水玻璃封闭注浆。

2)为防止钻孔的塌孔，采用膨润土进行调试泥浆护壁。泥浆的循环通过皮管和钻杆连接完成，护壁泥浆比重为1.05～1.12。

3)成孔后即通过钻杆用套壳料置换孔内泥浆，套壳料的配比为(重量比)水泥(P.O32.5)∶膨润土：水=1∶1.5∶2；通过循环泥浆的管接到挤压式注浆机上，在注浆压力的作用下，通过钻杆将孔内泥浆置换成套壳料。

4)注浆管采用48 mm袖阀管，长度13 m～17 m(根据实际地形调整)，注浆孔间距2 m×2 m，三角形布置，注浆扩散半径为1.5 m，填土孔隙率为25%；注浆结束后，采用止浆塞封闭注浆孔，防止冒浆。

3.2.3 灌注桩施工区高压旋喷桩加固

1)灌注桩施工区域位于尾矿渣回填区，为防止灌注桩施工中塌孔及桩底沉渣厚度过厚，需在灌注桩施工前对相应区域内的矿渣体采用低掺量旋喷桩土体加固，使固结体有较高的强度和耐久性；旋喷桩采用三重管法注浆工艺，有效桩径一般为800 mm，相互搭接200 mm，水泥掺量15%、水灰比1.0、喷射注浆压力25 MPa并根据现场试桩情况进行调整，如图2所示。

2)工艺流程：测量放线→钻机就位→钻孔→下注浆管→喷射注浆作业→回灌浆液。

a.对场内旋喷桩位进行放样，右侧需旋喷成4 m×15.5 m×27 m见方的长方体，左侧需旋喷成3 m×14.5 m×26 m见方的长方体；

b.钻机安置在设计的孔位上，钻头对准孔位的中心；钻机就位后，作水平校正，使其钻杆垂直对准钻孔中心位置；

c.进行钻孔，钻孔深度至风化岩层，并尽可能深入岩层，插管与钻孔同时进行，插管至钻孔深度。插管过程中为防止泥浆堵塞喷嘴，一边喷水一边插管，水压一般不超过1 MPa。当喷管插入预定深度后，由下而上进行喷射作业，如图3，图4所示。

3.2.4 旋挖桩成孔

根据场地地质为强风化凝灰岩、中风化(破碎)凝灰岩、强风化蚀变安山质凝灰岩的不同情况，采用旋挖钻机、旋挖钻斗、短螺旋钻斗、硬质合金截齿筒式钻头等加快施工进度、提高工效。

1)进行场地平整施工，清除地表杂物，挖除地表层软土，夯压密实，对位于陡坎处或坡度较大的地段的钻孔桩，采用半挖半填法平整；

2)根据设计坐标测量出各钻孔桩的中心位置，设立明显标志；

3)护筒用8 mm的钢板制作，直径采用比设计桩径大200 mm～300 mm，护筒的长度为3 m，高出地面0.3 m～0.5 m。同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直；

4)杂填土层及强风化层采用旋挖钻斗钻进，进入中风化凝灰岩层时，先采用截齿筒式钻头或不取芯岩石筒钻对孔内岩芯圆周进行松动掏空，再采用旋挖钻斗进行钻进，如图5，图6所示；

5)终孔后应立即进行第一次清孔，清渣采用双底板捞砂钻斗，钢筋笼安装前应进行第二次清孔。

3.2.5 钢筋笼加工与吊放

1)按设计尺寸做好加劲筋箍，标出主筋位置，把主筋摆在平整的工作台上，标出加劲筋的位置，然后点焊。按设计位置布好箍筋并绑扎，如图7所示。

2)钢筋笼吊装时配备专用托架，平板车运至现场，在孔口利用25 t汽车吊吊放。下放前检查钢筋笼垂直度，确保上、下节钢筋笼对接时中心线保持一致，调节平面位置，使钢筋笼中心线与桩位中心轴线的平面位置一致，偏差在50 mm范围内，主筋对位后焊接固定。

3.2.6 完工质量检测

灌注桩施工完毕后，进行成桩质量检测，工程设计等级为甲级的大直径(≥800 mm)灌注桩全部采用低应变法检测，同时对大直径灌注桩，增加采用声波透射法检测，检测数量不应少于总桩数10%，且不得少于10根。在桩内埋设4根φ50的声测管，用声波透射法测量桩身的完整性。

4 施工注意事项

1)加强原材料的抽检试验，杜绝不合格材料进场；

2)浆液不能发生离析，水泥浆液严格按设计配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30 s再倒入存浆桶；

3)袖阀管注浆过程中，要随时注意泵压及流量的变化，如有异常，就查明原因，必要时采用间歇注浆，以达到注浆的目的；

4)旋喷桩压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层；

5)旋挖桩成孔后使用专用清孔钻头进行清孔，有条件时下钢筋笼后进行二次清孔；

6)钻机就位后进行水平和垂直校正，钻机应与桩位一致，偏差在10 mm以内，保证桩垂直度正确；

7)捞渣并验收后，及时安装钢筋笼灌注混凝土，尽量缩短施工时间，成孔后待灌时间不超过3 h，防止发生孔壁垮塌，渣土掉入孔底，使桩底不干净；

8)钢筋笼吊放过程中，应对准孔位，垂直缓放入孔，避免碰撞孔壁使泥土塌落桩底；成孔后，缩短下钢筋笼导管的时间，避免孔底沉渣沉淀太多。

5 结语

在景区一些上覆松散填土层的山体滑坡体或尾矿渣堆积体等有环境保护要求无法湿作业地方，塌孔控制技术难度大等条件下袖阀管及高压旋喷桩加固旋挖桩成孔施工技术的应用，不仅解决了灌注桩在回填层、尾矿渣层等复杂地层的护壁及钻进问题；而且高压旋喷桩、袖阀管注浆对不同的回填区采用不同的加固处理措施的应用，经济适用、加固效果显著；同时干作业旋挖钻孔，不同钻头的选用，加快了施工进度，杜绝了对周围环境的污染，在高效率、高质量完成施工任务的同时，降低了施工成本，取得了明显的经济效益和社会效益，为今后此类地质条件下灌注桩的施工提供了一定的借鉴与参考。

[1] 蒋志娥，付本奇.旋喷桩在岩溶地区桩基加固中的应用[J].苏州大学学报(工科版)，2010,10(30)：207-209.

[2] 罗云滚.旋喷桩套打钻孔灌注桩在深基坑工程中的应用[J].北京电力高等专科学校校报，2012(6)：53.

[3] 罗恋峰.旋挖灌注桩在南昌西站工程中的应用[J].建筑施工，2011,33(12)：1070-1071.

On consolidation and pore-forming techniqueof sleeve valve and high pressure jet grouting pile at tail slag filling area

CHEN Zhi-qiang1SUN Xiao-yang2

(1.ZhengzhouBranch,OverallContractCompany,ChinaConstructionThirdEngineeringBureau,Zhengzhou450000,China;2.OverallContractCompany,ChinaConstructionEighthEngineeringBureau,Shanghai200135,China)

Taking some construction project as the example, the paper introduces the construction craft and operation points from the construction preparation, sleeve valve pipe grouting consolidation, consolidation of high pressure jet grouting, pore-forming of jet grouting, and quality detection by referring to the construction technical principles for the sleeve valve and high pressure jet grouting, and analyzes the precautions in the construction, so as to provide some reference.

sleeve valve, high pressure jet grouting pile, construction craft

2014-07-17

陈智强(1983- )，男，助理工程师； 孙晓阳(1982- )，男，工程师

1009-6825(2014)27-0096-03

TU427.36

A