双高压旋喷桩墙缝堵漏应用分析

上海市机械施工集团有限公司 上海 200072

1 工程背景及概况

上海轨道交通13号线自然博物馆站位于上海静安区60#街坊和上海自然博物馆的东侧，由于该处地理情况复杂，工程需要分段施工，道路翻交，所以先施工了北段地下连续墙和南段地下连续墙，留下了中间段地下连续墙待后施工。

本工程在前期施工中已对该处的地下连续墙接缝施工过高压旋喷桩，但由于该处地下连续墙的深度为48 m，前期的高压旋喷桩设备无法满足该要求，导致后来在开挖过程中的抽水试验无法满足设计要求。经过多方的讨论研究，决定在基坑东侧6 处地下连续墙接缝位置再施工Φ1 800 mm双高压旋喷桩以进行堵漏止水。双高压旋喷桩施工范围：－11.10 m～－45.50 m。因之前已进行过2 次旋喷加固，故需先采用钻机引孔，然后再进行双高压旋喷桩施工作业。

2 技术难点与特点

（a）双高压旋喷桩加固的深度要求高。本工程地下连续墙设计深度达到48 m，墙厚1 000 mm，因此要求相应的高压旋喷桩作墙缝止水的加固深度也要达到48 m，孔径为1 800 mm。为确保高压旋喷桩与地下连续墙的紧密贴合，设计要求双高压旋喷桩的垂直度要在3‰之内。

（b）本工程地下连续墙由于先期已进行过高压旋喷桩的墙缝止水，只是由于设备的缘故，未能达到设计要求的48 m深度，故本次施工需在原注浆位置上先进行引孔，方能进行双高压旋喷桩的施工。

（c）旋喷桩施工过程中，会产生一定的挤土效应，而本工程场地临近大田路居民区，施工过程中如何减小对周围构筑物的影响是本工程的难点。

3 应对方案与措施

在旋喷桩施工过程中，当排浆不畅时，即应根据不同情况采取以下措施：

（a）钻机成孔时，应适当加大钻孔直径，使注浆管与孔壁间留有较大间隙，以便于孔内压力释放；同时降低高压水压力、加大浆液水灰比、加快注浆管提升速度。

（b）旋喷桩在施工前须先完成该桩周围的小钻孔，以便旋喷桩施工过程中产生的压力能够从周围导孔处释放出来，从而减少对附近构筑物的影响。

（c）下注浆管时，要用高压水清洗钻孔，使孔径扩大，然后再进行注浆。

（d）施工期间加大对隧道周围监测，一旦发现变形过大时，应暂停施工，寻找原因并在采取相应措施后再行施工。

4 技术路线及关键技术选择

（a）为了确保基坑施工安全，我们综合了各方意见及工程进度的要求，先对原三轴搅拌桩地基加固区域进行补强，工期安排在第3道混凝土支撑养护期间进行。根据设计等各方意见并结合现场实际，决定采用Φ1 800 mm双高压旋喷桩进行注浆加固。

（b）双高压旋喷工法主要利用超高压水和压缩空气喷射流，以及超高压水泥浆和压缩空气喷射流，通过安装在多重管前端的喷射器分2 个阶段对土体进行切割搅拌，即位于上部的高压水刀对土体先行导向切割破碎，位于下部的高压浆刀再对土体进行2 次扩大切割破碎，同时喷射水泥浆与土体搅拌混合形成加固体。

（c）双高压旋喷法相对于三管法来说，双高压较三管法增加了射流破碎能力，加大了地层内的土体细颗粒置换力度，其特点是加固深度深、桩径大、加固强度比较均匀。考虑到该处已经施工过高压旋喷桩，再施工高压旋喷桩存在较多的施工困难，难以满足设计的止水要求，因此考虑采用具有更好止水效果的大桩径双高压旋喷桩，既可以满足设计要求，又可以缩短施工工期。

5 双高压旋喷桩关键施工技术

5.1 施工工艺

双高压旋喷工法示意见图1。

图1 双高压旋喷工法示意

5.2 施工技术参数

双高压旋喷桩施工参数需要根据场地内地质情况、桩径大小、桩体搭接要求等情况进行综合确定（表1、表2）。

5.3 施工流程

准确确定桩位→引孔及钻机就位钻孔→浆液制备→将注浆三管下放至设计底标高并开始旋喷注浆→将注浆三管提出地表清洗及移位。

6 施工后的抽水情况

6.1 第1次施工高压旋喷桩进行墙缝止水后的抽水试验

试验结果如表3所示。

6.2 第2次施工双高压旋喷桩进行墙缝止水后的抽水试验

试验结果如表4所示。

表1 双高压旋喷桩单桩施工参数

表2 双高压旋喷桩单桩水泥用量表

表3 高压旋喷桩止水后抽水试验结果

表4 双高压旋喷桩止水后抽水试验结果

7 结语

从试验结果看出：在施工普通高压旋喷桩墙缝止水之后，24 h降水结果表明，坑外降水基本在2.7 m左右；而在施工双高压旋喷桩墙缝止水之后，24 h降水结果表明，坑外降水基本在1.6 m左右。其情况与相邻的静安区60#街坊的基坑降水情况基本一致，经设计同意，随即进行了轨交13号线自然博物馆站车站中段的开挖工作，基本保证了施工工期。两次降水试验的结果也表明双高压旋喷桩对地下连续墙缝止水的确具有一定的效果，尤其适宜超深地下连续墙。但双高压旋喷桩也有局限性：其施工所占用的场地较大；由于双高压旋喷桩的喷射压力较大，对周边的环境会有一定的影响，须注意调整施工参数或采取相应的措施。