加筋旋喷桩在深基坑中的应用

杨伟侠

摘要：依据施工现场地质和环境情况选定某基坑加固方案，即加筋旋喷法，阐述了其施工工艺。实践证明所选方案为后续施工提供了保障，該方案非常适于城市场地狭窄地段的基坑加固。

关键词：深基坑;地基加固;加筋旋喷桩

1 概况

拟建某广场基坑位于某市文化路与金水大道交汇处，原为某市体育场，地势平坦，环境特殊，交通便利。因基坑已经开挖，基坑周边场地狭小，基坑开挖深度为7.0m，局部加深为9.7m，水位在地面下8.5m，因此，在基坑开挖和地下室施工时，必须预先做好基坑支护加固，以防止流砂造成基坑破坏。

1.1 支护方案选定

基坑支护的方案有多种，根据现场具体情况，因地制宜，从安全、环境、经济等方面分析、优选。大部分采用土钉墙支护。

1.2 工程地质特征和水文地质条件

（1）杂填土：颜色为褐色、黄褐色、黄色、青灰色，主要由碎砖，白灰渣等建筑垃圾和粘性土、污染土混杂而成，土质不均匀，松散～稍密，厚0.8～3.20m。（2）粉质粘土：黄色、浅黄色，以粘粒、粉粒为主，湿，可塑，厚度0.5～4.20m。（3）中砂：黄灰色、灰白色。以中砂为主，中上部常见细砂薄层，稍湿，松散，厚度0.6～2.30m。（4）粗砂：黄灰色、棕黄色，矿物成分主要为石英、长石，稍湿，松散，厚度0.4～1.8m。（5）卵石：黄灰色，以卵砾石为主，稍湿，中密厚度不甚稳定，层厚0.60～2.60m。

地下水为河谷砂砾卵石层潜水，地下水位埋深&5m以下，主要接受大气降水及汉江水补给，水文地质条件简单。

2 设计方案分析对比

（1）若用钻孔桩，虽然效果较好，但受场地所限，机械设备无法就位，施工周期长。故钻孔桩方案不宜采用。（2）如选用挖孔桩，成孔较困难，由于地下水丰富，漏砂严重，无法施工，只能通过注浆止水护壁才能顺利施工，施工难度大，成本高。（3）如果选用静压桩，由于基坑周围已经开挖，无作业面，设备无法到位，也不宜采用。

综上所述，笔者建议采用加钢管高压旋喷注浆加固的方案。

3 加筋旋喷桩设计

由于场地的局限性（西侧北部及北侧连钻孔灌注排桩都无法施工），不能采用摆喷或三层管旋喷工法。采用静压注浆无法控制水泥浆液的扩散半径，容易造成水泥浆液的浪费，成本大大增加。

选用单管高压旋喷工法，就可以克服以上困难。因为该工法相对简单，施工快捷，对周围环境干扰小;同时，单管高压旋喷所形成的旋喷体有一定的刚度，可以作为支承支护结构的一部分，维护基坑的稳定，也可以改善施工条件。在确保安全的前提下，该法尚属经济。

鉴于以上原因，最终选择的基坑支护方案为：基坑内侧布置旋喷孔，间距为600～700mm。且在旋喷工作完成后在水泥浆液没有初凝之前加入Φ48mm的钢管作加劲筋。

基坑支护关键是旋喷施工，其施工工序流程为：单管高压旋喷桩布孔→单管高压旋喷成孔→单管高压旋转喷浆→回填封孔→成桩验收→特殊情况处理。

单管高压旋喷设计参数：

单管高压旋喷施工的设计参数为：桩径300mm;桩间距600～700mm;桩深7m;旋喷压力是20±2Mpa;注浆量60～120L/min;水泥浆水灰比1;旋喷旋转速度20～30r/min;旋喷提升速度20～30cm/min;桩身强度1～2Mpa。

4 加筋旋喷桩的施工

（1）施工准备。施工前测放轴线，将钻机安放在双排架上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度≯1.5%。（2）钻孔。旋喷施工钻机的就位与设计孔位偏差≯20mm。（3）验收。钻孔达到设计深度后，经过有关部门人员验收孔深与孔径。（4）下喷浆管。钻孔验收完后下人底部带有喷嘴的钻具到设计孔深，下喷浆器具与钻孔两道工序可以合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴或下管困难，可以边喷水边插管。（5）配料、搅拌浆液。按设计水灰比1进行单桶配料并制成均匀浆液，经过过筛程序，以防粗颗粒混人输浆管而堵塞喷嘴。（6）旋喷成桩。当带有喷嘴的钻具下到设计孔深和水泥浆液制好后，开始送浆并旋转，待送浆量稳定后在旋转的同时开始提升，喷管的旋转速度控制在20～30r/min，提升速度控制在20～30cm/min，遇地层变化时上述参数应做相应调整。作业人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转与提升速度。同时做好施工记录。当上述工作完毕后，应进行签字确认。并将注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。至此一个单管旋喷桩施工结束，下入Φ48钢管，移至下一孔位进行重复工作。（7）特殊情况处理。在施工过程中，当冒浆量>20%或完全不冒浆时，应查明原因和采取相应措施。

①返浆量过大，主要是注浆量大所致，可采取提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度的方法解决。②不返浆，一般是漏浆或地层孔隙大，可分析原因，漏失的采用加大水灰比并掺人适量速凝剂堵漏;孔隙大的选用加大注浆量的方法，具体采用复喷或间隔注浆法处理。

5 工程施工及质量保证措施

（1）孔位垂直度允许偏差按规范要求。（2）施工中，严格按设计要求的水灰比配置水泥浆液。（3）施工过程中，若发现异常，检查是否断桩错位，桩顶凹陷等不足现象，应做好记录并及时复打或补打。

6 结语

（1）高压旋喷处理软弱地基适用于地层中含软弱夹层，较其它施工方法（如钻孔桩、挖孔桩、静压桩等），施工费用低，工期短。（2）高压旋喷桩施工时，由于有部分土体被置换，有利于周边土体加固，使周围土体得到加固，强度提高。（3）经过旋喷注浆，使周围土体由松散到固结，有利于基坑稳定。（4）进一步探索和积累不同地区，不同土质条件的旋喷桩施工工艺和与之配套的施工参数以及施工管理方法和施工质量检测方法是非常必要的。（5）实践证明，单管加筋高压旋喷施工具有施工简单、效率高，不需要开挖就可以处理隐蔽工程等特点，因而适用于城市深基坑支护加固，值得进一步推广与应用。

参考文献

[1]彭振斌.注浆工程设计计算与施工[M].武汉：中国地质大学出版社，1997.