高压旋喷桩施工质量控制方法研究

【摘要】随着经济社会的发展，地下空间的规划发展也是非常大的趋势，地下建设项目的数量和规模迅速增大，由此产生大量的深基坑工程。在深基坑施工中，避免地下水的影响对于确保深基坑施工安全，保护临近建筑以及周边设施的安全有着重要意义，近年来，许多施工单位对设计图纸、地层信息及现场实际情况不了解，盲目施工，导致安全事故频发。本文探讨了岩土工程施工中如何控制旋喷桩的施工质量，提高施工安全性的措施，以供参考。

【关键词】旋喷桩;质量;安全性

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.043

1、引言

在城市建设中，地下室土方开挖，基于对地下水的保护，坑内须止水或降水等措施来确保深基坑施工安全，目前比较常见止水或降水方式有高压旋喷桩、水泥土搅拌桩、井点降水等，现高压旋喷桩止水帷幕的施工技术逐渐取代了井点降水在基坑支护中广泛应用，高压旋喷桩在基坑止水防渗领域中有着相当重要的位置，不少项目采用高压旋喷桩止水帷幕来止水防渗，通过桩与桩之间的紧密咬合，形成竖向止水帷幕，用于阻止开挖降水时基坑外透水层在坑内外水位差的作用下向坑内渗流。

高压旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。旋喷桩支护形式有单管、双管、三管等。为了使旋喷桩止水帷幕的施工符合技术先进、安全可靠、经济合理的要求，必须对旋喷桩的施工质量进行严格把关，而旋喷桩施工是工程常遇到的施工技术难点，它直接影响到止水帷幕的整体性、闭合性，如果旋喷桩施工不当会给整个工程带来不可忽视的影响，甚至造成重大安全事故和经济损失。

2、工程概况

某建设项目，原始地貌单元属河流冲积阶地，场地原为菜地、水塘，经人工改造整平，原始地形已改變，现场地地形起伏较大，场地标高为34.51～39.64m，该基坑地下室为两层，基坑支护深度约6.8～8.2m。

该项目场地岩土层自上而下为：人工填土、含有机质粉质黏土、粉质黏土、粉细砂、圆砾、残积层粉质黏土、强风化泥质粉砂岩，其中粉细砂层层厚1.30～6.00 m，圆砾层层厚0.70～4.40 m，场地内地下水的主要补给来源为大气降水、场地周边的生活用水及河水，地下水类型主要为上层滞水、潜水和基岩裂隙水，其中上层滞水赋存于人工填土层，地下水位位于地面以下0～2m，潜水主要赋存于粉细砂和圆砾中，受大气降水和上层地下水补给，水量非常丰富，与河水有直接的水力联系，水位变化因气候、季节而异，枯水期时，地下水补给河水，汛期时，河水水位较高，补给场地地下水。

由于该项目场地地下水非常丰富，考虑到基坑开挖施工的安全性，基于保护基坑周边环境，不产生不利影响，基坑开挖过程中必须采取一定的止水措施，根据该场地的岩土层情况，采用了高压旋喷桩形成闭合的止水帷幕，以达到止水效果。

3、影响高压旋喷桩施工质量的因素

根据以往施工高压旋喷桩的现场经验，影响高压旋喷桩的施工质量因素有很多，主要体现在人员操作、工艺方法、施工设备等方面，1.人员因素：质量意识差、操作水平低、岗前教育培训不够，工人不够熟练;2.工艺方法因素：浆液配合比、比重达不到设计要求、浆液搅拌不充分、桩孔测量定位偏差过大;3.施工设备因素：浆液流量不足，浆、水、气压力不满足设计要求等。

通过现场调查、资料收集、施工旁站等方法，最后确定施工过程中影响高压旋喷桩施工质量主要由以下因素：1.操作人员责任心不强;2.桩孔测量定位偏差过大;3.钻机未进行水平、垂直校正、4.浆液流量不足。

4、影响高压旋喷桩施工质量因素的解决

根据以上现场论证后得出影响高压旋喷桩施工质量因素进行施工改进和对策实施：

①操作人员责任心不强：加强事前教育，增强职工责任心，严格执行操作规程进行施工。

②桩孔测量定位偏差过大：现场施工技术人员参与测量定位，并纪录;技术人员按照施工措施对操作人员进行教育培训，提高其精度。

③钻机未进行水平、垂直校正：现场钻孔施工时，施工技术人员进行旁站，并测量纪录;技术人员按照施工措施对操作人员进行教育培训，提高人员自觉性。

④浆液流量不足：现场浆液配比严格执行设计要求，机械设备执行操作规程，实时监控浆液流量。

5、施工效果

施工小组经过一个月的活动，所制定对策的各项活动均得到落实，并对高压旋喷桩施工质量进行检查与试验，一般控制项目均以达到小组标准。具体体现在高压旋喷桩止水帷幕施工各项目标均满足设计要求，现场围井注水试验也满足设计要求，旋喷桩的施工质量得到保证。具体试验情况如下：

①用高压旋喷桩将四面围封，使之与已施工旋喷桩形成一个有效外边为3m*3m的围井，桩径800mm，桩间距600mm，桩深为11.5m，伸入下部不透水层至少1.0m（同设计旋喷桩）。具体桩位布置如下：

②围井施工采用三重管高压旋喷桩施工，其主要技术参数为，高压水压力35～38MPa，排量70～75L/min;空压机压强0.60～0.80MPa，排量1.4～2.0m3/min;水泥浆液压强0.50～0.70MPa，排量70～85L/min;浆液比重1.60～1.65，旋转速度9～11rpm，提升速度6～8cm/min。

③围井注水试验采用常水头法进行，即在围井内设置一固定水位（本次试验水位1.02m，）通过量杯不断向围井内注入水，保持固定水位不变，测得稳定注水量Q后，代入公式计算渗透系数。围井施工完成后不少于7天，将围井开挖一定深度（2m左右），检查围井施工质量，测得围井外地下水位后，进行注水试验。围井注水试验剖面示意图如下：

④围井渗透系数按照以下式进行计算： ，式中，K为渗透系数（cm/s），Q为稳定流量（m3/d），根据试验测定取Q为200ml/30min（即为0.11cm3/s），t为围井墙体平均厚度（取值0.66m），L为围井周边高喷墙轴线长度（取值9.6m），H为围井内试验水位至井底的深度（取值11.02m），h0为地下水位至井底的深度（取值9.50m），经计算K=4.8*10-8cm/s。

⑤试验结论：设计要求止水帷幕的渗透系数小于1*10-6cm/s，围井注水试验渗透系数4.8*10-8cm/s，满足设计要求。

结语：

通过现场对质量把控，技术支持，严抓施工质量，而项目的施工质量安全是重中之重。因此，现场管理人员要建立安全责任制，落实责任人，施工前要进行安全检查，把不安全因素消灭在萌芽状态，现场施工操作人员要重视质量安全，要有责任心，按设计工艺流程进行施工，才能项目保证正常施工。

参考文献：

[1]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）.

[2]《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2019）.

[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2018）.

作者简介：

廖凯（1989-），男，汉族，本科，工程师，研究方向：岩土工程设计工作。