地铁车站高压旋喷桩止水帷幕施工技术

地铁车站高压旋喷桩止水帷幕施工技术

常洪磊常健

济南城建集团有限公司山东济南250000

摘要：高压旋喷桩止水帷幕结构施工过程是在围护桩的外侧采用双重管法高压喷射是以不小于28MPa的高压水泥浆射流通过直径为1.9mm的喷嘴喷出来，水泥浆射流的四周是采用压缩空气来加以保护，随着喷管的不断旋转与提升，高压水泥浆射流不断的冲切并且破坏土体，同时以浆射流较大的能量，将粘土与水泥浆掺搅且形成桩体；同时压缩气也起到了升扬置换的作用，压缩气使切割的部分土体从孔口冒出，水泥浆与粘土混合物固结后，形成所需要加固体，达到止水帷幕效果。本文以某工程为例，对地铁车站高压旋喷桩止水帷幕施工技术进行探讨。

关键词：地铁车站；高压旋喷桩；施工技术

1工程概况

某站为R2线与M1线换乘车站，为地下二层岛式站台车站，车站中心里程SK9+808.418，车站主体总长为486.8m（净），车站宽度为18.1-23.3m（净），开挖深度约18.2-25.12m（换乘节点），站台中心处顶板覆土约3.45m，标准段底板埋深约18.3m。M1线站台位于第一茶叶市场地块内，车站呈南北向布置，为地下三层岛式站台车站，车站主体结构总长204m，标准段宽度23.3m，开挖深度为26.56~27.49m，站台中心处顶板覆土约3.95m，标准段底板埋深约25.3m。围护结构采用Φ1000mm和Φ1200mm钻孔灌注桩，同时在钻孔桩外侧设置Φ800@450高压旋喷桩止水帷幕。

2施工工艺流程

旋喷桩施工工艺流程：施工准备→布孔放样→钻机就位→校核钻机垂直度→钻孔（水泥浆循环）→插管→试喷→高压喷射注浆→喷射结束→补喷→机械清洗。其中，钻孔要采用水泥浆循环，水泥浆循环、插管、试喷、高压喷射注浆产生的泥浆要进行废浆处理。

3质量保证措施

3.1施工前做好检查工作

为保证高压旋喷桩施工质量达到设计效果，必须注意以下质量保证措施到位：在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面：

①根据不同的地质条件及时调整浆液配合比，在原材料（水、水泥、掺合料和速凝剂等外加剂）到场后及时取样并送检，在水的鉴定结果、水泥等原材质量合格证及复验报告拿到后方可施工确保每个地层都保质保量完成；

②机械设备进场后及时检查各机械是否可以正常使用，并提供合格证及时报验，检查各部件的完整性、密闭性，并及时将压力表标定；

③在确定施工工艺后及时进行试桩（数量不少于2个），根据试桩结果及时调整参数，确保各地层的喷浆符合设计要求；

④在准备阶段及时排查市政管网，后对施工区域进行开挖（深度控制在2-3m），并清除障碍物，确保施工正常；

⑤设备进场后及时对桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度进行检查。

3.2施工过程中重点检查

机械架设好后首先标定钻杆的长度和垂直度，确保符合设计区间后再次确定桩中心；第一桶水泥浆搅拌前对原材料重量和配合比进行验证；控制好钻机下、提钻速度，同时安排技术人员盯控旋转速度；不定时的抽查后台仪器各参数的数值，确保各数值在设计范围内；时刻关注孔位位置，发现冒浆厉害或不足及时调整参数；计算好标高及提升速度，确保搭接长度；及时、准确的按照现场实际情况填写施工记录表施工记录表。

3.3施工完毕后检测

施工结束后，待达到时间后及时对桩进行桩身和桩径检测，主要包含以下方面：通过取芯观察桩体的的整体性及匀称性；取芯前将土体挖至桩顶标高，采用尺量的方法确定桩径；将样品送至实验室检测强度；将取出的固结样品及时送至实验室确定抗渗情况。

4施工质量弊病预防措施及处理方法

根据旋喷桩施工工艺特点及现场实际工程地质情况，为确保旋喷桩的施工质量，针对施工中可能会出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。

4.1固结体强度不均匀、缩径

产生原因：施工前没有认真考察现场地质情况，选择旋喷方法未考虑在不同地质中的喷浆情况；施工过程中因机械发生大大小小的问题会导致桩体不均匀；下钻、提升速度太快，导致喷浆不均匀，桩径大小不一，旋转速度控制不好也会引起同样的问题；喷浆后浆液未有效的和土体搅拌在一起；下钻过程中当遇见较硬土体时，没有有效的切落土体，导致桩径直接缩小。预防措施及处理方法：仔细查看地勘报告，并随机进行地质取芯，确定地质后根据其选择旋喷方法；下钻到达设计标高后性进行试喷气，当一切正常后开始配浆，且浆液要经过多次过滤，开始喷浆后一定要确保喷浆的连续性。根据首桩取芯的固结体的形状及桩身匀质性，调整钻杆的提升速度、旋转速度、喷浆量及喷射压力。根据地质情况对不容易切土位置及标高位置在不提杆的情况下多喷浆；施工过程中多进行水灰比的检测。严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。

4.2压力上不去

产生原因：施工过程中导致油管和气管破损或连接处密闭性不好导致漏气。吸浆管内存有空气或安全阀的安全压力过低或密封圈泄漏。油管局部破裂导致漏油，气阀不同程度损坏。施工过程中未按设计要求将塞油泵调至设计数值。预防措施及处理方法：发现问题后及时停机检查，主要从以上四个方面进行检查，待全部检查合格后不要立即喷浆，应先用清水进行调压，直至达到所要求的压力为止，后重新开始施工。

4.3压力骤然上升

产生原因：喷嘴在旋喷过程中北其他物体堵塞。施工前没有仔细清洗管路，导致其他杂物进入管路并堵塞管路。泵体或出浆管路有堵塞。预防措施及处理方法：应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜线疏通；其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。

4.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆

产生原因：注浆量与设计量相差较大；不冒浆主要原因是该地层中存在的空隙导致的，冒浆量过大是主要是由于喷浆量远远超过设计值所致；遇地下有埋设物，地面有不平不实现象，会导致钻杆倾斜，超出允许值。预防措施及处理方法：放点后应及时进行挖探坑形式或钎探形式探清下孔位下方的埋设物，并及时清理，若无法清理应在允许的范围内进行点位调整；针对冒浆量过大的现象应及时调整各参数（提高喷射压力、加快提升速度和旋转速度、缩小喷嘴直径等）；控制好水泥浆液的配合比；施工前平整好场地（最好硬化）或将机械放置于坚硬的材料上，钻杆施工过程中垂直度应在允许范围内（＜0.3%）；针对冒浆严重的地方可采取在浆液中适量加入速凝剂，以此来控制固结时间，使浆液在一定地层中及时凝固；在有空隙的地段可增大注浆量，保证填满空隙后再进行提杆和旋转；根据实际情况更改喷头，侧扣式喷头可以有效的减小出浆口孔径并提高喷射能力，控制好实际浆液量和设计量相当，减少冒浆。

4.5固结体顶部下凹

产生原因：在喷射后水泥浆液与切落的土搅拌混合后，由于浆液的析水特性桩径会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现个别位置下沉。整个桩体会因为不同地址不同析水性，导致整个桩体因地质变化下沉。预防措施及处理方法：实际施工过程中桩长应比设计长0.3～1.0m，或在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。

结束语：

通过对闫千户车站深基坑旋喷桩止水帷幕施工情况总结，可以得出以下结论：

①旋喷桩施工范围（占地面积）小、振动小，噪音低，施工可平行作业面多，总体施工工期短；

②高压旋喷桩适用于人工杂填土、黏土、粉质粘土等地层的加固止水处理效果比较好。

参考文献：

[1]郭麒，马明，等.地下防渗墙施工技术研究及应用[M].中国地质大学出版社出版，2007.

[2]徐文城.浅淡高压旋喷桩止水帷幕渗漏、涌砂处理[J].价值工程，2010（09）.