浅谈高压旋喷桩在建筑基坑支护中挡水的应用

浅谈高压旋喷桩在建筑基坑支护中挡水的应用

陈笑凯刘洋聂洋

中国建筑第八工程局有限公司天津分公司天津300000

摘要：关于在建筑深基坑围护中，高压旋喷桩作为支护桩间的一种挡水措施，减少桩间水土流失，从而提高基坑整体稳定性。

关键词：基坑支护；挡水；降水

建筑深基坑中，支护形式有地下连续墙、排桩、内支撑结构、土钉墙、重力式水泥土墙等形式，且各有各的优点。高压旋喷桩作为水泥土桩的其中一种，它是利用高压水、高压气体同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，形成连续搭接的水泥加固体。长春龙翔国际商务中心（B区）电子商务产业园区项目利用高压旋喷桩这一特点，提出了采取在支护桩间的砂层（含水层）区段设置高压旋喷桩来阻挡基坑外侧水的浸入，增加基坑整体的周圈密封性，提高基坑整体抗水能力，并取得了良好的效果。

1工程概况

本工程位于吉林省长春市北湖开发区；东至北远达大街及B区五街、南至光机路及B区五路、西至和安街、北至B区二路。共建设17栋办公楼，其中包括191.6米、132.5米高层各一栋，143.5米高层两栋，其中地上建筑面积为750279平方米，地下面积264445平方米。

1.1基坑概况

本工程平面上分为三个独立的基坑，分别为C-1地块，C-2地块,C-3地块，具体各地块基坑参数如下。

C-1地块：总体基坑开挖深度17.3米，局部开挖深度17.7米、18.4米；基坑面积2.2万平方米；基坑周长899.2米；

C-2地块：总体基坑开挖深度17.3米，局部开挖深度17.7米、18.7米；基坑面积2.53万平方米；基坑周长649.5米；

C-3地块：总体基坑开挖深度17.3米，局部开挖深度17.7米、18.7米；基坑面积4.54平方米；基坑周长896.6米；

1.2场地地质条件

根据长春建工工程勘测有限公司提供的岩土工程（详勘）报告，场地地势较平坦，局部位置存在取土坑，导致场地高差较大，孔口高程190.77~193.65米，孔口最大高差2.88米。场地地貌单元为伊通河一级阶地。场地底层自上而下分别为①素土层②粉质粘土③粉质粘土④粗砂⑤泥岩（全风化）⑥泥岩（强风化）⑦泥岩（中风化）。

1.3场地水文地质条件

勘察范围深度内，场区地下水分为两层。第一层属潜水，受周边工程降水影响，勘察时水位埋藏较低，埋藏于第④层粗砂层中。第二层属基岩裂隙水，主要埋藏于第⑤-⑦层泥岩中，水量较小，不能形成自由水面。

2支护方案设计

2.1基坑支护结构设计

本工程支护结构采用桩锚支护（支护面采用挂钢筋网喷射混凝土）和复合土钉墙支护的方式。上部3米采用土钉墙支护方式，下部采用桩锚支护方式，采用800mm直径护坡桩，桩间距1500mm，并加设3～4道锚索，在3个基坑的外侧支护桩桩间砂层位置设置旋喷桩，形成组合挡土体系；在3个基坑间的支护桩间不设置旋喷桩。

2.2基坑降水系统设计

本工程降水采用管井降水，系统分为降水井和疏干井两种。降水井沿3个基坑形成的“大外围”每间距6米设置一口降水井，井径600毫米。井深20米。各基坑内侧纵横向间距每30米设置一口疏干井，疏干井井径600毫米，井深10米。

2.3高压旋喷桩的设置

高压旋喷桩设置在3个基坑所形成的“大外围”的支护桩间，设置深度位于含水量丰富的砂层，因砂层以下为泥岩，密度大，土质较为坚硬，且经查看地勘报告，含水量较小，不能形成自由水面。故在砂层区段设置高压旋喷桩基本能够阻挡基坑大部分的外来水。高压旋喷桩桩径不小于800mm，桩长应满足不小于6米，还应满足桩端进入全风化岩≥1.5m。

3现场实施

高压旋喷桩施工前，应根据土层情况进行试桩。经过前期的多次调整，终于得出了符合设计要求且较为经济合理的参数配置。

3个基坑间采用高压旋喷桩的作用是与支护桩间高压旋喷桩及支护桩形整体止水帷幕效果，设计桩径800mm，桩间距500mm，桩与桩互相咬合300mm。桩长设计仍为不小于6米，进入全风化岩深度不小于1.5米。

3.1施工过程控制要点

（1）旋喷水泥土加固体抗压强度（28d）不小于1.0MPa,旋喷桩有效直径不小于800mm。

（2）桩长应满足不小于6.0m，还应满足桩端进入全风化岩≥1.5m。

（3）水泥浆液采用42.5R级普通硅酸盐水泥配制,水灰比0.5~0.8，水泥用量为400kg/m。

（4）旋喷管提升速度宜为5~10cm/min,旋转速度宜为4~8r/min。

（5）旋喷管分段提升的喷射搭接长度不小于100mm。

（6）对局部需要扩大加固范围提高强度的部分，可采用复喷措施。

（7）在施工过程中出现喷射压力聚然下降,上升或冒浆异常等现象,应停止施工查明原因并采取措施。

（8）钻机与高压泵的距离不大于50m；

（9）相邻两桩施工时间间隔不应小于48小时；先后施工的两根桩间距不应小于4m。

（10）孔位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。

经现场基坑开挖后的情况，旋喷桩成形效果较好，能够紧密的结合两侧的支护桩，基坑内基本无渗水情况。采用传统的桩锚形式支护，容易受北方冬季冻胀影响，容易在含水丰富的砂层冻胀，从而破坏基坑内侧喷射的钢筋混凝土护面，使其发生变形，开春后造成沙土流失，影响基坑的安全。而采用设置高压旋喷桩的方式很好的解决了冻胀的问题，提升了基坑整体的稳定性。在基坑整体运行过程中，根据旋喷桩的良好挡水效果，现场可适当的调整部分降水井的运行频率，从而减少降水成本。

4结语

基坑支护稳定是基坑内安全作业的首要前提，选择合适的支护形式是基坑支护工程的重要一步，必须将场地的地质条件和环境条件与支护结构的安全性、经济性、科学性联系起来。从本基坑的实践经验来看，合理的根据地质条件设置高压旋喷桩来进行挡水，能够减轻降水井的运行负担，节约施工成本，达到节能环保绿色施工，真正做到了“安全、经济、科学”的目的，为今后类似的深基坑施工提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院（JGJ120-2012）建筑基坑支护技术规程.中国建筑工程出版社，2012.