核心竞争力 2

1岩土工程核心竞争力高压旋喷桩施工工艺的特点及其在武汉地区的应用兴起于二十世纪七十年代的高压喷射注浆法，八、九十年代在全国得到全面发展和应用。实践证明此法对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，我国已将其列入现行的《地基与基础施工规范》（JBJ79-83）。我公司是早期发展和应用于此法的实践人之一，经过十多年的实践，掌握了丰富经验，形成了一套自己的施工工艺和操作方法。我公司在承接和施工武汉香格里拉大饭店深基坑工程中，首次决定武汉采用高压旋喷桩进行止水帷幕，开挖效果良好，本工程被评为“武汉优良深基坑工程”，“文明样板工地”。后我公司又在湖北邮电综合楼深基坑工程中成功应用了高压旋喷桩止水帷幕。实践证明此法在武汉地区具有很好的加固、止水效果。下面就我公司在香格里拉饭店基础工程的实际施工经验介绍我公司对旋喷桩在武汉地区的施工参数及工艺控制。武汉香格里拉饭店位于建设大道与惠西路交汇处，楼高28层，基坑面积近1万平米，开挖深度达1.1米。地层至上而下主要为填土，粘性土，淤泥质土、粉质粘土，砂性土，卵石层，泥质砂岩，潜水赋存于杂填土及第二、三层所夹粉泥层中，以降水及生活排队水为主要补给，水位深0.45-1.40m，承压水以第三层淤泥质粉质粘土层底板为分隔水层顶板，以粉土、粉细砂层、卵石层为主要含水层，与长江水贯通。我公司设计采用了钻孔灌注排桩加内支撑支护、高压旋喷桩止水，深井降水的方式施工此基坑。施工期间正值雨季，对基坑止水、降水的技术要求是十分严格的。2针对武汉地区的独特地层情况，我公司编制了一套详尽而实际的施工组织设计方案，对高压旋喷桩的施工从设备选型到操作步骤，参数控制都作了严格要求，具体数字如下：1、设备投入采用“三重管”施工设备名称型号数量备注设备名称型号数量备注钻机XY-64引孔吊车G4-10T2移钻工程钻机GXY-44高喷作业高压泵3DZ-S/754高压送水引孔泥浆泵8泥浆循环空压机VFY-6/74高压送气排浆泵DYN50-322排浆测斜仪2测孔斜搅拌机WJQ80-14制浆液回灌泵HB808保持孔内满浆2、工艺流程33、参数控制执行《建筑地基处理技术规范》（JGJ19-91）中有关规定。具体工程参数控制如表。转速提速高压水压缩空气浆液r/minCm/min流量L/min压力MPa流量m3/min压力MPa材料水灰比流量L/min压力MPa105-107530-403≥0.7水泥1∶1800.3-0.5旋喷施工工艺参数表施工质量要求：4⑴旋喷回结体直径≥￠1.4m，不出现断层。⑵引孔直径≥￠130。⑶引孔垂直度＜0.5%。⑷引孔深度确保进入隔层＞1m。⑸桩位偏差＜20mm。⑹引孔沉渣＜20mm4、质量保证措施⑴设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。⑵引孔钻具岩惦管长度不小于3m，同心度要好。⑶确保引孔浓度达到设计要求。需用取心钻具，取心难入岩浓度确保喷底进入泥质髟岩隔水层＞1m。⑷保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。⑸高喷管下井前需在井口试验检查，防止喷嘴堵塞。⑹高喷管下至距孔底0.5m时，应先启支浆泵送浆，同时旋转下放，下至于孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和空压机，各项参数政党后方可提升。⑺浆液配制必须严格按照配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。⑻高喷作业中，必须注意观察水、气、浆压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。⑼分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。5⑽因故停机（卸管或处理故障）时，需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.1-0.5m处，重新开机作业，以避免回结体出现新层。⑾持武汉地层（较大砾石层或较硬地层）应降低提升速度，高喷参数不政党孔段应进行复喷。⑿采用两序施工（间隔一个）防止串孔。⒀及时回灌，保持孔内浆满。连续施工时可采用冒浆回灌。⒁为确保回结体强度，冒将浆不得回收和利用。⒂遇农药油、漏水、学习班浆孔段，应停止提升，继续注浆，冒浆政党后再提升；漏失严惩时应采取堵漏措施，并做好记录。⒃高喷作业时，各岗位要明确分工，统一指挥，协调一致。⒄高喷结束后，要立即清洗管路设施。⒅各种记录资料及时整理上报。我公司在全国各地有数十项成功设计、施工高喷注浆法来加固软地基、基坑止水帷幕的工程实践，这为高压喷射注浆法在各适应地层的发展和应用上积累了丰富的经验。尤其是我公司在武汉地区典型工程上的成功应用，更为我公司今后在汉设计、施工此法提供了可靠的数据和实际经验，也为武汉深基坑工程的止水应用提供了一种很好的方法。山东岩土工程勘察总公司位于泉城济南，是一支从事岩土工程勘察、设计、治理、监测、水文地质勘察、工程物探、工程测量等，并集科研开发为一体的综合性施工队伍。总公司现有职工561人，各类专业技术人员307人，其中教授级高工3人，高级职称51人，中级职称136人，享受政府特殊津贴专家4人。6总公司拥有国内先进的钻探、工程勘察、工程物探、工程测量及各种测试仪器773台（套），可以承揽岩土工程施工、岩土工程勘察、水利工程施工、工程物探、工程测量等大型工程项目。总公司注册资金2640万元，固定资产净值5156万元，年产值过亿元。总公司重视加强质量管理，通过了ISO9001质量体系认证，工程质量一起保持国内同行业先进水平。获部级以上优秀成果奖19项，国家科研成果奖2项。工程优良率达97%以上。总公司质量体系完善，工艺技术先进，服务项目齐全三重管高压喷射注浆技术参数的选择刘宝亨【提要】三重管高压喷射注浆技术参数分为设计工程参数和施工技术参数两类，文中探讨了各项设计工程参数的实质及各项施工技术参数的关系，分析了各项技术参数对高压喷射工程质量、成本的影响，提出了选择各项技术参数的方法。【关键词】高压喷射注浆三重管法旋喷桩【Abstract】Technicalparametersforhighpressurejetgroutingbytripletubeareclassifiedinto2categories:parametersfordesigningandparametersforconstruction.Propertiesofallthoseparametersandrelationshipamongthemarediscussed.Theinfluenceofthoseparametersonthequalityandcostofprojectareanalyzed.Waystoselectthosetechnicalparametersareproposed.【Keywords】highpressurejetgroutingtripletubemethodspiraljetpile1前言高压喷射注浆(简称高喷)技术从70年代中后期在我国试验和应用成功以来，已在软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面得到越来越多的应用。近几年在上海、广州、武汉等大城市，随着地铁建设和众多高层建筑的崛起，不少深基坑工程都采用了高喷技术来处理深基坑的止水防渗问题。高压喷射注浆按注浆管类型可分为单管、二重管和三重管三种方法。单管以单纯喷射水泥浆液；二重管在水泥浆液射流外面包裹一层高压空气同时喷射，来破坏土层结构，同时完成置换、填充；而三重管则是以包裹了高压空气的高压水流来破坏土层结构，再以水泥浆液进行置换、填充。7高压喷射注浆的效果，不仅与地质条件有关，而且更与施工所采用的高喷技术参数和施工工艺有关。特别是三重管高压喷射注浆，施工工艺复杂，技术参数多，参数之间相互关联，必须正确选择这些参数，才能保证高喷工程的质量。三重管高压喷射注浆的参数可分为两类，一类是根据工程设计需要确定的工程参数，包括旋喷桩直径、桩体抗压强度和渗透系数，以及据此确定的浆液配方、水灰比和浆液用量；另一类是高喷施工的技术参数，包括高压水、压缩空气、浆液三种工作介质的压力、流量、喷咀直径和注浆管的提升速度、旋转速度，以及回浆的数量、比重等。施工技术参数应根据设计工程参数选定，施工各种设备的性能、规格应满足施工技术参数的要求。若施工设备已定型，则应根据设备性能调整施工技术参数，但调整后的技术参数必须满足已确定的各项工程参数的要求。然而目前在三重管高喷工程实践中，对各项技术参数的选择和应用还时有未尽合理的情况；有些标准、手册中部份规定的有关应用条件不够明确，都可能影响到高喷工程的质量和成本；也有时由于建设、设计和施工单位对标准的不同理解而产生争执。因此探讨各项参数的实质及相互关系，明确选择参数的方法是必要的。2高喷工程参数的选择旋喷桩与深层搅拌桩或钻孔灌注桩等机械成型的桩有很大不同，确定高喷工程参数，必须注意到旋喷桩的以下特点：(1)旋喷桩是以水、气、浆液作为工作介质，切割和搅拌土体形成的水泥土固结桩体；(2)旋喷桩的横截面常常不是规则的“圆形”，其截面大小随土质的不同和工作技术条件的不同，沿桩身常有较大变化；(3)旋喷桩横截面的结构是不均匀的，一般呈环形构造，如图1；图1旋喷桩横载面结构(4)各构造部份也常因土质的不均匀及施工设备工作状态的不稳定，形成不均匀结构，尤其是在杂填土及粘性土地层中较明显。2.1旋喷桩直径旋喷桩直径是十分重要的工程参数，直接关系到桩的承载力和工程数量计算，在防渗帷幕设计中，关系到桩间距离和排间距离的选择。但8由于旋喷桩的特点，它不是一个标准的圆形，因此应考虑以下条件选定旋喷桩直径(D)：(1)D相当于旋喷桩有效横载面面积S的圆的直径,即,参见图1；(2)旋喷桩有效横截面积，一般应以浆液部分①与搅拌混合部份②的面积和为准，而把压缩部份③与渗透部份④作为安全储备；(3)因地层不同沿桩身不同深度的横截面积常有变化，应根据设计旋喷桩的用途，如地基处理、边坡支护、止水防渗等，选用起主要作用的地层段的有效横截面积，若起主要作用的地层段不只一个，应取横截面积较小的；(4)设计旋喷桩直径应以现场试验取得的数据为准，在未取得试验数据前，可根据经验选用旋喷桩直径先行设计，但最终仍应以现场试验数据来修改设计。2.2旋喷桩固结体的抗压强度旋喷桩结构的不均匀性，直接表现为不同构造部份具有不同的抗压强度，通常搅拌混合部份最高，渗透部份强度最低，其强度有时可以相差数倍，甚至数十倍。例如在粉砂地层中形成的旋喷桩，其搅拌混合部份抗压强度可达10～15MPa，而渗透部份只有1～2MPa，或更低。鉴于旋喷桩的不均匀性，选用旋喷桩桩体的抗压强度，一般应以有效横截面内的结石体的平均强度为准。在砂性地层中，旋喷桩的渗透部份有时可以达到较大范围，作为防渗帷幕应用时，其有效横截面有时可以包括一定的渗透部份，这样帷幕旋喷桩的平均强度将较低。实际上水平帷幕抗渗设计，主要考虑了帷幕重度与地下水浮力的平衡，与帷幕强度关系不大，因此帷幕仅起抗渗作用时，其抗压强度可以较低。旋喷桩固结体的强度决定于原土体的岩性、水泥含量及水泥标号，并与地层含水量、温度及成桩龄期有关。一般砂质土固结体90d龄期的抗压强度约3～5MPa,最高可达10～15MPa，而渗透部份只有1～2MPa；粘性土固结体抗压强度约0.7～2MPa，最高可达5～7MPa。水泥土强度在地下自然状态下增长较慢，特别是初期强度很低。武汉阳光大厦旋喷桩工程在成桩30～50d后共钻探31孔，对在粉砂层和杂填土中的旋喷桩固结体进行质量检验，只有1/3的岩芯已经固结，其余岩芯从钻孔中取出时尚处于硬塑状态。送室内做抗压试验岩样103个，抗压强度5MPa的有19个，占21%，最高强度达11.7MPa；1～5MPa的有32个，占31%；1MPa的有49个，占48%，最低的只有220KPa。总的强度偏低。但是在成桩100～120d后基坑开挖过程中，发现桩体强度普遍明显提高。2.3旋喷桩固结体的抗渗性旋喷桩固结体具有很好的抗渗性，不论是在砂质土中还是在粘性土中，也不论是旋喷桩的搅拌混合部份或渗透部份，其水泥土固结体的渗透系数均≯n×10-5cm/s，实际上多数为n×10-6cm/s级，有相当一部份可达10-7cm/s级。因此用高喷技术建造止水帷