旋噴樁墻與二重管無收縮漿液注漿施工技術(shù)

1、旋噴樁墻與二重管無收縮漿液注漿施工技術(shù)北京城市鐵路14標(biāo)段區(qū)間隧道通過建（構(gòu)）筑物底的加固崔志杰1 惠麗萍1 王志德2 曾湘德2 王榮權(quán)2 (1.北京市城建設(shè)計(jì)研究院，北京 100037)(2.北京市城拓建設(shè)工程有限公司，北京 100029). 摘 要：文章介紹了北京城市鐵路14標(biāo)段區(qū)間隧道右線通過建材大廈東側(cè)拱形門頭和空調(diào)冷卻塔地下時(shí)，采用旋噴樁墻和二重管無收縮漿液注漿施工技術(shù)，保證了建（構(gòu)）筑物的安全，保證了工期。關(guān)鍵詞：旋噴樁；防滲；二重管；注漿；加固；安全1 工程概況北京城市鐵路14標(biāo)段里程K39 + 302.59 K39 + 482.817區(qū)間隧道段在建材大廈主樓東側(cè)的地下通過，其右

2、線隧道穿過大廈東門廳拱形門頭和空調(diào)冷卻塔的基礎(chǔ)下面。采用淺埋暗挖方法施工，平面位置見圖1。隧道結(jié)構(gòu)為雙連拱斷面，中洞法施工，即先施作中洞，再施作左右邊洞，最后形成雙連拱斷面。由于此段地層回填土較厚，且土質(zhì)較松散，因此施作中洞時(shí)造成建材大廈東門廳拱形門頭和空調(diào)冷卻塔不均勻下沉，下沉量為4 mm 14mm，造成了為了門頭和冷卻塔基礎(chǔ)的局部?jī)A斜。為保障建（構(gòu)）筑物的安全和正常使用，進(jìn)行了綜合保護(hù)和土層加固處理。該工程綜合保護(hù)和土層加固處理的范圍及工藝和技術(shù)為： a . 對(duì)建材大廈主樓的保護(hù)，即在主樓和區(qū)間隧道之間施作擋土防滲墻，避免因隧道開挖施工造成大樓基礎(chǔ)地基土流失而影響大廈的安全。擋土防滲墻采用

3、高壓旋噴注漿工法。 b . 大廈東門廳拱形門頭鋼拱腳基座及側(cè)墻條形基礎(chǔ)地基加固頂升，使已下沉的拱形門頭抬高，滿足規(guī)范要求。同時(shí)對(duì)地基加固，以保證區(qū)間隧道開挖貫通時(shí)基礎(chǔ)的穩(wěn)定。地基加固及頂升采用二重管無收縮漿液注漿施工技術(shù)。 c . 冷卻塔的基礎(chǔ)地基加固及頂升，采用二重管無收縮漿液注漿施工技術(shù)。2 場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件該場(chǎng)地地層由人工堆積層和第四紀(jì)沉積層組成，現(xiàn)分述如下：2 . 1 人工堆積層：(本場(chǎng)區(qū)填土的最大厚度為7.0 m)素填土層：主要為粘質(zhì)粉土和粉質(zhì)粘土，暗褐黃色黃褐色，可塑軟塑，夾薄層砂卵石填土，含少量灰渣及腐植物；雜填土1層：雜色，松散，主要成分為磚塊、灰渣、碎石、建筑垃圾，

4、局部為殘留水泥路面。2 . 2 第四紀(jì)沉積層：粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層：褐黃色黃褐色，濕飽和，可塑硬塑，含云母、氧化鐵等；重粉質(zhì)粘土1層：褐黃色棕黃色，濕，可塑，呈透鏡體分布，含氧化鐵；砂質(zhì)粉土2層：褐黃色黃褐色，飽和，硬塑，呈透鏡體分布，含氧化鐵及少量砂粒；粉細(xì)砂5層：褐黃色，密實(shí)，飽和；該層層底標(biāo)高為25.99 28.37 m。2.3 地下水：上層滯水：實(shí)測(cè)水位標(biāo)高為35.65 38.59 m，水位埋深為2.5 6.35 m，賦存于雜填土1層、素填土層、粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層，主要補(bǔ)給來源為大氣降水。潛水：實(shí)測(cè)水位標(biāo)高為37.29 35.04 m，水位埋深2.98 7.54 m，賦存于粉細(xì)砂5層

5、。3 高壓旋噴擋土防滲樁墻設(shè)計(jì)和施工3 . 1 設(shè) 計(jì)沿建材大廈全長(zhǎng)，即里程K39 + 302.59K39 + 482.817段，在大廈與城鐵區(qū)間隧道之間施作擋土防滲墻，墻長(zhǎng)約157.6 m.。采用雙排高壓旋噴咬合樁構(gòu)成墻。樁徑500 mm，樁頂標(biāo)高37.000 m，樁端標(biāo)高29.000 m，旋噴樁長(zhǎng)8 .0 m，樁間距450 mm，排間距346 mm，呈梅花形排列，設(shè)計(jì)總樁數(shù)638根，形成寬0.89 m，高8.0 m， 長(zhǎng)157.6 m的擋土防滲樁墻根據(jù)地下市政管線分布情況，樁墻位置最終確定在污水溝與熱力管線之間，考慮地下市政管線的具體情況，樁墻位置可略作調(diào)整，但必須連續(xù)，不得中斷。見圖2。

6、3 . 2 施 工(1) 主要設(shè)備該工程共投入兩臺(tái)套旋噴設(shè)備，主要機(jī)械設(shè)備見表1。(2) 施工工藝及主要技術(shù)參數(shù)采用二重管高壓旋噴工藝，選用PO32 .5普通硅酸鹽水泥，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試噴實(shí)驗(yàn)后決定主要有效參數(shù)： 高壓水： 壓力P = 20 Mpa 25 Mpa， 水量Q = 60 L / min 70 L / min。 壓 縮 空氣： 壓力P = 0.5Mpa 0.7 Mpa，風(fēng)量Q = 0.8 m3 / min 1.0 m3 / min； 漿液： 壓力P = 0.5Mpa 0.7 Mpa；漿液比重 1.65 1.67。 提升速度： 15 cm / min 20 cm / min。 旋轉(zhuǎn)速度： 1

7、6 r / min 。(3) 施工工藝 流程圖 (見圖3) 施工順序a . 定位放線按設(shè)計(jì)要求放線定孔位，反復(fù)量測(cè)孔距，誤差不大于5cm，并準(zhǔn)確測(cè)量孔口地面高程。應(yīng)經(jīng)甲方、設(shè)計(jì)、監(jiān)理多方核驗(yàn)認(rèn)可。b . 鉆 孔 采用XXY-100型鉆機(jī)鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁。鉆進(jìn)過程中，須隨時(shí)注意觀察鉆機(jī)的工作情況，鉆孔垂直度偏差控制在0.5 % 范圍內(nèi)。c . 下噴射管將高噴臺(tái)車移至孔口，先進(jìn)行地面試噴以調(diào)整噴射壓力。為防止水嘴和氣嘴堵塞，下管前可用膠布包扎。下噴射管至設(shè)計(jì)噴射深度。d . 制 漿按設(shè)計(jì)要求制備漿液，并準(zhǔn)確測(cè)量漿液比重。高噴灌漿采用PO 32.5普通硅酸鹽水泥。根據(jù)地層條件，可以利用回漿與水泥料混合

8、拌制水泥漿液，根據(jù)灰漿漿液比重適當(dāng)調(diào)整水泥加入量。漿液比重 控制在1.651.67。e . 噴射提升噴射管下至設(shè)計(jì)深度，開始送入符合要求的水、氣、漿。待漿液冒出孔口后，即按設(shè)計(jì)的提升速度、旋轉(zhuǎn)速度，自下而上開始噴射、旋轉(zhuǎn)、提升，到設(shè)計(jì)的終噴高度停噴，并提出噴射管。f . 回 灌噴射灌漿結(jié)束后，應(yīng)利用水泥漿進(jìn)行回灌 ，直到孔內(nèi)漿液面不下沉為止。g . 沖 洗噴射結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將管道沖洗干凈，以防堵塞。(4) 高壓旋噴擋土防滲樁墻注漿孔位布置(見圖4)(5) 特殊情況處理孔口不返漿時(shí)，查明原因停止提升噴射管，通過停噴、靜噴、或加大漿液稠度，多次反復(fù)直至返漿。因停電、機(jī)械事故而停噴繼續(xù)開噴時(shí)，應(yīng)將噴

9、射管下插50 cm，以保證樁墻的連續(xù)性。(6) 完成工作量施工期間，實(shí)施兩機(jī)組同時(shí)作業(yè)。其中，1#機(jī)組成樁299根，2#機(jī)組成樁339根，總成樁638根。累計(jì)完成旋噴樁5104延米，上部引孔空鉆孔累計(jì)4083延米。水泥用量為1914 t，泥漿外運(yùn)9856 m3。3 . 3 工程質(zhì)量評(píng)述將先期施作的旋噴樁頂作至地表，作為質(zhì)量檢查試驗(yàn)樁。從開挖情況看，旋噴樁樁徑為600 mm 700mm。兩排旋噴樁構(gòu)成的擋土止水墻厚為950 mm 1050 mm。由于墻身為水泥與土混合的固結(jié)體，其強(qiáng)度和密實(shí)性比原土有較大提高，能滿足擋土防滲保護(hù)建（構(gòu)）筑物的要求。4 二重管無收縮漿液注漿加固設(shè)計(jì)和施工4 . 1

10、設(shè) 計(jì)(1) 拱形門頭基礎(chǔ)地基加固及基礎(chǔ)頂升(見圖片1)拱形門頭基礎(chǔ)地基加固范圍為：南、北兩側(cè)上頂寬4.3 m ，下底寬6.5m ，深6.5 m，長(zhǎng)13.0 m。東側(cè)上頂寬1.5 m，下底寬3.5 m ，深4.5 m，長(zhǎng)24.7 m，見圖5、圖6 ?；A(chǔ)頂升允許傾斜度3 ，區(qū)間隧道開挖貫通時(shí)，基礎(chǔ)沉降控制在5 mm以內(nèi)。(2) 空調(diào)冷卻塔基礎(chǔ)地基加固和頂升(見圖片2)空調(diào)冷卻塔基礎(chǔ)地基加固范圍為：每側(cè)寬出基礎(chǔ)邊線0.5 m，即寬5.7 m，長(zhǎng)33.5 m，深3.5 m，見圖7。加固后的地基應(yīng)滿足地下區(qū)間隧道開挖通過時(shí)，變形控制在規(guī)范允許范圍。4 . 2 施工工藝的選擇該工程主要以改變土層的密實(shí)

11、度、滲透性及抗壓強(qiáng)度為目的，使基礎(chǔ)下土層增加粘結(jié)性及抗壓強(qiáng)度，從而穩(wěn)固地基和基礎(chǔ)，保護(hù)建（構(gòu)）筑物。同時(shí)，采用二重管無收縮雙液垂直與傾斜回抽注漿相結(jié)合的施工工藝，通過注漿方向、注漿壓力、注漿量的控制，實(shí)施動(dòng)態(tài)注漿，即根據(jù)建（構(gòu)）筑物不均勻下沉的具體情況和區(qū)間隧道開挖時(shí)建（構(gòu)）筑物的地基變形情況，調(diào)整注漿參數(shù)，達(dá)到頂升已沉降的基礎(chǔ)，控制其沉降量及沉降差的目的。該工藝采用兩種漿液（A液和B或C液），漿液無收縮，對(duì)土層有較強(qiáng)的滲透作用和固結(jié)作用。施作時(shí)采用電子監(jiān)控手段，可根據(jù)需要定壓、定向、定量施作，亦可以調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。經(jīng)過幾年的工程實(shí)踐，積累了成功的施工經(jīng)驗(yàn)。目前，此工藝已成為先進(jìn)的、成熟的工藝。4 . 3 施 工 (1) 施工主要設(shè)備該工程施工共投入六臺(tái)套注漿設(shè)備，主要機(jī)械設(shè)備見表2。(2) 注漿材料注漿材料特性：對(duì)地下水而言，不易溶解；對(duì)不同地層，凝結(jié)時(shí)間可調(diào)節(jié)；對(duì)含砂層能控制滲透距離。 注漿材料配比： A 液：水 : 水玻璃 = 0.65 : 1C 液：水 :水 泥 : H劑 : C劑 = 1 : 0.44 : 0.0168 : 0.0032(3) 注漿加固施工工序鉆注漿孔 注入漿液 每一注漿孔完成后、拔出注漿管、封堵注漿孔 進(jìn)入下一注漿孔施工。(4) 注漿壓力綜合考慮注漿目的和結(jié)構(gòu)所能承受的壓力，施工時(shí)注漿壓力一般控制在0.3 Mpa 0.6 M