刘 青 丽

(大同市永泰广场，山西 大同 037000)



旋喷桩和袖阀管注浆在桩基托换中的应用

刘 青 丽

(大同市永泰广场，山西 大同 037000)

以广州地铁下穿煤厂宿舍楼桩基托换加固工程为例，介绍了旋喷桩和袖阀管注浆加固机理，阐述了加固施工参数、所用机械及工艺流程，并对施工过程中整个建筑物进行了沉降监测，确保了加固工程的有效性。

桩基托换，旋喷桩，袖阀管，沉降监测

0 引言

近年来我国许多大中型城市开始规划建设城市地铁，有效的缓解了城市拥堵问题，极大的提高了城市现代化水平。然而由于城市原有建筑物密集，早期城市规划设计者没有考虑到后期地铁建设，使得地铁建设过程中不可避免的要穿越既有建筑物。所以需要对地铁穿越的既有建筑物及其周边影响范围采取有效的措施，使得地铁隧道的建设对既有建筑物的影响降到最低。

本文以广州地铁下穿煤厂宿舍楼为工程背景，分析高压旋喷桩加固和袖阀管注浆在既有建筑物桩基托换过程中的保护作用。注浆技术是改善地质条件的常用方法之一，它具有投资少、施工机械简单、工期短、操作人员少、效果明显、可在狭窄的施工场地施工的特点，因此在地铁隧道、市政工程、地下建筑、矿井工程中得到了广泛应用。由于本工程地质条件薄弱，且后期桩基托换施工过程中需要对原有建筑物室内室外进行开挖，开挖深度为4 m，施工降水深度至原有建筑物地表以下4.5 m，所以托换施工前需要对施工影响范围内桩基进行加固。因为该工程地处广州，地下水位较高，地下水系丰富且复杂，会给后期整个桩基托换施工带来困难和未知的风险。所以需要采用双排旋喷桩加固形式对整个施工范围边缘和后期冲击成桩区域进行双排旋喷加固形成止水帷幕。

1 旋喷桩加固概述

1.1 成桩原理

采用高压旋喷注浆加固首先用钻机钻到设计标高并取芯，然后将喷射管插入到钻孔底部，开始边喷射注浆边提升注浆管。喷嘴喷出的高压射流对土体起破坏作用,使喷射破坏范围内的土体由整体状态变为松散状态。在喷射流压力作用下，迫使被冲切下来的细小土粒向着喷嘴相反方向移动，然后随着多余的浆液被带回地面形成冒浆。剩余的土颗粒在离心力、重力、喷射压力作用下按照质量大小重新进行有规律的排列，最终与水泥浆液一同形成特殊的水泥—土骨架结构。高压旋喷桩的成桩机理可以通过高压喷射流与土体的五种作用来进行描述，分别是：1)切削破坏；2)混合搅拌；3)升扬置换；4)充填压密；5)渗透固结。

1.2 施工参数及施工机械的确定

依据施工经验，确定本工程采用P42.5级普通硅酸盐水泥作为注射浆液的双管高压旋喷注浆，施工中可根据具体需要加入适当的外加剂，具体用量通过参数确定，施工前进行工艺性试桩，根数不少于2根。根据相应的施工参数结合具体的地质条件最终确定相应的施工机械。

1.3 防渗加固范围的确定

旋喷固结体含有一定的气泡，会形成少部分空隙，但是这些空隙彼此分离，不会形成连通的渗透通道。同时，随着水泥水化反应的进行和水泥与土之间的物理化学的作用，使得土颗粒表面大孔隙逐渐被填充，所以旋喷桩的抗渗系数随着龄期的增长将逐步提高，一般能达到10-5cm/s～10-8cm/s。本工程施工过程将普通硅酸盐水泥中掺入2%～4%水玻璃，可明显提高固结体的防渗性能。

旋喷桩应用于堵水防渗工程时，孔位一般以双排或三排布置,且相邻孔距应小于1.732倍直径。实际工程中排距一般取直径的1.3倍～1.5倍,本工程孔间距取1.5倍直径，即450 mm。

1.4 施工监测

本工程根据GB 50497—2009建筑基坑工程监测技术规范和GB 5007—2011建筑地基基础设计规范的相关规定，沉降控制指标为:建筑物沉降差不大于0.002L，累计沉降量不大于50 mm，日沉降速率不大于0.1H/1 000(H为建筑物承重结构高度)。

2 工程实例

2.1 工程概况

本工程从11号盾构井南端引出约25 m后，左线下穿了鱼珠煤厂宿舍A7楼(939大院)。该宿舍楼为框架结构，地面7层，地面首层为商铺，2层～7层为居民住宅。区间下穿了15根桩，1 m影响范围内(含下穿)共有21根桩，9处承台。

2.2 工程地质情况

依据《广州地铁沿线岩土分层系统》，将沿线岩土层分为七大层，各层内有必要的再细分亚层。各岩土分层及其特征如表1所示。

表1 各岩土分层及其特征

2.3 施工参数及施工机械的确定

1)施工技术参数。根据本工程对防渗性能的要求，对注射浆液加入2%～4%水玻璃以提高旋喷桩的抗渗性能。施工前进行了2根工艺性试桩，确定了其他具体参数。详细施工参数如表2所示。

表2 施工参数

2)施工技术参数。根据高压旋喷施工所需要达到的技术参数，确定施工过程中使用的设备型号及数量。各设备主要性能及用途见表3。

表3 施工机械

2.4 防渗加固范围的确定

根据后期被托换的桩基位置及主梁制作位置，确定旋喷加固的范围，旋喷加固范围如图1所示。由于加固注浆过程和后期的施工过程可能导致加固区与未加固区桩基产生较大的沉降差，进而对建筑物上部产生影响。所以方案设计对处于建筑物内部未加固的桩基一侧使用袖阀管注浆进行加固，尽可能的减少由于旋喷桩加固施工给原有桩基带来的差异沉降，进而减少对上部结构的影响，袖阀管加固深度与旋喷桩加固深度一致，袖阀管布置间距1 m。

2.5 施工监测

本工程旋喷桩施工工期为2015年8月1日～2015年8月23日共23 d，在整个旋喷桩加固施工过程中，使用TS02型莱卡水准仪对旋喷桩和袖阀管注浆施工全过程中的既有建筑物的桩基和地表控制点沉降进行监测，监测控制点如图1所示，监测过程中如发现沉降异常情况及时分析原因并采取相应措施。地表及建筑物内外部沉降变化见图2～图4。

注浆加固过程中，A263在2015年8月9日出现突然增大的现象，1 d内上涨了10 mm，远远超出了3 mm/d的沉降报警值，导致该点上方一砖混结构出现较大的裂缝。依据特殊情况处理措施及时调整了施工的注浆顺序和施工速度后，该点的抬升值才慢慢下降回到了沉降允许范围。其他监测点在旋喷施工过程中出现了不同程度的沉降，但均在沉降监测允许范围，旋喷施工结束后，各点沉降区域稳定，整个施工过程未出现危害整个建筑物的沉降，证明了旋喷注浆和袖阀管注浆在该工程中的有效性。

3 结论与体会

本文以地铁下穿宿舍楼桩基托换加固工程为研究对象，分析了旋喷桩和袖阀管注浆加固机理并根据地质条件确定施工机械和施工参数，进而确定施工流程和施工过程中可能出现的常见问题及特殊情况，并据此确定处理措施。施工过程中对整个建筑物进行沉降监测，发现数据异常及时分析原因并采取相应措施。整个注浆加固过程中各个观测点出现了不同程度沉降变化，当沉降值出现异常后及时采取了相应措施使得沉降值稳定到沉降范围。

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Application of jet grouting pile and the sleeve valve tube grouting in the pile foundation underpinning

Liu Qingli

(YongtaiSquarefromDatong，Datong037000,China)

Taking the pile foundation underpinning reinforcement engineering of Guangzhou subway beneath coal yard dormitory building as an example, this paper introduced the jet grouting pile and sleeve valve pipe grouting reinforcement mechanism, elaborated the reinforcement construction parameters, mechanical and technological process, and made settlement monitoring to entire building in construction process, ensured the effectiveness of reinforcement engineering.

pile foundation underpinning, jet grouting pile, sleeve valve pipe, settlement monitoring

1009-6825(2017)07-0062-03

2016-12-25

刘青丽(1969- )，女，工程师

TU473.1

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