解宏博

中铁六局 山西 太原 030000

正文：

1.工程概况

阳安增建二线K339+652(6+8+8+6)m箱形桥地基从上往下为膨胀土、砂砾土、细圆砾土、粗圆砾土，基坑坑底设计高度在水位线以下约1.5m位于砂砾土之上，基坑底总面积540平米，基坑开挖深度为4m。本工程紧邻既有线路基且施工场地受限，基坑不能按照规范要求放坡和降水，因此，为保证既有路基的稳定性以及基坑内人员作业的安全考虑，基坑止水效果及坑壁支护成为本工程施工的关键环节。

2.基坑止水及支护方案

根据现场条件，需要达到以下几个方面的目的，①形成止水帷幕，隔断地下水的渗流，起到止水作用，②防止基坑底部砂砾土管涌和坑壁坍塌，③对相邻既有路基边坡坡脚的防护，④场地限制坑壁坡率受限，坑壁四周的补强等。考虑基坑挖深4m，基坑开挖面受场地制约，靠近既有线侧边坡外侧坑壁可放坡至1：0.5。经测算，利用高压旋喷桩施工周期短、占地小，扰动小，易施工的特性，并且还能起到止水及支护的双重作用，计划在基坑四周布设一排直径0.6m间距0.35m的高压旋喷桩止水帷幕。旋喷桩桩长6m，深入坑底以下3m。旋喷桩间搭接厚度不小于20cm，垂直度偏差不大于1/200，桩位偏差不得大于5cm。旋喷桩施工完毕，待达到相应强度后再开挖基坑，并在坑底立即采用30cm厚C30混凝土封底，与旋喷桩帷幕形成一套整体的防水隔离系统。

旋喷桩施工，采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，根据现场地质情况确定灰浆配比为1：1，提升速度20cm/min。

3.高压旋喷桩单管法施工工艺

高压旋喷桩分为单管，双管和三重管，本工程采用单管法施工。

3.1 测量布设桩位

首先采用全站仪放出桩位轴线，在施工轴线上用钢尺按照设计桩间距布设桩孔位置，用小木桩做好标记并编写桩号。水、边插管，水压力一般不超过14MPa。

旋喷管插入预定深度后，自下而上进行喷射作业，施工过程中技术人员检查浆液初凝时间（正常时水灰比1：1初凝时间为2小时左右）、注浆流量、压力、旋挖提升速度等参数并做记录。

3.2 钻孔

移动钻机至指定桩位，钻机钻杆对准孔位桩，利用水平尺及及靠尺测量钻机水平及钻杆垂直度，确保孔位斜率不大于1%。现场每3m进尺测量一次孔斜率。孔位偏差不大于5cm。钻孔前，进行低压射水试验，检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。将喷管插入地层预定的深度。在钻孔插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射

3.3 浆液配制

钻机移位时，即开始按要求配合比拌制水泥浆。高压旋喷桩的浆液，采用采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液控制为水灰比1∶1。灰浆搅拌控制在10-20分钟，浆液在灰浆拌合机中要不断搅拌，直至喷浆前。

3.4 喷射注浆

在插入旋喷管前检查泥浆泵和管路连接情况，设备的压力和排量满足施工要求。

旋喷作业严格控制各项参数，并随时做好旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等记录。

喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停。喷射时，注浆压力增加到设计值20-40MPa，坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转。水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边提升注浆管，提升速度为250mm/min至桩顶1m时，放慢搅拌速度和提升速度，水泥用量每延米200kg-250kg。

4.高压旋喷桩止水及支护效果

现场基坑开挖完毕，C30混凝土封底完成后，观测止水效果及成桩情况，桩体在膨胀土层中成桩相对较好，但桩体直径较设计偏小，有毛细渗水。在通过砂砾层使成桩效果较差，桩体固结强度低。止水效果方面桩间靠近砂砾层有渗水，基坑四周坑底有渗水。

基坑开挖按照1：0.5放坡，观测坑壁无裂纹，既有路基边坡观测未出现位移及沉降，防护效果良好。

5.原因分析

5.1 高压旋喷桩在通过膨胀土层

由于膨胀土遇水膨胀，失水时体积收缩的特性，旋喷桩施工时土体遇水膨胀导致桩体较设计桩径偏小，基坑开挖后桩体悬空侧空置导致土体水分流失，体积收缩，土体与桩之间不密贴形成导水缝隙。

5.2 桩体通过砂砾层

5.2.1 由于砂砾层孔隙较发育，灰浆喷射进入砂砾层中易扩散造成有效桩径范围灰浆不足，与周围砂砾固结效果差；

5.2.2 通过土层和砂砾层地质变化时喷浆量和提升速度调节不及时不准确，造成灰浆在不同地质环境下的成桩效果不同。

5.2.3 在旋喷通过砂砾层时，浆液扩散较快，未能及时调整浆液比例，或加入一定量的外加剂加速灰浆的凝结时间，减小灰浆在砂砾层中的扩散范围。

5.2.4 现场采用单管旋喷施工，桩径的选择偏小，水泥延米用量偏小，在砂砾层中，根据现场情况，宜选用80-100cm桩径，采用二重管旋喷施工。

5.2.5 现场选用旋喷桩排数较少，宜为两排，且与另一排桩搭接交错布置。

5.2.6 施工过程桩位布置卡控不到位，垂直度卡控不严。

5.2.7 桩长较短，没有穿过地下水发育的砂砾渗水层，形成有效的桩体防水墙。

6.渗漏处理及施工注意事项

6.1 渗漏处理

针对现场基坑渗水大小，渗水部位的不同，采取坑壁四周挂网喷浆。在坑底四周膨胀土与砂砾土地质变化处，先在坑壁及坑底拐角渗水较大处，铺设一层防水土工膜固定将渗水隔离，再进行挂网喷浆。

6.2 旋喷止水桩施工注意事项

6.2.1 设计桩径为成桩桩径要求，在施工过程中，为达到成桩后设计桩径尺寸，根据施工过程具体注浆情况，可通过调整注浆压力或减慢提升速度的方式有意加大喷浆半径，保证施工后成桩桩径达到设计桩径要求。

6.2.2 根据地质分布情况选择合理的桩径、桩长、桩间搭接厚度以及桩位布置尤为重要，充分考虑现场施工影响桩帷幕止水效果的各类因素，提前在选择桩的桩径、桩长、桩间搭接厚度以及桩位布置环节尽量减少后期施工不良因素的影响。

6.2.3 钻孔施工：现场钻机和桩位在开钻前必须重新复核，钻进过程随时测量调整钻机垂直度，保证钻入孔底后桩位的准确。作为止水帷幕桩，孔斜率和桩位偏差直接影响桩体的搭接厚度以及后期的止水效果。钻进过程详细记录地层分布情况，为后续喷浆作业提供有效地质数据。钻孔施工时，发现异常情况时应要求施工单位立即停钻，分析原因在进行施工。

6.2.4 制浆：制浆时严格把控浆液施工配合比，观测喷浆时各类数据变化情况。根据地质变化不同随时调整配比及喷浆压力，提升速度等数据，保证浆液通过各类土层后的成桩效果。孔隙发育的砂砾层，砂卵层可能造成浆液的流失，施工时可加入早强剂缩短水泥凝结时间或掺入泥浆封堵缝隙或间隔喷浆时间等措施来减小浆液的流失。作为

6.2.5 注浆过程中，暂停作业时，再次喷浆时，桩体连接处1m范围重新喷浆，避免发生桩体有断层。注浆完毕，桩顶浆液如有下沉及时补浆。

7.结束语

通过本案例高水位深基坑开挖高压旋喷桩止水帷幕及支护的施工情况得出结论：

高压旋喷桩施工方便，快捷，对周围构筑物稳定影响小。占地小，桩位布置灵活多变，根据现场实际施工情况可调整空间较大。

适合各类土质地基，砂砾地基坑壁无法按照设计放坡的有地下水深基坑止水帷幕及坑壁支护，桩位布置调节灵活。通过调节水泥浆配比以及加入外加剂的方式提高成桩效果。

针对不同地层地质情况及地质特性选择不同的桩径。桩体下穿不同地层时，桩径宜选择所需较大桩径地层的桩径，提高成桩及止水效果。

可与其他施工措施配合提高隔水效果，如混凝土封底、坑壁喷浆以及土钉墙等。