高层建筑深基坑高压旋喷桩施工关键技术

高层建筑深基坑高压旋喷桩施工关键技术

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摘要:高压旋喷桩是一种较为常用的桩基形式,具有施工占地少、噪音小、适用范围广等优点。本文结合工程实例,对高压旋喷桩施工工艺进行了介绍,并详细介绍了高层建筑深基坑高压旋喷桩施工的关键技术,为类似工程施工提供参考。

关键词:高层建筑;深基坑;高压旋喷桩

0引言

改革开放以来,我国城市建设取得了迅猛的发展,高层建筑在城市建设中的施工也日益增加,并逐渐成为了城市建筑的主要形式。在高层建筑施工中,其深基坑施工技术水平的高低直接关系到工程的整体施工质量及安全,而高压旋喷桩作为一种振动小、噪音低、经济效益良好的施工技术,在深基坑工程施工中应用较为广泛。

1工程概况

某深基坑开挖深度一般为-17.6~-20.5m,基坑工程主要采用顺作法施工。属软土地区,水文地质条件较差,土层具有高压缩、高含水率、低渗透性等特点,该位置土质主要以粘土、粉质粘土、粉土、粉砂为主,根据地质勘查报告,工程所在地地下44m以上区域大致可以分为三个水文地质岩组,分别为2个承压含水层和1个潜水含水层。地基土的土层信息如表1所示,其中,KV为垂直渗透系数;KH为水平渗透系数。

为了增强基坑围护结构的抗渗性,本工程基坑围护结构的地下连续墙槽段接缝处主要采用高压旋喷桩进行防渗处理;主楼周边区域的8b层承压水层采用双排高压旋喷桩作为止水帷幕,在主楼深基坑周边设计高压旋喷桩坝体,基底同样采用高压旋喷桩进行封底,对基底起到加固作用;在工程厂区的东南角区域,为了避免对原有建筑物的基础产生过大的影响,围护结构采用双排高压旋喷桩与钻孔灌注桩相结合的临时结构。部分高压旋喷桩布置图如图1所示。

2高压旋喷桩施工工艺

2.1工艺原理及技术要求

高压旋喷桩是由钻机将带有特质喷嘴的注浆管按照设计要求钻进到指定位置,然后浆液通过喷嘴在20~30MPa的高压下冲击破坏土体,该方法被称为高压喷射注浆法。然后,钻机的钻杆以一定的速度(15~25cm/min)缓慢提升,土颗粒和注射浆液强制混合在一起,当浆液凝固之后,原有的土层便成为具有一定强度的固结体,达到提升土体强度的目的。

2.2超高压喷注浆工艺流程

明确与完善超高压旋喷桩的施工流程和质量控制措施是保证施工质量的关键。合理的参数和施工工艺应当通过现场的工艺性试验来确定。施工流程图如图3所示。

2.3施工步骤

(1)定位。根据施工图纸,对不同桩型的孔位进行准确放样,对不同类型孔位做好标记。

(2)钻孔。搭设好钻机后,根据定位孔号先进行导孔施工。

(3)钻孔深度、直径等应满足设计要求,钻孔结束时应及时由现场技术人员进行签字确认。

(4)旋喷机在已成孔处定位,检查旋喷机的工作状态,通过向喷管通水,检查有无漏水、喷射压力是否满足施工要求,同时须检查高压泥浆泵是否能够正常工作。

(5)喷射注浆。先用胶带将喷嘴封住,将喷射管深入到设计孔深,到达设计标高后进行喷射注浆,喷射管注浆逐渐向上抬高。当出现下管困难的情况时,可先启动泥浆泵,使喷管带浆下管

(6)喷射施工完毕后,为了使管内机内不得残存水泥浆应把注浆管等机具设备冲洗干净。为了把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除,通常把浆液换成水,在地面上喷射。

(7)整个喷射施工过程中,高压喷射钻机系统的运行须按照一定的顺序进行:启动高压泥浆泵→喷管旋转数圈→停留在底部旋转1~2min→缓慢边旋转边提升→提升至预处理高度→高压泵喷射水泥浆液→循环以上过程→喷射结束,关闭高压泥浆泵,提出喷管至地面→向孔内注入回浆→清洗钻具,开始下一孔位。

(8)高压旋喷桩施工过程中,应以高压旋喷机为主线,其余设备紧密配合工作。

3施工关键技术及监测

3.1施工关键技术

3.1.1钻孔沉管困难,出现偏斜或冒浆

解决办法:①检查控制水泥浆液的配合比;②使用钎进行试探,遇到阻碍物时移除;③检查钻杆是否垂直,确保倾斜度满足规范要求;④采用侧口喷头,提高喷射能力,同时减小出浆口的所需孔径,喷射出的浆液应保证与实际量相差不大。

3.1.2高压机压力陡然升高

解决办法:①先进行卸载,检查是否出现堵嘴的情况,当堵嘴时,将钻杆提起,使用铜线进行梳理;②当遇到其它情况时,需拧开接头进行疏通。

3.1.3固结体强度分布不均匀,出现缩颈现象

解决办法:①分析出现的原因,根据地质条件选择合理的喷浆机具;②控制浆液水灰比,控制浆液的稠度;③控制好喷嘴喷射的速度、钻杆的提升速度、压力机的压力等;④在进行喷浆前要做好准备工作,进行压力试验,检查完毕后方可进行喷射;⑤喷射对喷嘴的要求高,应对喷嘴的各项指标进行严格把控;⑥对地质不良地段的高压旋喷桩进行旋转喷射或重复喷神,避免出现缩颈现象。

3.1.4固结体顶部下陷

解决办法:待高压旋喷桩施工完毕后,将固结体的上面浮浆部分凿去,再在固结体下陷的部分浇筑混凝土或再次进行注浆,或者在旋喷注浆完成之后,固体顶部的0.5~1.0m部分,在原来位置提升钻杆复喷一次加强。

3.2基坑施工实时监测

在实际施工过程中,应严格按照JGJ79-2012《建筑地基处理技术规范》等规范标准进行标准化施工,做好施工质量控制工作,对高压旋喷桩施工过程中支护结构和周围建筑物的变形进行监测,掌握深基坑周边的变形、变位情况,保证施工的安全进行。监测的主要内容包括基坑周边承压水的水位变形、开挖土体的倾斜情况等,部分监测点位的监测数据绘制成时间关系曲线,如图4所示。

在基坑施工过程中,开挖结束、顶板完成、支撑拆除三个施工工序对竖向基坑侧壁均产生不可忽略的影响。在基坑深度14.5m左右位置的水平位移量最大,最大值可达32mm,小于40mm的预警值,能够满足基坑开挖时的变形要求。由图4可知,基坑周边5个测点的水位在前9个月持续变化,之后水位的变化量趋于稳定,基本位于600mm的变化范围内。综上所述,对于地质条件较差的软土地基,高压旋喷桩止水帷幕和对基底的加固处理能够有效解决基坑抗渗性不足和基底强度小的问题,尤其对承压含水层的防治效果良好,同时,施工周期缩短,带来直观地经济效益。

4结语

综上所述,深基坑工程施工技术水平的高低直接影响到高层建筑的整体施工质量及性能。因此,在高层建筑深基坑工程施工中,施工人员要掌握施工关键技术要点,规范施工,同时还要加强对施工的监控和管理,从而确保工程施工的顺利进行,保障工程的施工效益。本工程采用高压旋喷桩施工技术,取得了良好的成效,具有一定的参考价值。

参考文献

[1]卵漂石地层深基坑高压旋喷桩止水帷幕施工工艺[J].鲁鸿福,王丽梅.探矿工程(岩土钻掘工程).2015(08).

[2]沿海深基坑工程高压旋喷桩施工质量控制[J].周全.石家庄铁路职业技术学院学报.2015(02).

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