灌注桩、高压旋喷桩结合形成止水帷幕的施工应用

灌注桩、高压旋喷桩结合形成止水帷幕的施工应用
摘要:根据钢筋砼桩及高压旋喷桩的材料特性，两者有效结合形成止水帷幕,起到了止水和基坑支护的双重作用，阐述了高压旋喷桩的施工方案确定和施工工艺流程。

关键词:灌注桩高压旋喷桩结合形成止水帷幕施工应用
引言
钢筋砼灌注桩与高压旋喷桩是两种截然不同的施工工艺，都可以用于地基处理，同时也可进行既有建筑和新建建筑的地基加固，各有施工针对性和适用性。

利用这两种施工方法的材料特性，两者结合起来形成止水帷幕，可以达到防水、止水和支护的目的。

1 背景简介
某单位拟在原旧城墙底建造一幢十二层高的住宅楼，原旧城墙上下部高差达8米，为防止住宅楼施工影响老城墙的稳定，出现安全事故，该单位前期对旧城墙进行了加固处理，并在其根部设置了钢筋砼灌注桩，桩顶上部设冠梁，与灌注桩抗桩共同作用，用以抵抗住宅楼基础挖土及降水过程中旧城墙根部产生的角位移。

旧城墙下原为护城河，年久由于周围居民的生活垃圾填埋，形成了目前的平地，但仍为周围居民生活排泄污水的地下暗道，挖掘1.5米左右即可见水，地下水位较高，施工前必须进行降水。

为保证降水过程中旧城墙由于地下水位变化较快产生失衡，危及上部民房及旧城墙安全，必须在住宅楼周围设置止水帷幕，最小限度地减少降水对旧城墙带来的危害。

2 现状分析
受建设场地狭小的局限性，为充分利用现有场地，住宅楼距离钢筋砼灌注桩越小越经济。

由于场地内地下水位较高，施工前必须进行降水，为防止降水影响到周围建筑物和旧城墙的安全，必须在住宅楼的四周形成封闭的止水帷幕。

由于钢筋砼灌注桩紧挨旧城墙根部，止水帷幕只能设在灌注桩与住宅楼基础之间，而要保证住宅楼的面积及经济性，就要尽量缩小三者之间的距离，如何缩小三者之间的距离，是摆在施工技术人员面前的一道难题。

水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，由于改变了土的特性，土体特别致密，柔韧性高，具有适应性强，造价低廉，施工简便等特点。

利用两排或三排桩互相交叉咬合，不但能起支护桩的作用，而且止水效果明显，以往我们施工过的止水帷幕及周边地区采用的止水帷幕多是水泥土搅拌桩，但水泥土搅拌桩也有一项致命的弱点，就是桩机需要的工作面较大，最小不得少于1500mm，用在开阔的场地较适宜，但明显不适用于本工程。

所以只能在灌注桩上想办法进行解决。

钢筋砼灌注桩直径∮800mm，深11m，间距1400 mm，采用C25商品砼浇筑而成。

上部设冠梁，冠梁高400mm ，宽800mm，在灌注桩上布设，灌注桩主筋插入冠梁内，冠梁与灌注桩形成整体，将所有桩连接，共同受力，抵抗变形。

钢筋砼本身具有一定的自防水功能，灌注桩采用商品砼，商品砼的流动性大，自密性强，防水效果要好于现场搅拌的砼，而且砼直径达到800mm，能起到一定的防水、止水作用，主要的问题是如何解决桩间600mm范围内的防水问题？
3 施工方案确定及实施
高压喷射注浆法可用于土层加固或防水，适宜淤泥、流塑、软塑和素填土、碎石土等多种土质。

由于高压喷射注浆使用的压力大，因而喷射流的能量大、速度快，当它连续和集中作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的碎石土，均有巨大的冲击和搅动作用，使注入的浆液和土拌合凝固为新的固结体。

形成的新的固结体就是高压旋喷桩，它呈柱状，强度高，内部细腻密实。

本工程地下水位较高，场地均由杂填土等组成，在灌注桩之间利用高压喷射注浆法使灌注桩之间的土体形成高压旋喷桩，与灌注桩连为一体，形成封闭的止水帷幕，两者共同作用，可以达到基坑支护和止水的双重功效。

选定将钢筋砼灌注桩和高压旋喷桩两者结合起来作为止水帷幕，能够满足场地最大化和施工安全的需要，具有可行性和可操作性。

在灌注桩之间用高压喷射注浆法将土体形成高压旋喷桩，具体步骤如下：
3.1 用小挖掘机在冠梁的外侧挖出一条濠沟，挖出冠梁及下部的灌注桩，能明确找出灌注桩的位置即可。

3.2 找出两灌注桩之间的中心点，在冠梁顶部中心线上做出标识，并用红油漆进行编号。

3.3 在冠梁顶部的钻孔标识处用∮80的水钻钻眼打通冠梁进入土体。

3.4 高压喷射注浆采用隔两孔注浆的方法进行，先将紧邻的左右两孔进行封堵，再将钻机进行就位、对中，将钻杆插入钻好的孔中，钻至设计标高时停止。

3.5 调好压力，开动注浆泵，逐步均匀地向上提升钻杆，通过冲击和搅动作用，使水泥浆和土体充分搅合，在灌注桩之间形成土与水泥的固结体（高压旋喷桩）。

3.6 间隔移至下一钻眼孔位，钻孔注浆形成高压旋喷桩，与钢筋砼灌注桩共同形成止水帷幕。

4 高压旋喷桩施工工艺
4.1 钻机就位，调试完毕后，接通电源开动移架电机按钮，移动钻机到达指定桩位并对中，要求钻机安放平稳，桩位误差＜50mm，
垂直度≤1.5%。

4.2 浆液配制，水泥进场要按照比例进行复检，水灰比1：1，水泥浆搅拌时间不少于3min。

4.3 钻机钻进到设计标高，检查高压设备和管路系统，待泵压正常后开始注浆提升。

4.4 注浆中需拆卸注浆管时，应先停止提升和回转，同时停止注浆，拆卸完毕继续喷射注浆时，注浆的孔段要与前段搭接不少于100mm。

4.5 注浆到冠梁底部迅速拔出注浆管，用清水清洗管路。

4.6 桩机移至下一桩位。

5 结语
高压旋喷注浆的作用直径可以达到800mm，灌注桩之间的土体有600mm，高压旋喷注浆每米注浆量为180~200Kg，可以完全将灌注桩之间的土体进行填充封堵。

从挖出的槽壁观察，也证明了这一点，挖出的旋喷桩和灌注桩身结合紧密，旋喷桩将水泥和土融为一体，表皮呈水泥灰色，与周边的土体颜色完全不一样，表面致密，呈圆弧形状，用錾子或洋镐在旋喷桩上錾击时，不易撬动桩身，施工过程中槽壁上仅有几处洇湿，未发现有水流不断流出的现象，实践证明，钢筋砼灌注桩与高压旋喷桩结合形成止水帷幕，不仅有很好的止水作用，而且利用钢筋砼灌注桩的支护特性，还可起到基坑的支撑作用，但造价要稍高，在场地限制的情况下，仍是一种比较适合的施工方法。

作者简介: 杜爱民(1970-),男,工程师,山西省第三建筑工程公司,山西长治 046011
参考文献：[1]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)。