高压旋喷处理已塌孔钻孔桩二次成桩技术的应用

陈培新

【摘要】为了处理钻孔桩钻进过程中突发塌孔，经处理尽快二次成孔成桩，确保工期要求顺利进行下一道工序，自行改良孔内土层，成功二次成孔并浇筑成桩。

【关键词】地铁基坑围护桩；塌孔；二次成孔

1、概述

目前国内基坑围护结构设计大量使用钻孔桩+旋喷桩止水帷幕的形式，钻孔桩数量巨大，且排桩间距较小。在设计过程中碰到软弱地层或复杂地层时为了成桩会预先进行地层改良设计，但现场施工中还会碰到单根钻孔桩钻进过程中遇到塌孔的情况，特别是在地质预估不足没有提前进行地质改良的情况下更容易出现。由于围护结构桩于桩间距大部分介于15cm～30cm之间很容易影响到相邻两根桩，导致无法施工，延误工期。

2、工程概况

虎门商贸城站位于穗莞深城际铁路东莞虎门镇，围护结构设计采用直径1200mm钻孔桩+直径600mm旋喷桩止水帷幕，基坑深度平均约22m，钻孔桩平均深度约28m，桩间距为15cm。地质条件复杂，地层变化快，钻孔过程中泥浆稍有变化就会引发塌孔，一根桩塌孔后直接影响左右两边两根桩的施工，按照以往做法直接回填，回填后等待其他桩施工完成后再施工塌孔桩，这样费时较长并且基坑不能及时形成封闭，影响后续工序进行。

3、塌孔过程处理

塌孔发生后首先确定塌孔地层和塌孔深度，对照施工地质图确定塌孔地层厚度，然后继续钻进直至穿透不良地层。通过钻孔钻上来的土样确定已经到达稳定土层后继续钻进1～2米，然后取粘性较好的土方进行回填，直至填平至地面，回填过程中注意浆液回收。回填完成后让回填土自由沉降24小时，此时进口回填土会沉降1米左右，然后把沉降部分继续回填。

4、高压旋喷塌孔桩内地层改良

4.1 理论基础

旋喷桩的科学原理是利用钻机将预先配置好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成柱状固结体。高压旋喷桩机的科学工作原理决定了旋喷桩有一个特性就是在不同的土层采用同样的压力所成桩的直径是不同的，简单说在压力不变的情况下土层越密实液流切削土体所需要的能量就越大，成桩半径越小，土层越松散切削土体所需能量就越小，成桩半径就越大。本文所论述的二次钻进成孔技术就基于这个特性。

4.2 施工实施

在虎门商贸成钻孔桩施工第一次实施此种技术，虎门商贸城站围护结构采用典型的排桩结构，桩于桩间距为15cm，在施工过程中遇到明显塌孔，经后来统计4米左右的高度上塌方量大约10立方，直接后果导致本根桩无法成桩，而且导致相邻两根桩无法施工，对后续施工极为不利。如下图所示：

图4-1 塌孔桩于相邻桩相互影响示意图

塌孔发生后按照第三3章节所述进行处理。

4.2.1 旋喷桩桩位选择

桩位选择及压力选择对能否二次成孔非常关键，虎门商贸城围护桩直径为1.2米，桩位选择如下图所示：

压力选择最大化，这样成桩半径也是最大，具体参数如下表所示：

压力 转速 提升速度 水灰比 预计成桩半径

>28MPa 16r/min 12～16cm/min 1：1水泥漿 >800mm

5、旋挖机二次钻孔

第一步 旋喷桩施工完成后等待三天，旋喷桩固结部分会形成如图所示固结体

第二步 在原桩位放点，旋挖机就位，按照旋挖机操作规范进行施工，唯一不同在于钻进过程中钻头给于固结体压力要小，利用钻头的钻齿的切削作用慢慢穿越固结体，如果钻头给予土层压力过大很可能导致固结体被压碎，导致达不到预期效果。二次成孔效果示意图

第三步，灌注混凝土。

6、效果检验

此种方法在虎门商贸城站共实施过两次，通过观察灌注混凝土量发现和设计量一致，说明没有超挖，也没有再次塌孔。在基坑开挖过程中发现桩体完整圆滑，没有发现鼓包现象，效果非常理想。

结 语

本方法简单灵便，投入少，容易操作，效果好，保证了工期。

参考文献

[1]虎门商贸城站地质图

[2]相关施工技术规范