高压旋喷桩咬合支护灌注桩在基坑支护止水帷幕中的应用

【摘要】本文以济南市儿童医院病房楼工程基坑设计和施工情况为例，分析灌注桩+高压旋喷桩相结合的应用，通过设计方案和施工情况发现优点和问题，为基坑工程应用提供经验。

【关键词】基坑支护；高压旋喷桩；支护灌注桩；止水帷幕

1、前言

钻孔灌注桩由钢筋和混凝土组成，具有抗弯、抗压和防渗作用。特别是现在随着混凝土生产技术的提高，其防水性能也越来越好。高压旋喷桩是利用钻机先钻小孔径钻孔到达预定深度，再以高压旋转的喷嘴将气液混合物喷出，切割土体，将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，该水泥加固体具有一定的强度和不透水性能，有加固土体和止水效果。

充分利用钻孔灌注桩和高压旋喷桩的施工工艺特点和成桩后特性，将二者有机结合在一起形成一个整体，起到支护和止水帷幕的功效，达到优质、经济、高效和实用的目的。下面简单介绍济南市儿童医院病房楼基坑支护工程灌注桩+高压旋喷桩相结合应用的设计和施工情况。

2、设计方案、施工组织工艺及参数

2.1工程概况

工程周围有2层到5层的混合结构建筑物，天然基础，距离仅2.00～4.50m，且施工期间正常使用。基坑大致为矩形，开挖深度为9.80m。基坑面积约3000m2，周长约220m。工程所在地场地地层主要由第四系冲洪积成因的黄土状粉质粘土、碎石土及粘土组成。开挖范围内地层分布及各层土的物理力学指标取值见表：

地下水静止水位埋深3.70～4.10米。

支护灌注桩内侧与拟建楼房承台边间距仅为0.3m，给支护体系预留的设计面和施工面极小。

2.2设计方案简述

采用排桩+锚索支护体系，桩径800mm，桩长15.8～16.8m，桩间距1.5m，设置3道锚索，一桩一锚，相邻排桩之间设置两根高喷桩，桩径750mm，桩长15.3m，高喷桩固结体搭接宽度以及高喷桩与排桩咬合宽度不小于250mm。高喷桩水泥浆液的水灰比1.0。水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量为土天然重度的28%，当土层中地下水流速较大时，宜掺加外加剂提高固结体的稳定性与固结性。施工前，高喷桩应进行成桩试验，工艺性试桩数量不应少于3根，通过成桩试验确定注浆流量、下沉和提升速度、注浆压力等技术参数，必要时根据试桩参数调整水泥浆的配合比，并如实做好各项记录。支护桩顶设计冠梁将桩连接起来。

2.3施工方案简述

施工顺序：先施工支护桩再施工高压旋喷桩。采用旋挖钻机成孔水下灌注工艺施工支护桩，支护桩混凝土达到设计强度的50%后再施工高压旋喷桩。

采用GPS-500型三管高喷钻机施工高压旋喷桩止水帷幕，施工分两序进行，即隔一打一，一序孔按顺时针施工，二序孔按逆时针施工，且间隔时间不小于48小时。

先施工高压旋喷桩引孔，将钻机移到待钻孔位，找平并垫稳机身，确保立轴铅垂，對正桩中心误差不大于20mm。钻头采用φ108mm硬质合金钻头，孔径110mm，严格控制钻孔进尺，在不同地层，不同深度灵活调整钻机档位和液压压力，保证机身平稳进尺。每孔终孔后，用砂袋将孔口封堵，防止掉入孔内异物。

高喷施工：搅拌好水泥浆，水灰比为0.6～1.0，浆液不得离析。喷射孔与高压注浆泵的距离不能大于50m，经地面试喷，压缩气等各项参数经调试达到设计要求后方可下喷射管。喷射管下到设计深度，方可开喷。严格控制提升速度和旋转角度，每米水泥用量不少于250kg。

高压旋喷止水帷幕施工工艺参数见下表。

高压旋喷施工工艺参数一览表

锚索采用履带式锚杆钻机施工成孔、人工下入锚索、注浆、张拉、锁定的施工工艺（本文不再详述）。

3、基坑设计施工注意事项

对施工组织和施工质量要求高，必须精心组织，合理安排施工设备和每一道工序施工时间，必须保证每一道工序、工艺达到设计要求。

支护桩内侧与拟建设楼房承台边间距仅为0.3m，要求支护桩垂直度偏差较小，否则影响基坑底部承台施工。

施工高压旋喷桩时，钻机就位、垂直度要准确垂直，符合要求；高压旋喷止水帷幕施工工艺参数要达标，特别是水压力、提升速度和转动速度要符合要求，否则影响成桩效果，不能和支护灌注桩形成紧密结合。

结语：

本基坑风险系数高，整个设计支护体系结构相对简单，场地小，周围操作空间小，要求支护截面占地小。止水帷幕采用支护灌注桩和高压旋喷桩相结合，既利用地层土较好适于采用高压旋喷桩做止水帷幕的特点，又利用了灌注桩可以止水的特点，满足了支护截面占地小得要求。灌注桩桩间距1.50m，间距较大，灌注桩之间多用高压旋喷桩，减少支护桩的工程量，降低了工程造价。

本工程已竣工并投入使用，从开挖后的使用情况来看，达到了很好的效果。

作者简介：

鹿羽，山东正元建设工程有限责任公司。