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摘要：结合广西某工程基坑支护项目，对基坑支护中长螺旋钻孔压灌桩结合高压旋喷桩止水施工技术进行了介绍，其中重点叙述了施工操作要点、质量控制措施。该项目采用长螺旋钻孔压灌桩结合高压旋喷桩止水施工技术完成了的基坑支护及止水结构施工任务，整个过程施工效率高、桩身质量好、止水效果佳、施工噪音小、振动小、排污易控、操作简单，综合费用低，保证了质量和施工进度，可供相关工程参考。
关键词：长螺旋、钻孔压灌桩桩、高压旋喷、止水、施工技术
引言
基坑支护中长螺旋钻孔压灌桩结合高压旋喷桩止水施工技术，是在支护桩桩端无入岩且须止水的基坑支护中，将高压旋喷桩搭接支护桩，可有效阻断外界水源进入基坑内部，起到了支护和止水的双重作用。从工程应用表明，在支护桩桩径≤1.00m，桩端无入岩且须止水的基坑支护中采用长螺旋钻孔压灌桩结合高压旋喷桩止水施工技术，具有较好的社会效益、经济效益和环境效益。
一、工程概况
广西某基坑支护工程项目， 4栋高33层的住宅小区和3层的商业裙楼设三层地下室，基坑周长约503.6m，地下室基坑开挖深度约11.0m，对基坑影响较大的地下水主要为孔隙潜水，赋存在于第四系下部的粉砂及圆砾层中，且含水层厚度大，透水性强，水量丰富。本工程共施工338根支护桩（Φ1000@1500），平均桩长20.5m，高压旋喷桩共338根（Φ800@1500），平均桩长20.5m。
二、施工工艺原理
基坑支护中长螺旋钻孔压灌桩结合高压旋喷桩止水施工工法，是在支护桩桩端无入岩且须止水的基坑支护中，以长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩作为支护结构，以高压旋喷桩与支护桩相互搭接作为桩间止水帷幕，搭接一般为150mm～250mm，能同时发挥支护桩的支护作用和止水作用，结构形式见图1。
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图1 支护桩及止水桩搭接示意图
三、施工过程控制要点
（一）工艺流程
1、长螺旋钻孔压灌桩主要施工流程：测量放线→钻机就位→钻进至设计深度→灌注混凝土→清士提升钻杆→混凝土灌注至设计桩顶上0.5m→起吊钢筋笼、振动锤→启动振动锤、下插钢筋笼→钢筋笼插至设计标高→转移钻机施工下一条桩。
2、高压旋喷桩主要施工流程：测量放线→钻机就位→调整钻架角度→钻孔→插管→试喷→高压喷射注浆作业→喷射结束→拔 管→机具清理→桩机移位。
（二）长螺旋钻孔压灌桩施工操作要点
1、钻机定位后，进行预检，钻尖与桩位点对中，钻机启动前应将钻杆、钻尖内的土块、残留的混凝土等清理干净。
2、钻机成孔：钻进速度根据地层情况按成桩工艺试验确定的参数进行控制，下压钻头进入地面一定深度，保证钻杆垂直及桩位准确，然后开动钻机，钻进速度控制在2.5～3m/min，钻深达到设计要求深度时停钻。
3、钻机钻进过程中，不宜反转或提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口。
4、对于饱和粉细砂及软土层部位，宜采取跳打的方法，防止发生串孔。
5、达到设计桩底标高终孔验收后，进行压灌混凝土作业，首次泵送前或停工时间过长时，应先开机润管。
6、混凝土开始压灌时，提升钻杆300mm，使钻杆底部的活动门自动打开，开启混凝土泵，保持压力3MPa～4MPa，将混凝土通过管路、空心钻杆压灌到孔内，边泵送边缓慢上提钻杆，钻杆提升速度要与泵送速度相适应，应始终保持钻头在混凝土面1m以下，以防止缩径、断桩。钻头提到孔口时，应适当埋入一定深度，确保桩头部位超灌高度和桩径达到设计要求，待混凝土溢出时方可提出钻具。泵送混凝土速度宜控制在400L/min，钻机提升速度控制在3.2m/min。
7、冬季施工混凝土时，压灌混凝土的孔温度不应低于5℃，并采取有效的防冻施工方案。当气温高于30℃时，应在混凝土输送泵管上采取降温措施，混凝土试块留置应按有关规定执行。
8、钢筋笼制作：按设计要求的规格、尺寸制作钢筋笼，刚度应满足振插钢筋笼的要求，钢筋笼底部应有加强构造，保证振动力有效传递至钢筋笼底部。本工艺施工很快，每根桩用时在20min左右，因此钢筋笼需提前制作好备用。钢筋笼距底部200mm处开始收口，到底部末段直径收至100mm，并在端部主筋内侧焊接一根用12mm钢筋制作的直径约100mm的收口环，成型钢筋笼的端部锥度约60°。
9、桩身混凝土灌注完成后应立即进行钢筋笼插入作业，根据桩顶标高，算出钢筋笼的插放深度，在振捣器钢管上做好标记。
10、将振动用钢管在地面水平穿入钢筋笼内，并与振动装置可靠连接，钢筋笼顶部与振动装置应进行连接。钢筋笼吊装时，应采取措施，防止变形，安放时对准孔位，并保证垂直、居中。
11、在插入钢筋笼时，依靠钢筋笼与振动导管的自重平稳缓慢插入，当依靠自重不能继续插入时，开启振动装置，使钢筋笼下沉至设计深度，断开振动装置与钢筋笼的连接，缓慢连续振动拔出钢管。钢筋笼应连续下放，不宜停顿，下放时禁止采用直接脱钩的方法。在钢筋笼下沉不到位时应迅速将钢筋笼拔出，在桩体内砼初凝前重新长螺旋成孔，完成该桩钢筋笼插入与桩体材料压灌施工。
12、桩体达到70%设计强度以后，方可进行开槽及桩间土挖除等土方清理工作，并宜用小型、轻型土方机械施工。
13、压灌桩的充盈系数宜为1.0～1.2，实际浇筑混凝土量不应小于理论计算体积。
14、桩顶混凝土超灌高度不宜小于500mm，软土区不宜小于800mm。
（三）高压旋喷桩施工操作要点
1、钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
2、制备水泥浆。桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。
3、钻孔（三重管法）。当采用地质钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高（预钻孔孔径为15cm）。
4、插管（单重管法、二重管法）。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。三重管法钻机钻孔后，拔出钻杆，再插入旋喷管。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水。
5、提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工，在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。
6、桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
7、若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述4～6步骤重复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机），停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。
8、清洗。向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
9、移位。移动桩机进行下一根桩的施工。
10、补浆。喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
四、质量控制
（一） 质量控制标准
该技术涉及桩基工程施工，施工中必须认真执行相关国家规范标准，主要内容有：《建筑地基处理技术规范》（JGJ79）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330）及广西壮族自治区地方标准《长螺旋钻孔压灌桩技术规范》（DB45T1155）以及其他相关的现行规范规程等。
（二）质量控制措施
1、长螺旋钻孔压灌桩后插钢筋笼施工质量控制要点
（1）原材料：严禁使用不合格材料，钢管的等级、规格应符合设计要求，外观质量检查也须重视；注浆材料中普通硅酸盐水泥标号要符合设计要求，不得使用受潮或过期水泥，外加剂的品种和配比要严格控制。
（2）机械设备：注浆泵和搅拌机等设备须保证能满足工作需要，工作性能良好。
（3）人员：有良好的职业道德与施工技能，熟悉工艺流程。
（4）混凝土塌落度宜为180mm～220mm，过小不利于插放钢筋笼，过大容易离析。
（5）压灌桩的充盈系数宜为1.0～1.2，实际浇筑混凝土量不应小于理论计算体积。
（6）桩头保护长度（桩间土厚度）不宜小于500mm。
（7）必须连续施工，间断时间超过2小时，须有应急措施，泵送压力控制在5～7MPa。
（8）严格控制钻杆提升速度，必须与灌注混凝土速度协调一致，杜绝提升过快，造成断桩夹层。
2、高压旋喷桩施工质量控制要点
（1）正式开工前应认真作好试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。
（2）旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。
（3）钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，避免出现断桩。
（4）在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。
（5）制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
（6）在旋喷过程中，若遇到孤石或大漂石等障碍物，应先采取合理措施并征得工程各方同意（引孔、桩位移位等）再进行施工。
（7）与支护桩的咬合尺寸应符合设计要求。
五、结语
基坑支护中长螺旋钻孔压灌桩结合高压旋喷桩止水施工技术，机械化程度高，劳动强度低，施工质量和安全均有成熟的保障措施，场地利用率高，施工噪音小，文明施工、绿色施工均可在施工过程中体现出来，社会效益明显。施工材料普遍，使用设备简单，占地面积小，设备转运成本低。施工速度快，比旋挖钻孔灌注桩工期缩短约15%，费用降低约5%。该技术符合国家节能、环保的建筑发展方向要求，对行业的类似工程形成良好带动效果，可为基坑支护、止水选型提供新的参考。
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