高压喷射注浆技术在广州地铁施工中的应用.pdf

2 8 Ch i n a Ha r b o u r En g i n e e r i n g N o ．3 J u n ． ，2 0 0 1 高压喷射注浆技术在广州地铁施工中的应用 方 丘 洚 中港第四航务 工程 局二公 司 ，广东 广州 5 ] 0 3 0 0 摘要 本文介绍 了高压喷射注浆技术在广卅 l 地铁施工中的应用 。通过精心设计与施工 ，取得了良好 的效果 ，保 证了地铁工 程施工的顺 利进行 。 美键词 高压 喷射注 浆；施工 ；应用 中囤分类号 TV5 4 4 ． 9 2 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 3 6 8 8 2 0 0 1 0 3 0 0 2 8 0 3 Us e o f Hi g h P r e s s u r e J e t Gr o u t i n g Te c h n i q u e i n Co n s t r u c t i o n o f Gu a ng z ho u S ub wa y FANG Qi u j i a n g CHEC Gu a n g z h o u P o r t Co n s t r u c t i o n Co r p o r a t i o n，Gu a n g z h o u 5 1 0 3 0 0，Ch i n a Ab s t r a c t Th e p a p e r p r e s e n t s t h e u s e o f t h e t e c h n i q u e o f h i g h p r e s s u r e j e t g r o u t i n g i n t h e c o n s t r u c t i o n o f Gu a n g z h o u S u b wa y W 1 t h me t i c u l o u s n e s s i n d e s i g n s a n d C O n S t r o c t i o n． t he t e c h n i q u e p r o d u c e d s a t i s f a c t o r y r e s u l t s ， t h u s e n s u r i n g t h e s mo o t h p r o g r e s s o f t h e c o n s t r u c t i o n o f Gu a n g z h o u S u b wa y ． Ke y wo rd s hi g h pr e s s u r e】 et gr o ut i ng； c ons t r uc t i o n；ap pl i c a t i o n 高压喷射注浆技术是在静压注浆加 固软土地 基的基础上， 引入高压 喷射技术而发展起来的一种 地基加固处理的新方法 。 它的基本原理是将带有特 制喷 嘴 的 注 浆 管 置 入 土 层 的预 定 深 度 后 ，以 2 0 MP a左右的高压喷射流 ， 强力冲击切割土体 ， 并 输入固化剂 ，使固化剂与破碎 的土体搅拌混合后， 经过 固化凝结 ， 在土体中形成 固结体， 从而达到加 固软土地基的 目的。 同静压注浆相比，高压 喷射注浆形成 的固结 体 ，由于采用了高压喷射流，固结体成形好 ， 定位 准确 ， 形状可灵活控制， 克服了静压注浆受土层 因 素影响大的缺陷。 同时由于高压喷射流对土体切割 能力大 ， 浆土置换率高， 固结体形态基本不受土层 软硬因素影响， 可灵活成形 ， 而且固结体半径较静 压注浆形成的固结体半径太 ， 强度高， 桩身基本均 匀 ，固结体的形状能根据工程需要灵活调整。 目前， 高压喷射注浆技术在工程中主要运用于 收稿 日期 2 0 0 0 1 一 叫一 2 5 作 者简舟 ； 方 丘洚 1 9 6 3 一 ．男．工程 师 中港 四航局二 公司副经 理、港航专业 。 增加地基强度、 构筑挡土围堰、 加固地下设备基础、 提高地基土的牯聚力和内摩擦角、防止砂土液化、 降低土层含水量 、 构筑建筑基坑防渗帷幕． 用于江 河大坝防渗等各类工程实践中。 广州地铁 1 、2号线是广州市区内最大的地下 工程，总长约 4 3 k in，计划于 2 0 0 3年底全部完工。 现将高压喷 射注浆技术运用于广州地铁施工 中的部分工程实例介绍如下。 1 广州地铁 2号线新港东一磨碟沙区间土建工程 1 ． 1 I 程 概 况 该工程为我公司首次中标的地铁工程， 位于新 港东路路下．由新港东站西端起 ， 枯薪港东路路 中 向西， 穿越华南快速干道 ，至磨碟沙站东端 ，线路 全长 8 0 0 m； 区间隧道结构为钢筋混凝土矩形结构， 采用明挖法施工 ， 过华南路采用暗挖法施工 ， 基坑 开挖宽度为 l 1 ～2 8 m， 开挖深度为 1 2 ～1 9 m， 基坑 围护结构采用 8 0 0钻孔桩加桩间摆喷 。 区间膳道位于珠江干流与支流赤沙涌之间． 所 处为河网地带 ，地形平坦开阔，地面高程为 8 1 ～ 8 ． 5 m。 区间内地层 自上而下依次为人工填土层 ， 流 维普资讯 中国囊湾毽设 2 0 0 1 年6 月 弟3 期 2 9 塑～软塑淤泥质土层， 砂层 ， 软塑冲积粘土层 ， 可 塑～硬塑粉质粘土层，砂岩全风化，强风化，中风 化 ， 微风化带 ， 其 中流塑～软塑淤泥质土层和砂层 大面积分布 ，平均厚度约为 7 ． 6 6 m和 6 m。 地下水 稳定水 位埋 深 在地表 下 L O ～3 ． 6 7 m，平均埋 深 为 2 ． 1 2 m， 场地 四周 多 为河涌 ， 珠 江河道 在其 北 面 ， 地 下水与珠江水及四周河涌地表水有一定水力联系， 以粗砂、砾砂为主的海相冲积砂层较厚 ， 属 中、强 透水性层 ； 基岩裂隙不发育 ，连通性差 ， 透水性较 差 。 在围护结构和基坑开挖过程 中， 特别要求要做 好围护结构止水及防止基坑涌水的措施 1 ． 2 水 高压摆 喷 桩 的布置 根据设计要求 ， 止水帷幕 中心孔布设在挡土灌 注桩排外侧 ， 与侧边线平齐， 高喷 I 孔轴线距灌注 桩轴线 4 O 0 ～5 0 0 mm， 孔位位于两灌注桩之间的中 心部位 ，孔距 1 ． O ～1 ． 5 m；止水墙体 在灌注桩边 缘呈 1 2 O 。 的扇形，在灌注桩之间墙体填塞桩体之 间的空隙部位 如图 1 。 止水墙下端进不透水层 1 ． O m 为准 。 摆喷桩体施工颤存 先单号后双号 围 1 摆喷桩注 浆孔布置示意 围 1 ． 3 水 高压摆 喷桩 的施 I 依设计要求和止水墙体的形状 ， 止水睢幕的构 筑 ， 必须采用三重管法施工。 主要施工机具型号及 主要技术参数见表 1 。 表 1 名称 型 号 拄 术 参 数 工程地 质钻 XY 一 1 可钻 浑度大干 3 O m． 1 3 0 ．混浆 护壁 高 台 聩 车 GS 5 0 O - { 提升建度 5 ～l 5 e m／ ml n 高压 清水泵 3 D 2 7 5 ／ 5 0 永压 2 0 5 0 MP a ．滤量 7 5 L／ mln 空气压缩 机 W1 6 ／ l 0 压力 0 s ～1 0 MP a ．排风置 1 ． 6 m0 ／ rai n 三重管 TY 3 0 1 9 1 ．1 ． 8 mm 喷嘴两十 泥浆泵 P H一 5 泵压 0 5 ～1 ． 5 MP a ．流量 6 0 8 0 L i mln 灰浆搅 拌机 P H一 5 配电箱 供电 l 1 o k W／ 台 按 高压注浆技术规 范 Y S J 2 1 o 9 Z ，YR J 4 3 9 2 ，本场区止水摆喷桩采用以下工艺流程进行施 工 ，见 图 2 。 为保证高压摆喷桩与钻孔桩的有效搭接 ， 防止 相邻摆喷桩在砂层中串孔 ，施工隔孔进行 。 1 ． 4效 果 在 钻孔桩完成 、 桩芯混凝土达到一定强度后 3 d以上 进 行施工 ，本工程东段 4 3 6 m长基坑 的 高压摆喷桩 ，实际有效施工时间 g o d ，共完成 8 8 0 根 ；经基坑开挖验证 ，取得 了良好的止水效果 。 j 噩 箨 ㈠蓑 墨 圈 2施工工艺流程 2 广州地铁 l号线长寿路站 H R一2地块项 目基 坑 内土 体 加固工 程 。 2 ． 1 I 程 概 况 广 州 地铁 1号线 长寿 路站 HR一2地块 项 目， 是紧邻地铁隧道开发的一个商住小区 ， 投资约 9亿 元人民币。 小区共 5栋商住楼 ， 楼高 1 8 ～2 4层， 设 计两层地下室，地下室基坑长 1 5 0 m，宽 6 4 m，最 大开 挖 深度 9 ． 5 m。 基坑支护采用地下连续墙加内支撑组成 ， 设计 采取逆作法施工， 首先浇灌首层地下室底板 ， 然后 浆 一放 运 ～ 匿 维普资讯 3 0 Ch i n a Ha r b o u r E n g i n e e r i n g N o ．3 J u n ． ，2 0 0 1 开挖第 2层地下室。 地下室东部， 地下室基坑南侧 地下连续墙距地铁隧道约 3 ． 0 m，为保证正在营运 的地铁隧道的安全 ， 设计在连续墙被动土 区采用深 层搅拌桩和高压旋喷桩进行加 固处理， 增大被动土 压力， 防止第 2层地下室开挖时， 连续墙 向基坑内 位 移 ，引起 地铁 孔道 变形 2 ． 2 I程 地质 条件 施工 场地 位于 珠江三 角洲 淤积 区 ， 松散 砂层 和 淤泥层厚度大 ， 地质条件较差， 场区由上到下发育 主要 土层 如下 。 1 杂填土 厚 2 ． 0 ～6 ． 5 m，松散状； 2 淤泥 质土 厚 6 ． 5 m，软 ～ 流塑状 ； 3 淤泥质中细砂 厚 4 ． 5 m，饱和，软塑状； 4 中粗 砂 厚 3 ． 5 m，饱 和 ，松散状 ； 5 残积牯土 层厚 2 ． 4 m，棕红 色，埋深 一 2 3 ． 9 7～ 一 2 4 ．9 3m 。 场区地下水位埋深一1 ． 0 ～一1 ． 8 m， 水质分析 结果表明，地下水对混凝土结构无腐蚀性 2 ． 3 高压 旋喷 注浆 的设计 根据场地地质条件 ， 设计单位决定采用两种桩 型加 固基坑内被动区土体，加固区上部采用 5 0 0 格栅状排列的搅拌桩， 下部砂层和粘土层采用高压 旋 喷桩 加 固 见 图 3 。 围 3 高压旋喷桩加 固范围与搅拌桩的加 固范围在 平面上一致 ，加固带长 6 2 ． 1 m，宽 6 ． 1 m。旋喷桩 设计直径 1 2 0 0 ram，呈矩形布置 ， 桩心距 1 0 0 0 ～ 1 1 0 0 ra m， 排间距 1 0 0 0 ram， 相邻 的旋喷桩之间重 叠 l 】 【 ～2 0 0 mm 搅拌桩的加固深度为一5 ． 0 ～一 1 9 ． 0 m，旋 喷桩 的加 固深 度 一1 8 ． 0 ～ 一2 4 ． 0 m，两 桩体 上下重叠 l O 0 0 mm， 旋喷桩进 入残 积粘土层 1 0 0 0 ram， 为保证加 固土体与地下连续墙 的连接 ， 紧靠连续墙的一排高压旋喷桩加 固深度为一5 ． 0 ～ 一 2 4 ． 0 m 2 ． 4 高压 旋喷桩 的施 I 。 根据工艺特点和施工要求， 先施工搅拌桩， 然 后再施 工高 压旋喷 桩 1 施工设备 旋喷桩施工采用的主要设备为x Y一 1工程地 质钻机 6台； GS 一 5 0 0高喷台车 2台； 3 D2 7 5 ／ 5 0高 压水泵 2台； w 1 ． 6 ／ 1 0空气压缩机 2台； P H 5灰 浆泵 2台。 2 施工设备参数 高压水泵压力 2 8 3 0 MP a ， 水流量 8 5 1 ／ m[ n ； 空压机 压力 0 ． 7 MP a ，风量 1 ． 6 m。 ／ mi n ；灰浆泵 压 力 1 ． 5 MP a ，流 量 7 5 I ／ mi n ；提升速 度 l O c m／ mi n ； 旋转速度 l O r ／ mi n ； 喷咀直径 1 ． 8 m m； 注浆管直径 1 9 mm 。 3 施工工艺 采取如下施工工艺 工程钻机造导孔至设计孔 深一下三重管 、 制备水泥浆液一启动高压水泵、 空 压机、 灰浆泵一旋转提升、 注浆至设计桩顶标高一 拔出喷射管并 冲洗干净一移机至下一桩位 。 4 技术要求 设计加固料采用 4 2 5 R普通硅酸盐水泥 ， 其重 量掺入比为 2 5 。浆液水灰比 0 ． 6l ，浆液 比重 大于 1 ． 7 k g ／ l 。 设计桩位偏差小于 l 0 0 mm， 垂直度 偏 差 小 于 1 ． 5 ，桩 体 顶 底 板 标 高 误 差 小 于 2 0 0 ram 加固体单轴抗压强度大于 4 ． O MP a 。 2 ． 5施 I 效 果 实际有效施工时间 3 5 d ，完成高压旋喷桩 1 9 8 根 ，有 效 桩 体 总长 1 6 2 8 ． 4 0 延 m，空 孔 段 总长 2 7 4 8． 4 8 m 。 经开挖后检查 ，桩体顶底板标 高符台设计要 求，桩体实际有效直径 1 ． 4 ～1 ． 6 m。开挖后 ， 经基 坑变形观察， 连续墙位移值小于 2 ram。 取得了良好 的加固效果 。 经桩体抽芯检铡， 桩体连续均匀， 桩身强度较 高，全部达到设计要求 见表 2 。 表 2旋喷桩 芯强度检 测表 桩 号 力学指标 平均值 8 9 1 o 3 1 5 4 ／ MPa 5 2 4 8 7 ．1 5 4 C／ k Pa 1 7 0 l 5 4 21 0 1 9 2 1 g 1 ． 8 度 4 】 3 9 3 4 ． 8 维普资讯