高压旋喷桩在深水低桩承台施工中的应用

发布时间：2022-10-05 10:02 热度：

　　摘要：介绍某桥水中主墩在硬性粘土和砂层、亚砂土层中，利用单壁钢围堰结合高压旋喷桩成功地完成了深水低桩承台施工，使高压旋喷桩应用范围得到了进一步发展，也创造了深水低桩承台施工新工法，是项值得推广和应用的新技术。

　　关键词：旋喷桩低桩承台应用

　　1、 前言

　　深水低桩承台施工常规方法一般采用单、双壁钢围堰下沉到标高后进行砼封底施工，而针对某桥主墩河床表层地质为硬性粘土，而承台底座落在砂层和亚砂土透水层中，若使围堰下沉到设计标高就显得复杂且困难。结合岸上堤防用高压旋喷桩不仅止水、而且可支护的原理，大胆应用到深水中，使围堰与高压旋喷桩有机地结合，不仅解决了围堰下沉穿过较厚坚硬性粘土层的难度，同时也克服了承台开挖到砂层、亚砂土层中止水、支护的难题。本文着重介绍高压旋喷桩垂直帷幕止水、支护在深水低桩承台施工中的应用。

　　2、工程概况

　　某桥是跨越某江的一座铁路特大桥，全长2222m，主桥长1342.5m，采用(45+65+14×80+65+45)m预应力混凝土连续梁桥式，与既有某江桥对孔布置，主桥主梁为单箱三室结构，主跨采用80m预应力钢筋砼连续箱梁，主墩位于某江之中，基础采用14φ2.0m钻孔嵌岩柱桩，低桩承台，施工水深8~12m，其结构形式如图一所示

　　(1)、工程地质

　　该墩地质从河床面由上而下依次为：

　　(a)、坚硬性粘土层：承载力260Kpa，层厚2~4m，极限摩阻力60Kpa。

　　(b)、亚砂土、砂层：围堰2/3周长处为砂层，其承载力80Kpa。层厚2.2m。其余为亚砂土层，呈软塑状态，平均厚1.5m，标贯13击，承载力180Kpa。

　　(c)、硬塑亚粘土层：平均厚5.75m，标贯13击，承载力220Kpa。

　　(d)、以下为亚砂土层和岩层。

　　具体地质布置如图一所示

　　(2)、地下水

　　主墩处在某江水中，所揭露的粘性土均为不透水土层，只有砂层、亚砂土层为透水层，该透水层与某江水构成互补关系。

　　2、 施工方案

　　(1)、围堰选用

　　围堰采用底节双壁钢围堰，其余为单壁钢围堰，直径φ外=26.6m，内径为25m，高16m，自重237t。考虑围堰自重轻，采用内取土加压重法克服外侧巨大的摩阻力下沉围堰比较困难。根据地质围堰施工采取下沉1.5m~2.0m，然后采用高压旋喷桩垂直帷幕支护、止水，进行承台施工。

　　(2)、高压旋喷桩设计

　　①、 桩的布设

　　根据设计，沿围堰外侧亚砂土层区域布设两排桩，砂层区域布设三排桩，桩距围堰边0.1m，桩间距为501mm，桩长9.0m，桩径0.7m，桩尖进入硬塑亚粘土中大于1m，具体布设见图二，计算模型见图三、四。

　　经过计算，其受力均符合要求。

　　②、 高压旋喷桩施工机理

　　钻机采用XPZ-50型单管高压旋喷桩，BWT100/30高压注浆泵机，当钻机钻到设计标高后，用高压旋喷机把安有水平喷嘴的注浆管下到孔底，利用高压设备使喷嘴以20Mpa的压力把浆液喷射出去，冲击切割土体，并与土体搅拌混合，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱体桩体，浆与土体经过一系列的物理化学反应，固结成桩，从而达到支护、止水的作用。

　　③、 设计要求

　　高压旋喷桩帷幕部位砂层、亚砂层土渗透系数K≤1x10-7㎝/s，桩体抗压强度取3Mpa。

　　4、施工工艺流程

　　(1)、工艺流程

　　钻机就位→引孔(扩孔)到设计标高→封堵垂向喷嘴→搅浆→由下向上旋喷作业到设计顶→冲洗→移位。

　　(2)、施工顺序

　　先打试桩2~3根，了解施工工艺及旋喷效果，最后确定施工参数。再进行旋喷桩的施工，施工时应先施工内排桩，后施工外排桩，为确保桩与桩间能很好地咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。