深基坑支护工程高压旋喷技术探析

深基坑支护工程高压旋喷技术探析

目前高压旋喷技术的引用在基坑工程施工中得到广泛认可。本人在多个深基坑工程施工实例中，有效地使用锚杆机、长螺旋钻孔桩机械进行高压旋喷护壁注浆，以此提高锚杆、桩的护坡强度和截水止水，其经济效益和社会效益是明显的，其结果达到事半功倍的效果。对此，本文谈谈对高压旋喷技术的应用提几点体会。

1.问题的提出

深基坑工程是与众多因素相关的综合性技术，是一个系统工程，它与工程地质勘察、支护方案及结构设计、施工开挖、基坑稳定、施工组织、气候变化及场地环境等众多因素有着密切相关，是理论上尚待完善、成熟和发展的综合技术学科。深基坑工程主要要解决的问题是围护基坑周边建（造）物的安全稳定，同时又确保基坑内主体工程安全正常施工。深基坑的设计施工具有很强的时空效应[2]。在深基坑工程中，可选择的施工机械也很多，目前常用的主要有锚杆机、钻孔桩机、旋挖机和高压旋喷等机械设备，一般说具体工程选用不同的施工机械。但是，有些工程工程地质条件复杂、施工场地有限，这时使用多种机械同时施工会出现施工场地乱象，又误工又浪费，还不一定解决问题。

鉴于上述这种情况，如果有这样的施工机械既能完成支护桩或喷锚施工，又能高压旋喷等施工，即一台机械有多种工效，这样的机械一定很受欢迎。如果某些基坑工程中原有机械在原有的机械功能上稍加或根本不用改装就能达到上述效果，那么这种开发利用上原有的机械构思或改装将更受欢迎。怎样利用现有的机械设备，完成更多的工作，这是一个可以探讨的问题。

2.几种施工机械共性

深基坑工程施工几种常用的支护方法，与之相配套的施工机械设施主要有哪些，以下通过其各种支护型式与之相应的机械使用特性，分析找出各机械的共性。

2.1复合土钉墙作用与施工设备

复合土钉墙[3]是由土钉墙与预应力锚杆、微型桩、旋喷桩、搅拌桩中的一种或多种组合的复合型支护结构。它的主要特点是：①施工机械及设备的作业空间不大，可为各种地形及场地所选用；②用锚索拉杆代替钢横撑或钢筋混凝土结构做侧壁支撑，能改善施工条件和缩短工期，节约建设成本。

在复合土钉墙施工中目前主要使用的设备有螺旋钻机、立式砂浆搅拌机、注浆泵、潮式喷射机、移动空压机。成孔螺旋钻机主要有覆带式锚杆机、潜孔钻机和锚固钻机等机械，这些机械外形和重量大相近抵，但共同的特点是钻头钻进高速旋转，同时配有相应的冷却系统。通常为了保证机械钻进顺利，该机具头部附近要有水或泥浆喷头不断冲洗钻头，这些液体在水泵或泥浆泵连续不断地共给情况下，钻进成孔才能顺利进行，同时也让孔中碎削随水或泥浆返回地面。

2.2支护桩（排桩）与施工设备

排桩是沿基坑侧壁排列设置的支护桩及冠梁组成的支挡结构部件或悬臂式支挡结构。排桩结构形式的特点①施工组织迅速，工作效益高；②不受基坑开挖影响，在基坑开前可以完成大部分工作量；③噪音小、风险小；④无需做任何试桩等试验；⑤不用跨界施工，不占用地界为空间。

在深基坑支护桩的施工中主要有旋挖机、（长螺旋）钻孔机、潜孔钻机和冲孔钻机，这些长大型机械在施工过程中，同样面临钻头冷却问题。除部分冲孔钻机不用冷却系统外，其它成孔机械也同样需要冷却处理系统处理机具钻头，以保证旋挖机的正常使用。这个冷却系统多数为空气或排水系统，多数为高压旋喷液冲洗。

2.3地下连续墙与施工设备

地下连续墙由挖槽、放置钢筋笼、浇筑混凝土而形成的地下的钢筋混凝土墙体。特点是①具有较好的支护和防渗性能；②施工无挤土、对周边环境影响小；

③可適用于多种土层；④易为操作人员掌握；⑤可与逆筑法施工相结合，加快了施工进度，缩短了工期；⑥如只作为支护结构，则造价高。

地下连续墙按施工方式和使用方式不同，又可分为多种类型的连续墙，其中主要有桩排式、槽板式、钢制式、预制式和组合式等连续墙。目前主要施工设备有多头钻成槽机、钻抓法成槽机、挖掘机/定向钻机等。

通过上述几种基坑支护型式的施工工艺分析，发现有多种机械自身具有水循环冷却系统，而这水循环冷却系统在挖土钻进时稍加改进，就可以增加机械钻进的同时使极具带有高压旋喷注浆的性能。工程高压旋喷技术是以高压旋转的喷嘴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，使锚杆或桩增大其影响半径和他们的锚固强度，在桩密集时起到基坑帷幕作用。

3.施工中常遇到的问题

深基坑支护机械施工中经常会遇到的几个问题：1）孔深及注桨不到位；2）钻杆施工人员未按深度要求施工；3）桩间交合程度差，截水帷幕效果不好；4）高压旋喷桩遇到碎块及园砾、卵石层无法穿透；5）适合现场施工设备无法到场；6）现场几种机械交叉作业。施工中遇到的问题，明显看到施工机械对施工功效和质量的影响。

4.探寻深基坑支护机械施工的使用方法

1）选取简单有效的机械原则

①安全可靠原则，满足支护结构本身强度、稳定性以及变形的要求，确保周围环境的安全，是选取高效安全的机械首先原则；②经济合理原则，在保证基坑支护的安全情况下，工程造价是必然要是经济合理的原则。在其它东西确定之下，重点选择设备方面是一个具有明显经济效果的方案；③所选的机械施工便利原则，确定一个基坑支护方案，除了安全和经济外，还要考虑施工的便利性；④所选的机械保证工期原则，所选择的基坑支护方案。

2）开发机械多功能功效

在实际深基坑支护具体施工中，不可能都去购买新设备，原有大批设备还得继续用。为此，我们根据上述理念，分析已有的机械设施是否具有这种潜在的旋喷注浆功能，这样我们稍加改进就能够很好开发利用上。例如，原有老式锚杆机和长螺旋钻孔桩机已经具有随机注水注浆和旋转的功能，只是其压力不够大，这时我们把注浆注水系统由原有泵改换成高压注浆泵，其结果完全可以达到旋喷注浆效果。

3）推广机械多功能作用

目前利用高压旋喷技术在锚杆机械中的具体运用，目前已经有此设备和运用专利。按这个专利使用这种方法的前提是要购买他们的专用设备。但是，实际上很多单位都已经具有钻具设施。通常只要按常规把锚杆钻机在钻进至设计预定的深度，再通过高压泵压入孔内锚杆带动钻头旋转注浆使锚杆锚固段形成较大直接的锚固体，扩孔后其锚固体明显增多几倍即可。在完成第一次扩孔注浆后，二次注浆管随锚体一同放入钻孔中，其余做法跟原有锚杆（索）施工方法相同。这样施工完成的锚杆（索）即安全又可靠，同时还可以防治大量涌砂涌水现象发生。

此外，长螺旋钻孔机械也具有这样特性，在基坑支护支护桩完成后，很多场地施工还要求对支护桩之间增加防渗防漏的高压旋喷桩施工。这时，利用原有的