高喷灌浆技术在住宅楼基础施工的应用

孙瑛琳

（山东水利工程总公司，山东 济南 250014）

济南市某住宅小区19#楼北临铁路桥，铁路红线距楼基础外边线5 m，施工空间狭小，基础边坡无法按设计坡度刷坡，无法保证边坡稳定性；西临汇流入护城河的小河，河中心距楼基础外边线仅10 m，河流明水的渗透对基础边坡的稳定存在破坏性影响，施工条件复杂，基础开挖难度大，工期紧迫。山东水利工程总公司在西侧、北侧采用高喷灌浆技术对基坑进行围护，有效地保证了19#住宅楼基础开挖的安全施工。

1 施工条件与灌浆技术要求

19#楼基础深度10 m，土层为砂质壤土，岩石层厚约1.5 m，为风化石灰岩，地下水位高，渗透系数大，地下水渗流对基础的危害严重。西侧河流明水距楼基础外边线近，基础开挖困难，并且河流明水的渗透对基础边坡的稳定存在破坏性影响；北侧临近铁路红线，施工空间狭小，基础边坡无法按设计坡度刷坡，边坡的稳定性难以保证，存在重大安全隐患。

根据上述施工条件，依据多年的水利工程防渗施工经验，西侧、北侧拟选用高喷灌浆对基坑进行围护，通过高压喷射灌浆在地下形成防渗连续板墙，以阻断地下渗水及地面河流明水对基础施工的影响。同时，因防渗连续板墙具有一定的抗压、抗折强度，可有效地解决施工空间狭小，基础边坡无法按设计坡度刷坡的问题，防止了地面塌陷、基坑塌坡等危险。而且，以高压喷射灌浆形成的地下防渗连续板墙替代传统的钢板桩支护，在有效防止地下渗水对基础施工影响的情况下，可降低施工成本，并取得一定的经济效益。

19#楼基础西侧、北侧的高喷灌浆轴线长为200延米，根据沙质壤土的地质情况，采用凝结体的结构布置形式为柱摆式，平均成墙深度为9 m，墙体嵌入岩层0.5 m。平均墙厚15 cm，孔距2 m，喷射中心形成直径20～30 cm的圆柱体。

工艺参数为：喷嘴直径2～2.3 mm；高压水10 MPa，流量 40 L/min；气压 0.7 MPa，气量 6 m3/min；浆压0.3 MPa，流量 80 m3/min；提升速度 15 cm/min；三重管回转7 r/min。

2 施工方法比选

高喷灌浆技术有单管法、双管法、三管法，根据19#楼基础的地质情况，本工程采用三管法施工。

三管法是用水管、气管、浆管同轴布设组成喷射杆，杆底部设置有喷嘴，气、水喷嘴在上，浆液喷嘴在下，高喷时，随着喷射杆的旋转和提升，先是高压水和气的射流冲击扰动地层土体，呈翻滚松散状态，随后以低压注入水泥浆掺混搅拌，硬化后形成凝结体。高喷形成的凝结体形状与喷射的型式有关，喷射型式一般有旋喷、摆喷和定喷3种。喷射时若边提升边旋转，则凝结体形状为圆柱体（又称旋喷柱），若边提升边摆动，则形成的凝结体的形状为哑铃状，若只提升和定向喷射则可形成板状（又称定喷板）。

经比选，考虑到本工程系住宅楼基坑开挖施工的支护措施，在保证基础施工安全的同时应兼顾经济成本、工期等要求，采取摆喷的喷射型式，其施工设备价廉、易购，高喷质量可满足基础施工要求，工效高，造价低，能充分利用原地土体，就地取材，机械化程度高。

3 高喷灌浆技术措施

高喷灌浆三管法施工时，高喷材料采用纯水泥浆，因三管法施工时，先是高压气、水喷射，而后是压力灌浆，灌浆易被先喷入的水稀释，故使用水灰比≤1∶1 的浓浆。

钻孔采用MGJ－100型钻机配合气动冲击器偏心跟管钻进成孔工艺；高喷灌浆采用GS500－4型高喷台车，并列三管法自下而上摆喷成桩；水压设备采用天津通用机械厂生产的302－3275/50高压柱塞泵；灌浆采用BW－150型泥浆泵。

高喷灌浆施工工艺流程为：场地平整压实→台车行走→轨道铺设→布孔、钻机就位→校准角度、造孔→测斜→高喷台车就位→试喷、下喷具→摆喷、喷灌→孔口注浆、回灌、封孔→高喷台车移位。

高喷灌浆分二序施工，相邻次序孔施工时间间隔不少于24 h，钻孔孔位偏差≤5cm，孔斜率≤1.5%。钻孔过程中，根据返渣情况、钻进速度、钻机及冲击器运转情况等判断地层情况，记录孔深与厚度，以保证墙体嵌入岩层0.5 m的技术要求。

高喷灌浆喷具下入设计深度后，启动喷机，调节风、水、浆的流量、压力和喷机摆喷角度，使之达到设计值，待孔口返浆密度符合要求后，开始提升。边摆动边提升，自下而上喷射灌浆，直至桩顶高程停喷。

在高喷灌浆过程中，随时检查施工机具是否运转正常，查看风、水、浆的流量，压力值、进浆密度、回浆密度及摆喷角度、提升速度等参数，做好施工记录，保证资料真实、准确、完整。

高压喷射灌浆结束后，使用返浆进行孔口注浆，直至回填密实，浆面不再下降，以确保高压喷射灌浆的施工质量。

4 特殊情况的处理

1)地层交界处：高压喷射灌浆的提升速度要根据地层和返浆情况适当调整，在地层交界处应停止提升，静喷2～3 min，同时加大供浆量。

2)卵石层：19#楼基础西侧临近小河，地层中分散存在厚度不等的卵石层。灌浆时采取了以下针对性措施：喷具停止提升，静压注浆，使卵石层充填密实，孔口返浆符合要求后才能恢复喷具提升；降低水压和风压，水压和风压分别降至5 MPa和0.3 MPa；加浓浆液，增大供浆量，孔口掺砂等。同时，为防止喷具被埋堵，采用间隔提升的方法，待返浆后将风、水、浆等参数调整至正常值。

5 施工质量与效果

19#住宅楼基础西侧、北侧的高喷灌浆成墙面积1 800 m2。使用挖掘机结合人工开挖的方式对高喷灌浆防渗板墙进行开挖检查，墙体的外观质量、连续性等各项直观指标符合要求。经现场钻孔取芯，送至山东省水利科学研究院检测，芯样28 d抗压强度达到质量标准。

高喷灌浆防渗板墙自运行以后，19#住宅楼基础西侧地下渗水明流干涸，渗水量呈逐渐递减之势，防渗性能保证了基坑开挖施工安全的要求。而且，防渗板墙所具有的抗压强度，有效地消除了北侧施工空间狭小导致基坑边坡坡度过大的安全隐患，贯穿整个施工期间，未发生一起基坑塌坡事故。

6 结语

高喷灌浆施工技术具有开挖量小，施工方便，占地少，对临近建筑物影响小等特点，已广泛地应用于堤坝防渗等水利工程中。高喷灌浆施工技术在19#住宅楼基础施工的成功运用，取得了显著技术、经济效果。

实践证明，高喷灌浆施工技术可用于解决住宅楼基础在边坡刷坡空间不足、河流明水渗透性影响等复杂施工条件下的基坑开挖难点，为保障基础施工提供了一种有效施工方法。