中铁十四局集团大盾构工程有限公司
摘要：高压旋喷桩在市政管线密集区域、松软、高渗透率地层注浆过程中，常出现路面隆起、冒浆现象。本文从施工作用机理、地质因素及施工方法三个方面分析了问题的原因，通过采用调整施桩顺序和桩点周围布置卸压孔方法进行方案的优化，有效解决了市政路面隆起问题，提高了地下连续墙的注浆止水效果。
关键词：高压旋喷桩、管线密集区域、松软、高渗透率、路面隆起、注浆止水、引孔卸压
Underground diaphragm wall joint treatment technology for soft and high permeability formation in dense pipeline area
Abstract：The high pressure jet grouting pile is used in the grouting process of soft and high permeability stratum in the dense area of municipal pipelines, the phenomenon of road surface uplift and grouting often appears. This paper analyzes the causes of the problems from three aspects of construction mechanism, geological factors and construction methods, and optimates the scheme by adjusting the pile application sequence and arranging relief holes around the pile point, which effectively solves the problem of municipal road surface uplift and improves the grouting sealing effect of underground continuous wall.
Key words：High pressure jet grouting pile, Pipeline intensive area, soft, high permeability, road surface uplift, grouting water stop, lead hole pressure relief
1引言
高压旋喷桩施工技术以它具有工艺简单、安全、高效等特点[1]，目前在地基加固处理和止水防渗漏方面已得到建筑行业的广泛利用[2]。但是，对于不良地质条件下，如地下管线分布密集、土质松软、高渗透率等地层中，经常出现路面隆起、注浆效果差等问题，如图1所示。
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图1施工场地外市政路面隆起
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图2旺庄路站1号盖板范围内市政管线图
2工程概况
无锡地铁3号线08标旺庄路车站位于长江路和旺庄路交叉口，沿长江路布置，为地下二层岛式车站，车站维护结构采用地下连续墙，主体结构形式为双柱三跨箱型结构和单柱双跨箱型结构，车站分别在旺庄路口、天山路口、龙山路口各设置一块盖挖顶板。其中，远期5号线盾构区间下穿旺庄路口1号盖挖顶板，1号盖板位于长江路和旺庄路交叉口，为市政管网交汇点，管线分布于地表以下3米范围内，主要包括：雨水、污水、自来水、电力、通信等管线，如图2所示。1号盖挖顶板处基坑围护结构为地下连续墙，考虑远期5号线盾构穿越，该处地下连续墙接头设计采用柔性接头，接缝处采用高压喷桩注浆止水。
3地质条件
旺庄路站1号盖板基坑范围内主要土层为杂填土层、粉质粘土、粘质粉土、粉砂、粘土等，如图3所示，土层主要特征描述如下：
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图3旺庄路站1号盖板范围内地层剖面图
①1杂填土层：杂色，表层为沥青路面，下部为三合土垫层、砖块、建筑垃圾间杂软流塑粘性土，局部含淤质土，土层结构松散。土质不均一，均匀性差。
②2粉质粘土：灰黄~青灰色，可塑为主，局部软塑，含铁锰质斑点及灰色团块，下部夹薄层粉土。
④1-1粉质粘土：灰色，软塑，局部流塑，局部含少量有机质，夹薄层状粉土。
④1粘质粉土：灰黄~灰色，稍密~中密，饱和，含云母碎屑，夹薄层粉质粘土。
④2粉砂：灰色，中密~密实，饱和，含云母碎屑，夹少量薄层粉质粘土。
⑥1粘土：暗绿~灰黄色，硬塑，局部可塑，含灰色条带、团块，含铁质氧化物斑点，夹少量铁锰质结核，偶夹薄层粉质粘土。
4存在的问题及原因分析
4.1存在的问题
在旺庄路站1号盖板地连墙接缝施做高压旋喷桩过程中，施工场地外市政路面出现大面积隆起，隆起高度约为10cm~46cm之间，个别地方沥青层开裂出现大量冒浆液现象，影响市内交通正常运行，接缝处注浆止水效果也难以得到保障。
4.2原因分析
本文针对施工造成场地外市政道路隆起和注浆止水效果差的原因，从施工作用机理、地质因素及施工方法三个方面进行如下分析。
（1）作用机理。在高压旋喷桩施工过程中，高压水泥浆液冲破土体，土体裂隙扩张，周围土体受到挤压，并且深部含水沙层因浆液填充置换作用，迫使裂隙水水位上升，局部会透过受扰动粘土层，出现土体压力集中，是造成路面隆起原因之一[3][4]。
（2）地质因素。旺庄路1号盖板范围内土层属于杂填土，主要为建筑垃圾及杂软流塑粘性土，具有土质松软，高渗透率特点。该地层特点容易造成两种结果:一是软土的可塑性易造成钻孔变形，钻杆和钻孔之间紧密结合，多余的高压水泥浆液难以排出；二是该地层高渗透率特点为高压水泥浆液提供有利扩散通道，使得地层中水土膨胀压力范围扩大，一直扩展到施工场地外市政道路，是造成路面隆起的主要因素。
（3）施工方法。针对该地层条件，本次拟定的施工方案在施桩顺序上存在一定的不足之处，具体分析如下：
根据设计图纸，1号盖板部位共有8个地墙接缝，东西两侧各4个，每个接缝施做3根桩，共计24根，单侧需施做12根，施桩顺序见图4所示。该施工方法可以一次性完成施桩，能够大幅度提高施工进度，但是，不足之处在于三根桩一次连续完成，施桩时间间隔较短，地墙接缝位置周围土体产生膨胀压力叠加效应，压力不断集聚增大，超出路面结构是造成路面隆起因素之一。
5方案优化
根据上述三个方面因素分析结果可知，密封疏散通道，有效释放地层膨胀压力，避免地层中压力积聚及扩展是防止路面隆起的必要条件。下面采取相关措施如下：
5.1布置卸压孔
本文以1号盖板西侧为例，根据以往施工经验及现场实际情况，现采取具体施工方案如下：
在旋喷桩施工之前，预先在地下连续墙外侧施工围挡范围内，布置一排卸压孔，孔口距离地墙3.5m，沿南北方向布置间距为3m，共计9个，引孔深入到水稳层以下软土层中深度1.5m，卸压孔布置见图5所示。
图5卸压孔布置及施桩顺序图
5.2调整桩顺序
调整施桩顺序为①④⑦⑩②③⑤⑥⑧⑨⑩⑪⑫，见图5所示。按照上述施工布置方案施做旋喷桩，发现①④⑦⑩旋喷桩施做过程中，卸压孔有大量浆液溢出；在②③⑤⑥⑧⑨⑩⑪⑫旋喷桩施做过程中，卸压孔有少量浆液溢出，修复过的市政道路隆起点位减少，隆起量明显降低且无沥青层破坏现象，如表1和图6所示。
表1施工场外东西两侧路面隆起点位统计数据对比
图6长江路东西两侧路面隆起量对比曲线图
从表1数据和图6曲线中东西两侧地面隆起量对比看出，在旋喷桩周围设置一排卸压孔，可以有效快速释放地层中膨胀压力，避免地层中压力积聚，防止高压区扩展到施工场地外；通过预先施作①④⑦⑩四根桩，可以增大施桩间隔时间，消除地层中膨胀压力叠加效应，且高压水泥浆液可以将松软土层中疏散通道密封，降低土层渗透率，阻止后续②③⑤⑥⑧⑨⑪⑫旋喷桩中高压水泥浆液扩散。
6结语
高压旋喷桩在松软、高渗透率地层及市政管线密集区域施工过程中，易发生地面大面积隆起，甚至造成市政道路大面积损坏现象，给市内交通和施工进度成很大影响。本文通过采取调整施桩顺序及桩点周围布置卸压孔措施，有效解决了市政路面隆起问题，提高了地连墙接缝的注浆止水效果。
参考文献
[1]黎曲珍.高压旋喷桩施工地面隆起的原因及预防措施[J]中国高新技术企业，2012.（02）
[2]李凤雨.港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道管幕工作井端头综合处理技术[J]施工技术，2016.（06）
[3]姚安心.高压旋喷桩施工技术及其应用探讨[J]地基基础与工程勘探，2008.（12）
[4]陈国辉庞双喜.高压旋喷桩施工技术探析[J]建筑科技，2013.（20）