淺談某公路工程旋噴樁施工技術方案

李英豪

河南鵬程路橋建設有限公司，河南 焦作 454000

隨著我國公路工程建設事業的逐步推進，新的施工技術也在不斷地探索。其中旋噴樁施工技術就是我國近幾年來普遍應用于公路工程當中的重要一個。該技術的主要工作原理就是，利用水泥漿或水在高壓的作用下，事先由鉆機將帶有噴嘴的注漿管帶到指定的土層位置，這時噴射而出，以達到沖破土層，穿透土體的目的。 水泥漿或水柱根據受壓情況的大小不同，其沖擊強度有所不同，原則上是壓力越大，沖擊力越大，其所沖破的土層也就越厚。當速度快，能力大，沖擊力強的噴射流的能量超過土體所能夠承受的強度時，土體便會隨其自然脫落，或隨漿液冒出水面。 經過旋噴技術處理后的土層土粒主要可分為兩個部分，一部分是隨著水或漿液冒出水面，另一部分則在重力、沖擊力、離心力的作用下與水或漿液均勻混合的攪拌混合，按照一定的質量比例大小而重新排列。等一定時間后，漿液便會自然凝固，混合的土粒便會在漿液中形成一個固結體。其中，固結體的形狀受多種因素的影響，但主要與噴射流的方向有關。根據噴嘴的形態不同可以將噴射分為兩種類型，一種為旋轉噴射，又稱旋噴；一種是定向噴射，又稱為定噴。旋噴是指噴嘴在噴射時一邊噴射一遍旋轉并提升，固結體的形狀是圓柱狀。旋噴具有這樣的技術特點，它使土體在上部結構荷栽直接增加的作用下，不易產生破壞或發生較大的變形，所以該項噴射技術主要應用于地基的加固，以提高地基的抗剪強度、改善土的變形性質。定噴是指噴嘴在噴射時噴射的方向保持不變，但噴嘴的位置提升，由于該種噴射技術形成的固結體的形狀如劈狀，所以該項技術主要應用于地基的防滲，穩定邊坡，改善地基土的性質等工程。

作為地基加固的兩種不同應用技術，它們各有特點各有優劣。在實際的施工實踐中，由于旋噴能使被加固土體形成均勻的圓柱體或異形圓柱體，所以該方式應用則相對比較廣泛。旋噴法根據施工時的具體技術要領、施工步驟的不同又可以分為以下4種類型：單管法、二重管法、三重管法和多重管法。以下對旋噴樁的施工技術方案做簡要探討。

1 旋噴樁施工的材料要求及所需要的設備

1）在運用該項技術施工時，主要應用到的主要機器設備有：高壓泵、漿液攪拌器、鉆機等；輔助性的機器設備有：高壓管路系統、操作控制系統、材料儲備系統等，另外還包括各種管材、閥門、接頭安全設施等輔助用具；

2）旋噴施工技術中對材料的要求具體有下：水泥一般用425號水泥，由于該類型水泥無結塊，在施工中有效避免了許多不必要的麻煩。 該型號的水泥與普通的水泥不同，水泥在配比的過程當中一般應保持泥漿的水灰比為1:1-5:1。這種配比度恰到好處，稠度大小適中。稠度過大過小都會對工程有一定的影響。當泥漿的稠度過大時，由于流動比較緩慢，容易堵塞噴嘴造成機器的故障，影響工程的進度，增加故障排除時間。當稠度過小時，其沖擊力則減小。另外，為消除泥漿離析的問題，一般可在泥漿中加入適量的陶土，約為水泥用量的3%，少許的堿，約為水泥用量的0.9%。漿液應提前少許時間配置，約為噴射前一小時左右，使用時為避免漿液堵塞噴嘴，應使用器具濾去泥漿內的硬塊、砂石等。

2 施工的具體流程及應注意的技術要點

2.1 施工流程

受施工技術及機器設備的區別，不同的噴射注漿法有不同的施工流程。如單管注，它同二重管注漿法，三重管及多重管噴射注漿法都有很大的不同。這些主要是根據介入的介質和數量不同而區分的，雖然如此，但它們的施工工藝流程基本是一致的。具體而言，它們都是實行的是自下而上進行噴射作業，將鉆桿插入或打入預定土層中進行施工。具體施工工藝流程如下：

1）安裝鉆機

安裝鉆機是旋噴注漿施工的第一道施工工序。把鉆機安裝在事先設計好的鉆孔位置上，使鉆頭對準預定鉆孔的中心位置，并進行校正，使鉆桿軸線垂直對準鉆孔中心位置。

2）開動鉆機開始鉆孔

鉆孔的方法有很多種類型，確定鉆孔方法一般要根據地質狀況、所要加固的深度、所需的及其設備等綜合因素考慮。對于單管旋噴的鉆孔深度可達30m，在較堅硬的地層采用地質鉆機鉆孔，用二重管、三重管噴射注漿法施工。

3）插管

插管是旋噴樁施工中一項重要的工藝流程，將注漿管插入預定的地層之中。在插管的過程當中應多加注意，水壓應保持在一定的強度，約為1MPa，這樣可有效避免噴漿將孔壁射塌。

4）噴射過程

噴灌插入到預定的深度后即可開始作業，工作的順序是自上而下。在施工的過程中應時刻保持警惕，注意觀察注漿流量、風量、壓力、旋轉提升速度等，使其與預定的參數保持一致，并做好記錄登記。

2.2 技術要點

1）鉆機安放：鉆機安放與預定的鉆孔應保持垂直。鉆頭與鉆孔的中心的位置誤差不得超過50mm；

2）噴漿前檢查：旋噴前要檢查管路系統及高壓設備，讓它們的壓力和流量表滿足設計要求。并在下管時檢查注漿管是否通暢，接頭是否完好；

3）在噴射注漿時應注意，噴灌插入預定的深度自上而下的開始噴漿作業，檢查漿液初凝時間，注漿流量等技術參數，控制旋轉的速度、并及時提速。在進行深層旋噴時，噴射的具體順序是先噴漿后旋轉和提升，這樣可有效防止注漿管扭斷；

4）在施工的過程中，注重加強后場供漿與前臺密切配合，后場停止供應時，保持信息的對稱性這是應及時通知前臺，以防止斷樁和缺漿。在進行二次供漿時，攪拌機需下次停漿點0.5m以下，待恢復供漿時在提升；

5）水泥的具體要求，首先水泥的選用符合規格，水泥漿與水灰比 按規定進行配比，并不得隨便更改。其次要保證水泥質量，水泥在投入使用前一定要過篩，其細度應在標準篩上的篩余量小于15%，嚴禁使用受潮，過期的水泥；

6）保持噴射注漿孔與高壓泵的距離，使它們之間的距離適當，不能過長亦不能過短，以防止高壓軟管過長，造成實際噴射壓力降低；

7）保持噴漿的速度，當樁頂接近標高，這時應把采用慢速的方式，控制在10cm/s以內，以保證樁頭的施工質量；

9）做好后續工作，在噴漿結束后，為防止液面下流，此時應及時對噴射孔內進行靜壓充填，直至漿液面不再下流為止；

10）施工中對出現冒漿問題的應對和處理。出現冒漿現象主要原因是注漿量超過需漿量，針對這種問題，具體可以采用如下措施應對：適當縮小噴嘴直徑；提高噴射壓力；加快提高和轉速等。

3 施工質量的控制和質量檢測

1）質量控制措施，施工質量控制措施有很多種類型，具體可以通過以下幾點努力：

（1）為確保工程質量在預定的范圍之內，可以采取事先試驗的方式，首先通過此方式增加工程施工的熟練度最大限度的降低誤差。在施工前可先打一組試樁，一般為三樁，這樣可以有效的確定各施工項的參數。具體有旋轉速度、鉆進速度、提升速度等。其次可以確定機械需配備的人員；

（2）開機前的檢查，具體檢查的事項包括：孔距、復核孔位，檢查鉆機是否水平、軸垂直度等。在鉆孔的過程中應著重避免鉆機的劇烈振動，以防止跳動及鉆桿擺動等問題的出現；

（3）保持噴漿的飽滿，這項問題可通過控制旋噴的壓力和提升及旋轉速度等來實現；

（4）鉆頭在鉆進的過程中，施工技術人員應保持時刻謹慎，定時檢查孔深及孔斜率，以確保以上技術指標達到設計要求，并隨時做好預警準備；

（5）加強施工監督檢查，做好檢查施工記錄，對照施工工藝對每根樁進行質量考核。對不合格的樁，根據實際情況進行處理。

2）質量檢測方法

在高壓旋噴注漿結束四周后，要及時進行質量檢驗進行。檢查對象要選擇地質條件比較復雜的地區或在噴射的過程中有異常現象的固結體，比例為注漿孔數的5%，至少對每個加固工程檢查一個。

（1）室內灰比實驗；

（2）開挖檢查 全面檢查噴射固結體的質量；

（3）鉆孔檢查；滲透試驗；標準貫入度試驗。

4 結論

綜上，旋噴樁施工工藝在我國的應用逐步完善，但還不夠成熟，施工實踐中存在的一些問題還需進一步探討。基于作者能力的限制文中的不足之處望行業多多指正，在今后的工作與學習當中亦會加強學習，爭取為我國在旋噴樁施工技術方面做出更大的貢獻。

[1]戴志鵬.高壓旋噴樁在成都某鐵路廠房工程中的應用[J].四川建筑，2007(3).

[2]胡斌.旋噴樁在橋梁工程地基處理中的應用[J].交通科技，2004(1).