淺談高壓旋噴樁在軟地基工作中的技術和應用

張偉林　張愛然

摘要：高壓旋噴樁作為一種高效經濟的地基加固技術，應用越來越廣泛。文章依據壽平鐵路臥甲路中橋高壓旋噴樁的施工以及對高壓旋噴樁進行的復合地基承載力、樁身水泥土強度、單樁豎向抗壓靜載等試驗檢測，介紹了高壓旋噴樁現場施工管理的經驗。

關鍵詞：高壓旋噴樁；地基加固；軟地基

中圖分類號：TU471 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）09-0059-04

高壓旋噴樁是地基處理的方法之一，它利用鉆機把安裝在注漿管（單管）底部側面的特殊噴嘴，置入土層預定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以20MPa左右的壓力，把漿液從噴嘴中旋轉噴射出去沖擊破壞土體，使漿液與土攪拌混合，經過一定時間凝固，便在土中形成固結體，這種方法日本稱為CCP工法。

1 工程概況

1.1 工程簡介

壽平鐵路東起壽光境內的青大鐵路田柳站、西至鄒平縣孫鎮，全長約120公里，途經四市五縣。由新建壽光至廣饒鐵路、既有興廣（廣饒至博興）鐵路、博興至鄒平鐵路三部分組成，東與青大鐵路相接，并通過大萊龍鐵路直達龍口港，是山東北部沿海港口重要的疏港通道。

山東省路橋集團有限公司承建的SDK25+929.40跨臥甲路框架中橋采用高壓旋噴樁。SDK25+929.40采用4.0+12.0+4.0m鋼筋混凝土框架結構，與道路法向夾角為35°，框架基地及出入口翼墻基地采用旋噴樁進行加固處理，樁頂設碎石加筋褥墊層。

1.2 工程地質資料

1.3 主要工程數量

SDK25+929.40跨臥甲路框架中橋高壓旋噴樁工程數量如表2所示。

2 高壓旋噴樁施工

2.1 施工準備

本工程施工前預先進行了現場試樁典型施工，然后通過現場開挖、抽芯及靜力載荷試驗進行檢測，總結施工參數并做相應修正后指導大面積施工。進行施工前主要進行以下準備工作：

2.1.1 人員配置及隊伍安排。施工前，進場人員應滿足施工需要，并經監理審批主要進場人員申報表。擬投入每班組高壓旋噴樁施工的人員配置如表3所示：

每班組高壓旋噴樁施工計劃配置各類管理人員9人、施工生產人員21人輪流施工。

2.1.2 施工機具準備。施工前，進場設備數量和性能應滿足施工需要，并經監理檢查驗收，進場施工機械、設備報驗表。投入高壓旋噴樁施工的機械設備如表4所示。

2.1.3 施工臨時設施的建設和規劃。施工前，做到場地“三通一平”，施工所用水泥經檢驗合格后，由拌和站運輸至施工現場，施工場地平整，滿足施工需要。旋噴樁平面布置圖選好挖水泥漿池地點及水泥堆放地點。施工便道利用路基貫通便道和既有鄉村道路就近引入，施工標準按項目部編寫的便道施工方案實施，寬度和路面結構應滿足工程車輛運輸通行需要。施工用水可與村民協商就近取用村民灌溉用水，根據前期水源考察能滿足施工用水需求。設立臨時生活設施。施工用電就近使用項目安裝調試好的變壓器。

2.1.4 施工測量與現場核對。框架涵施工前，測量班應根據項目部測量組復核加密的導線和水準控制點，加密旋噴樁面位置和高程控制點。測量精度應滿足相關技術要求。測量班在放出旋噴樁“十字樁”后，應在現場用灰線畫出樁的位置，根據灰線位置進行現場調查地形地貌、地下管線和三電遷改情況，并與設計文件對比，平面位置、高程、地質水文等情況是否與設計一致，如有較大出入，應及時與相關單位聯系，以便及時處理。

2.1.5 內業準備。施工前應對施工設計圖紙進行認真審核，并到現場核對，及時發現設計圖紙中的差、錯、漏等問題，并與相關單位及時聯系，及時處理。設計圖紙審核完成后，及時進行技術交底，讓各層管理和作業人員熟悉圖紙，掌握技術要求和標準，確保工程質量滿足設計與驗標要求。

2.1.6 技術準備：應用我項目的定位復測成果進行施工定位放線；根據設計文件，進行主要材料及其他材料進場前的取樣檢驗，確保工程材料質量；根據施工合同、施工調查、設計文件、施工規范、驗標和項目編制的實施性施工組織設計、項目質量計劃，作為組織和指導施工、提供技術標準和工作程序的依據；對施工工序進行詳細的技術交底，對施工的人員進行崗前培訓。

2.1.7 施工順序如下：征地拆遷→場地清理→測量放線→現場核對→編制施工方案→開工報告→工程實施→施工自檢→報檢簽證→試驗檢測→質量評定→工程驗收→土地復耕→工程保修。旋噴樁施工場地在征地范圍內，所以對于土地復耕無需施工。

2.2 施工工藝和方法

2.2.1 施工工藝流程。按照施工圖紙設計要求，框架涵箱體旋噴樁直徑60cm，長4.0m，翼墻處旋噴樁直徑60cm，長8.0m。采用單管旋噴的方法，施工工藝流程為：施工場地平整→測量定位→機具就位→鉆孔至設計標高→水泥漿配制→噴射注漿同時提升→旋噴結束成樁。

施工工藝流程如圖1所示：

2.2.2 施工方法。

（1）平整場地：先平整場地，清除地面和地下可移動障礙，應采取防止施工機械失穩的措施。

（2）測量定位：首先采用全站儀放出高壓旋噴樁施工的控制樁，然后用鋼尺放出旋噴樁的樁位，釘好小木樁，撒白灰標識。然后，現場技術人員用水準儀測量要就位點的標高，并根據施工圖紙設計樁頂標高及樁長計算出樁底標高，并交底于現場鉆機操作人員，以控制旋噴樁施工長度滿足設計要求。

（3）機具就位：用吊機移至樁位附近，然后人力慢慢移動至施工部位，由技術員負責指揮校準樁機，使樁機水平，導向架和鉆桿應與地面垂直，傾斜率小于1.5%。

（4）鉆進：鉆進采用單管法施工。該施工方法優點為鉆孔完成時插管作業也同時完成。在鉆進過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，噴嘴可以邊噴水、邊插管，鉆孔深度達到設計要求后停止鉆進。鉆進過程中宜采用低水壓，高轉速快速鉆至設計標高。

（5）漿液配制：配制水泥漿液采用袋裝P.O32.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿液配制比例按照圖紙要求通過室內配比試驗或現場實驗確定，根據《鐵路工程地基處理技術規程》（TB10106-2010）13.2.6規定，水灰比可取0.8～1.5。本方案首先施工的3顆試樁擬分別采用水灰比為1.0、1.2、1.3。旋噴樁每延米水泥用量可參考表5。

為消除離析可以選擇加入水泥用量2%的早強劑，拌制水泥灰漿時，先注入水，再加水泥，每盤攪拌時間不得少于120min，水泥漿液應在使用前30min制備，并在拌和機中不斷攪拌，直至噴漿前。水泥漿液從拌和機倒入集料斗時要過濾篩，把水泥漿液中的硬塊濾出。

（6）噴射注漿：在插入高壓旋噴管前應先檢查高壓設備和管路系統，設備的性能必須滿足設計要求。設計無要求時采取下列以往經驗數據作為試樁用的工藝參數。

注漿管：提升速度12～18cm；旋轉速度10～20r/min。

水：壓力20～25MPa；流量85L/min。

漿液壓力：≥20MPa；流量>60L/min。

空氣：壓力0.5～0.9MPa；流量0.7m3/min。

做高壓水射水試驗，檢查密封圈是否密封良好，通道是否暢通，合格后方可噴射漿液。

按照上述各項工藝參數進行施工，并隨時做好各項

記錄。

噴射時，先將壓力提升至規定的噴射壓力，噴漿旋轉30s，待水泥漿液與樁底土攪拌均勻后，再邊提升、邊噴漿，提升應反向勻速，提升速度為250mm/min，距樁頂1m時，逐漸放慢提升速度和攪拌速度，保證樁頭均勻密實。

3 旋噴質量檢測

3.1 單樁復合地基靜載荷試驗

在施工完成后40d，對高壓旋噴樁進行了單樁復合地基靜載荷試驗，經綜合評定，承載力滿足設計要求。

3.2 鉆芯檢測

成樁28d后進行了鉆芯取樣，芯樣外觀均勻，整體性較好，樁長滿足設計要求，鉆蕊取樣結果見表7。

3.3 樁身水泥土強度試驗

芯樣抗壓強度試驗結果見表7，可以看出，進行芯樣的抗壓強度滿足設計要求。

4 結語

高壓旋噴樁法施工及養護周期長，與換填法相比不足之處顯而易見，但其成本低、經濟性好，而且后期效果穩定，是一種值得推廣的地基處理方法。

參考文獻

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作者簡介：張偉林（1971—），男，山東青州人，山東省地方鐵路局工程師，研究方向：土木工程。

（責任編輯：周 瓊）