板樁碼頭工程應(yīng)用高壓噴射注漿的施工技術(shù)探討

劉勇

摘 要：高壓噴射注漿技術(shù)在世界上的應(yīng)用上看是比較先進(jìn)的，而高壓噴射注漿技術(shù)在板樁碼頭施工中的應(yīng)用，近年來在我國(guó)各項(xiàng)工程被廣泛的采用，對(duì)于我國(guó)在這方面，由于設(shè)備的陳舊，施工方法的落后以及工作效率的低下等問題，高壓噴射注漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就越顯得明顯和先進(jìn)，高壓噴射注漿技術(shù)在板樁碼頭施工中的應(yīng)用也就越顯得時(shí)間上的緊迫，操作技術(shù)上的經(jīng)驗(yàn)匱乏。所以今天這個(gè)論文，希望可為類似工程在高壓噴射注漿技術(shù)在板樁碼頭施工中應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和技巧上提供參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高壓噴射注漿 板樁碼頭 施工

垂直噴射的可傾斜和水平噴射是高壓噴射注漿技術(shù)的兩種噴射方法。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展大好，工程建設(shè)要求日趨變高的情況下，這項(xiàng)技術(shù)的及時(shí)引進(jìn)對(duì)推動(dòng)我國(guó)企業(yè)快速發(fā)展將有著很高的貢獻(xiàn)。對(duì)我國(guó)工程企業(yè)在世界項(xiàng)目上地位的確立也是有舉足輕重的作用。對(duì)打入國(guó)際市場(chǎng)提供了高科技的保障。

1.高壓噴射注漿的工作作機(jī)理和類型

其實(shí)高壓噴射注漿機(jī)器的工作機(jī)理是非常好理解的，就是把帶有噴嘴的注漿管，通過鉆機(jī)鉆進(jìn)到我們想要達(dá)到的位置，只要是在地質(zhì)和機(jī)器能夠允許的情況下就可以。具體情況是通過我們的專用增壓設(shè)備，把漿液或者是水增壓到20～40MPa的高壓，這些帶有巨大壓力的漿液或者水通過事先鉆到地下指定位置的帶有噴嘴的注漿管的噴嘴噴射出來，當(dāng)這些漿液在大能量的快速推進(jìn)中，細(xì)小的粒便很快的從土層中脫落。而且這種推進(jìn)是脈動(dòng)狀的，像脈沖一樣，持續(xù)有力，當(dāng)噴射流動(dòng)的壓力超過我們要建設(shè)的土層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，有一少部分細(xì)小的土粒，隨著這種超壓下的漿液飛出水面，達(dá)到我們的目的，在這種強(qiáng)有力地沖擊下和離心力的作用中，其余的大部分土粒會(huì)和漿液按照一定的比例均勻的混合，最后重新排列，當(dāng)漿液凝固后，這些漿液土粒混合成固體，最后漿液和土層混為一個(gè)整體，這樣高壓噴射注漿的工作就圓滿完成了，以上我的詳細(xì)敘述就是高壓噴射注漿的工作作機(jī)理的全部過程，應(yīng)該是很好理解的。高壓噴射注漿的噴射方式有很多種，但都是一些過去的應(yīng)用方法。因?yàn)楣探Y(jié)體的形成和噴射的方向有一定的關(guān)系，噴射的方法不同，形成的固結(jié)體就不一。過去有一種定向噴射，顧名思義，就是機(jī)器在噴射的時(shí)候方向是固定不變，而形成固結(jié)體的形狀像墻壁狀。另一種是旋轉(zhuǎn)噴射法，旋轉(zhuǎn)噴射法就是在噴射的時(shí)候，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和上升，噴嘴不停地旋噴，固結(jié)體形成圓柱狀。目前，板樁碼頭工程應(yīng)用高壓噴射注漿施工主要有四種方法，即單管法、二重管法、三重管法和多重管法。下面我們就一一分析一下其中單管法、二重管法及三重管法工作的機(jī)理都是怎樣的。

1.1單管法

單管法就是將安裝在注漿管（單管）底部側(cè)面的，裝有特殊噴嘴的裝置，利用鉆機(jī)鉆入預(yù)定的深度，然后再用高壓泥漿泵以20～40MPa的壓力將注漿管里的漿液從特殊噴嘴中噴射出來，使其沖擊破壞土體，借助注漿管的旋轉(zhuǎn)提升運(yùn)動(dòng)，讓漿液與崩落下來的土混合，使?jié){液和土層中的沙粒按照均勻的順序充分混合，在經(jīng)過一定時(shí)間的凝固后，形成圓柱狀的固結(jié)體，這種固結(jié)體是和其周圍的土層完全能夠結(jié)合到一起的，這樣在工程中的應(yīng)用就非常有效率有質(zhì)量。這種單管噴射法在日本則稱之為CCP工法。雖然名字不一樣，但是其工作的機(jī)理都是一樣的。

1.2二重管法

二重管法和單管法有著非常的相似之處，其他的大體不差，都是利用鉆機(jī)等設(shè)備，把事先安裝在注漿管底部側(cè)面的一個(gè)同軸雙重噴嘴，當(dāng)二重注漿管鉆進(jìn)到土層預(yù)定深度后，用專業(yè)的增壓泥漿泵以20～40MPa的壓力，同時(shí)利用管底部側(cè)面的一個(gè)同軸雙重噴嘴，內(nèi)噴嘴高壓漿液，外噴嘴以0.7MPa左右的壓力噴射空氣，用這兩種介質(zhì)噴射流來沖擊破壞土層，不同于單管的一個(gè)噴嘴只是噴射出漿液。這樣通過這兩種介質(zhì)能夠更加充分的讓這三者混合，通過高壓漿液和外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，沖擊破壞土體的程度比單管法更有效，在土體中形成比單管法圓柱體直徑更大的圓柱狀固結(jié)體。日本將這種方法稱為JSG工法。

1.3 三重管法

三重管法和上述的方法大致相同，不同的是三重管法運(yùn)用三個(gè)特殊噴嘴裝置，分別噴射水、漿液、空氣。是利用水和氣流沖切土體，形成較大的空隙，在將漿液注入，從而在土體里形成比單管及二重管法大的圓柱狀固結(jié)體。

2.高壓噴射注漿技術(shù)在板樁碼頭施工中的實(shí)際案例應(yīng)用

2.1某海關(guān)緝私碼頭基本資料

某海關(guān)緝私碼頭工程，因?yàn)榇a頭風(fēng)急浪高，因此高壓旋噴樁設(shè)置每個(gè)相鄰鉆孔樁之間。板樁碼頭地下墻采用鉆孔樁排型，下面我們就進(jìn)行這次實(shí)踐中高壓噴射注漿技術(shù)在板樁碼頭施工中的具體方法進(jìn)行探討。該海關(guān)緝私的板樁碼頭工程全長(zhǎng)157.8m，東側(cè)87.4m，西側(cè)70.4m，前沿港池底標(biāo)高為-3.2m。結(jié)合工程地質(zhì)及實(shí)際情況，我們決定選用單管法高壓旋噴樁施工。

2.2高壓旋噴樁施工的前期準(zhǔn)備情況

首先根據(jù)實(shí)際情況我們確立了單管法高壓旋噴樁施工的方法，然后對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙，核實(shí)具體的設(shè)計(jì)孔位是否妨礙了施工和現(xiàn)場(chǎng)的其他工作，沒有事最好不過，如果有問題，立即與各個(gè)參建單位進(jìn)行溝通，立即提出解決方法；另外在項(xiàng)目附近搭設(shè)一個(gè)臨時(shí)的小型倉(cāng)庫(kù)，存放一些所需施工材料，方便使用和保管；關(guān)鍵是要把灌注樁的后側(cè)填滿土，當(dāng)土填至設(shè)計(jì)水位的+1.54m左右，把灌注樁，旋噴樁露出，后側(cè)的土也要挖到一樣的高度，形成一條順岸而下的施工槽；然后用槽鋼搭設(shè)鉆機(jī)的導(dǎo)軌平臺(tái)。材料方面也準(zhǔn)備就緒，袋裝425普通硅酸鹽水泥82袋，都放在了臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。機(jī)械設(shè)備方面，一臺(tái)XPB-90B高壓泥漿泵，一臺(tái)MGJ-50錨桿工程鉆機(jī)和一臺(tái)泥漿攪拌機(jī)都已經(jīng)到位等待開工。

2.3施工工藝

工藝流程：鉆機(jī)就位→鉆機(jī)開孔、插管、漿液配置→噴射注漿→移動(dòng)機(jī)具，進(jìn)入下一孔施工（參見圖1）。

根據(jù)板樁碼頭地下墻的實(shí)際情況采用由西往東依次施工的順序進(jìn)行施工。嚴(yán)格按照施工流程的具體規(guī)定，先由鉆機(jī)就位，然后鉆機(jī)開孔，其次是插管，最后漿液進(jìn)行噴射，噴射時(shí)要達(dá)到預(yù)定的壓力和噴漿量從下而上注漿，見圖2。

流程雖然是正確的，而且都很順利，但是在最后一道工序中，出現(xiàn)了冒漿回灌現(xiàn)象。在觀察高噴施工過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿時(shí)冒漿量超過20%不冒漿技術(shù)員發(fā)現(xiàn)后及時(shí)應(yīng)做好了記錄，經(jīng)過一番仔細(xì)研究之后發(fā)現(xiàn)了原因，旋噴完畢后，及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿直至漿液面不再下沉為止。最后沖洗機(jī)具并移動(dòng)機(jī)具，清理現(xiàn)場(chǎng)雜物，最終離開施工現(xiàn)場(chǎng)。

工程結(jié)束后，公司驗(yàn)收完畢，由珠海市交通工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站和廣州海建監(jiān)理公司對(duì)旋噴樁進(jìn)行了抽心強(qiáng)度檢驗(yàn)，對(duì)固結(jié)體有效直徑量測(cè)看是否符合標(biāo)準(zhǔn)，檢查中一共開挖并檢測(cè)了3根樁，質(zhì)量均能滿足設(shè)計(jì)要求，說明工藝沒問題，板樁碼頭后方，錨碇墻施工時(shí)整體開挖至標(biāo)高+0.00，開挖后旋噴樁頂部有效直徑均已超過設(shè)計(jì)的500mm。最終審定質(zhì)量合格。

3.總結(jié)

高壓噴射注漿技術(shù)在碼頭施工中應(yīng)用廣泛，此技術(shù)處理碼頭等軟土地基具有一定優(yōu)越性，本文通過對(duì)高壓噴射注漿技術(shù)類型的介紹，工作機(jī)理細(xì)致的分析，并根據(jù)實(shí)際工程案例進(jìn)行探討。讓大家對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)系統(tǒng)的全方位的了解，希望能對(duì)該技術(shù)的推廣起到一定作用。

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