高壓旋噴樁在高速公路施工中的應用

郭少杰

（中鐵十八局集團隧道工程有限公司，四川成都 300350）

高壓旋噴樁在高速公路施工中的應用

郭少杰

（中鐵十八局集團隧道工程有限公司，四川成都 300350）

在高速公路施工過程中經常會遇到軟土路基，為保證施工質量，需要對公路軟土路基進行處理。以實際工程為例，采用高壓旋噴樁施工技術，工程完工后取得良好施工效果。

高壓旋噴樁；測量放樣；技術參數

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.67

0 前言

在高速公路工程施工過程中，高壓旋噴樁是一種常用的地基加固措施，具有輕便、操作簡單、施工成本低、施工速度快等優點。在高速公路軟土路基中應用高壓旋噴樁處理軟土路基，能夠固定軟土，有效降低不均勻沉降量。

1 工程概況

某高速公路工程某標段總建設長度為4.5 km，施工過程中出現了一段軟土路基，在對工程進行分析后，經參建各方研究確定使用高壓旋噴樁技術對軟土路基進行加固處理，總處理長度36 m，路基處理寬度31 m。旋噴樁施工技術參數，樁徑≥50 cm，單樁長度12 m，樁間距1 m，水泥土樁固結體28 d單軸抗壓強度標準值≥2 MPa，水泥土樁固結體28 d單軸承載力≥150 kN。

2 高壓旋噴樁加固機理

高壓旋噴樁加固機理：高壓旋噴注漿法是把與注漿管連接在一起的噴射器送到預定地層后，借助高壓泵產生的高壓噴射流對土層結構形成破壞作用，從而使土粒發生分離或剝落，除小部分土粒返出孔外，大部分的土粒會在噴射流的作用下，在壓力的影響范圍之內重新進行排列，并被水泥漿液所膠結，從而形成性質穩定、結構強度較高的固結體，即旋噴體[1]。從受力的機理分析，通過高壓注漿法形成的旋噴樁能夠作為樁基礎來使用。按照噴射方式的不同，可將噴射注漿分為單管法、雙管法和3管法3種。該工程使用的是單管法。

3 工程施工準備工作

3.1 主要選配機具

該項工程主要是使用單管施工方法進行高壓旋噴樁施工，采用的機械設備主要有以下幾種，即地質鉆探機與高壓注漿泵、空壓機、水泥漿攪拌機等，其中鉆機的鉆桿直徑114 mm，采用1個噴嘴，噴嘴的直徑3 mm。

3.2 材料與配合比

（1）使用型號為P.O.32.5R的水泥，符合水泥使用標準。

（2）對于水泥的配合比，通過試驗得知水泥漿水灰比為。水泥的摻量為200 kg/m，做好施工過程記錄工作。設計要求在正式施工前先進行有關的試樁施工，為保證試驗樁具有代表性，噴樁設計最大深度為18 m，取試驗樁長度為20 m。

（3）旋噴樁施工的基本參數，清水壓力10 MPa，噴漿壓力22 MPa，水灰比0.8∶1，水泥摻量200 kg/m。

4 施工工藝及技術要求

4.1 施工流程

平整場地→定孔、鉆機就位→鉆孔→安裝調試、試噴→下噴射管→制漿→高壓噴射注漿作業（噴射參數調整）→噴射作業結束→成樁（墻）→沖洗器具→移開機具→回填注漿。

4.2 施工準備工作

首先清理施工路段的場地，并將地面上所有的草皮以及雜物清理干凈。然后對洼地進行抽水與清淤處理，再根據施工設計需求采用黏性土回填洼地，并使用堆土機進行平整處理，再做成橫坡確保排水順暢，最后再在路基兩旁修建土溝，保證場地整潔干凈。

4.3 樁位放線

在施工前應嚴格按照施工設計圖紙對施工樁位進行確定和標志，結合施工順序做好標記編號。接著利用小木樁在施工現場準確的標出每一個樁的具體位置。樁位的平面誤差必須控制在50 mm之內。

4.4 機具定位

鉆機穩定就位后首先對鉆機的水平度進行調整，然后讓鉆頭對準樁位的中心點，然后從2個方向對鉆桿的垂直度進行調整，誤差應≤0.5%。

4.5 鉆孔

下鉆之前嚴格控制清水的壓力在10 MPa左右，只有這樣才能確保噴嘴不堵塞，同時還需要對土體進行噴射處理，確保土體形成混合液，有效減少噴漿作業的阻力，全面提升樁體的施工質量。在鉆進施工中需隨時針對鉆桿的垂直度進行測量，若出現垂直度偏差現象時需及時使用相應的措施予以處理[2]。如果鉆孔施工的深度已經滿足設計需求，可立即停止鉆進作業。鉆孔施工結束的同時，也要確保插管作業順利完成。

4.6 漿液拌置及噴漿作業

（1）灰漿的制作流程。嚴格按照施工工程的設計需求進行施工，每米的有效樁需要損耗200 kg灰漿。施工前期必須要按照設計需求用量進行灰漿制作，在制作過程中充分攪拌灰漿，控制攪拌時間≥15 min，若是灰漿攪拌時間不充足則無法進行使用，對于超過初凝時間的灰漿也應禁止投入使用。灰漿在使用前需要進行必要的過濾，以防在施工過程中對噴嘴形成堵塞。

（2）旋噴管下降到指定深度、灰漿制作完成后則可以開始旋噴作業，該工程的旋噴作業根據由下至上順序開展。在旋噴施工中需認真根據實際狀況嚴格控制好旋噴速度和提升速度，而實際旋轉速度和提升速度必須要根據冒漿的實際狀況進行調整。對旋噴管拆卸作業過程中必須要以最快速度完成各項工作，并且旋噴管間的搭接長度應＞0.2 m。在旋噴施工過程中必須要安排專門的監督人員檢查各項指標參數，其中需要重點檢查漿液的初凝時間和注漿流量以及提升速度等，在高壓旋噴施工過程中需要確保噴射注漿壓力在22 MPa，旋噴過程中提升鉆桿，提升速度保持在20～25 cm/min，注漿旋轉速度保持在20～25 r/min。

（3）提速控制。在施工中需按照施工工程的實際狀況來設置提升速度，一是有效提升樁的端部承載力，當到達樁端位置時需展開噴漿作業，并且保證脫檔噴漿作業的時間＞30 s。采用此種方式展開作業能夠確保樁底部實現最大樁地直徑。二是采用2擋提升速度，同時也是正常成樁的提升速度。

4.7 機具的沖洗

高壓噴槍施工結束后需及時拆卸注漿管等機具，然后全部清洗施工工具，徹底清洗干凈機具內部的漿液。其中沖洗方法是將漿液換成清水，并在地面上進行沖射，直到漿液被全部沖洗干凈為止。

5 施工質量檢查

成樁28 d后進行鉆芯取樣，然后進行無側限抗壓強度試驗，分別從樁基的上部、中部和下部3個部分取試件。試件無側限抗壓強度如果超過3 MPa,則達到了設計要求。同時鉆芯取樣對樁長、旋噴的均勻性進行檢查。經過檢查證明試驗樁芯樣均勻，沒有出現斷樁的情況，樁長也達到了施工要求。對單根旋噴樁進行荷載試驗后，承載力達到設計要求，施工效果良好。

6 結束語

高壓旋噴樁的主要優點是施工速度快，施工便捷性強，施工成本低，在高速公路施工特別是軟土路基的處理廣泛應用。探討高壓旋噴樁對軟基進行加固處理的施工工藝，工程施工后加固效果良好，有效解決了軟土地基不均勻沉降的問題，同時也可節省投資，提高施工效率。

［1］董俊華.京秦二通道CFG樁與高壓旋噴樁復合地基效果分析［D］.天津：河北工業大學，2013.

［2］張鑫.高壓旋噴樁在高速公路軟弱地基中的應用研究［D］.西安：西安科技大學，2007.

U415.6

B

〔編輯 利 文〕