路橋軟基處理中高壓旋噴樁的應用

賴欽獅，賴晏生

(1.中交第三航務工程局有限公司廈門分公司；2.中交三航(廈門)工程有限公司，福建 廈門 361000)

路橋軟基處理中高壓旋噴樁的應用

賴欽獅1，賴晏生2

(1.中交第三航務工程局有限公司廈門分公司；2.中交三航(廈門)工程有限公司，福建 廈門 361000)

基于目前路橋軟基處理過程中出現的問題，文章分析了高壓旋噴樁在路橋軟基處理中應用的重要性以及應用現狀，并提出了優化高壓旋噴樁施工技術的方法，其目的是為相關人員提供借鑒。

路橋工程；軟基處理；高壓旋噴樁

1 工程概況

國道319線漳州段改線一期工程(廈漳同城大道)K23+889-K23+916.5段路基填土高度在8.80～9.39 m。由于地下水埋深在1.5 m以內，工程建設受軟土地基的影響嚴重，原設計采用CFG樁處理軟基，因高壓線凈空高度較低(最低處約21 m),CFG樁處理設備的樁架高度較高(24 m),不滿足施工安全距離的要求。為確保施工安全，根據實際情況采用高壓旋噴樁來進行軟土地基處理。

2 路橋軟基處理中高壓旋噴樁施工技術應用現狀

2.1 高壓旋噴樁冒漿

造成路橋軟基處理施工中高壓旋噴樁冒漿問題發生的原因是有效噴射范圍與注漿量不匹配，這就增加了旋噴樁的冒漿量。

2.2 固結體頂部收縮

在實際路橋軟基處理工程施工建設過程中，很多施工單位采用高壓旋噴機來對純水泥漿進行噴射。然而，當土粒與漿液攪拌在一起后，由于漿液析水的影響使得凝固的過程中發生了不同程度的收縮問題。這種情況，就容易導致高壓旋噴樁的固結體頂部出現凹穴。而發生凹穴的深度，是隨著工程建設的地層結構、固結體全長以及固結體的直徑來決定的。

2.3 設備運行壓力上升

高壓旋噴樁設備運行的壓力驟然上升，是因為注漿泵水泥漿儲備箱與高壓泵的吸水管沒有設置相應的過濾網造成的。由于高壓旋噴樁設備在實際運行過程中，會在風道、水道以及漿道內產生運行垃圾。此外，高壓泵、注漿泵以及空壓機沒有按照正確的順序進行開動，這就使得在風道和高壓水在相對壓力的作用下，泵送的水泥漿的過程容易受到堵塞。對于高壓旋噴樁的注漿泵沒有進行定期的保養工作，使得其在實際運行過程中容易發生設備故障。

3 優化路橋軟基處理高壓旋噴樁施工技術方法

3.1 成樁施工技術

首先，旋噴機或鉆機在就位時要保證其機座平穩，而且無論是轉盤與孔位還是立軸要進行對正。同時，旋噴機與鉆機設備的實際傾角與設計間的誤差要控制在0.5°以內。其次，在利用高壓旋噴樁進行噴射注漿前，施工操作人員要檢查其運行的管路系統和相關高壓設備。具體來說，就是指設備的排量和壓力要與工藝性試樁成功后提取的參數保持一致。此外，對于管路系統中的密封圈必須要處于正常使用狀態，即噴嘴與通道內不能存在雜物垃圾。再次，對于噴射注漿過程中，開動注漿泵要在估算水泥漿峰值后才開始提升注漿管。在鉆進的過程中，要采用清水旋噴成孔的方式進行成樁。當高壓旋噴樁的鉆頭鉆進距離樁底標高1 m的位置后，需要對其進行噴漿處理。此狀態持續1 min后，再按照自下而上方式進行提速。最后，在成型高壓旋噴樁的過程中，要以避免固結體脫節為原則，是噴漿的孔段與前段保持0.1 m的搭接。

3.2 注漿技術

路橋工程處理軟基問題的高壓旋噴樁的注漿施工技術，主要是利用鉆機對帶有噴嘴的注漿管鉆到設定好的土層深度，然后通過相應的高壓設備將漿液和水的壓力在20 MPa以上的高壓流從噴嘴中向外噴射，進而使土體遭到破壞。當能量過大，速度也過快，并且呈現出脈動狀態時，其噴射流的動壓比土體結構的強度大，土粒就會從土體上切割下來。其中有一小部分土粒是隨著漿液而出現的，另外的部分是在噴射流以及沖擊力、離心力等的作用下，和漿液進行攪拌，同時按照相應的漿土比例以及質量的大小，按照一定的規律進行重新排列的，當漿液產生凝固后，就會有相應的固結體在土中形成。其中，固結體和噴射流噴射的方向有著直接的關系，一般情況下，可以分為旋轉噴射和定向噴射兩種形式。在這種情況下，可以利用高壓旋噴注漿法進行淤泥、粘性土、粉性土以及黃土等的處理。這一方式既能在既有建筑地基處理施工中應用，使其地基得到加固，也可以在新建筑地基中應用，對其地基進行科學處理。

3.3 施工工藝控制

在實際的施工過程中，高壓旋噴的施工工藝要按照如下方法進行作業。首先，施工前，施工技術人員要根據現場的環境和地下埋設物的位置情況，來復核高壓噴射注漿的設計孔位。即根據地質情況選取具有代表性點來進行不少于5根工藝性試樁，其目的是，檢驗機具性能及施工工藝中各項技術參數，即水泥漿稠度、工作壓力、提升速度以及鉆進等是否與實際情況相符。如表1所示，為質量檢驗內容及標準。

表1 質量檢驗內容及標準

其次，明確施工工藝流程：場地平整、測量、鉆機就位、鉆孔至設計標高、由下而上旋噴成樁、成樁、移動鉆機以及進行下一樁體施工。由于噴射漿液的離析作用，一般會產生不同程度的收縮，這就導致固結頂端出現一定的凹穴，因此需要將水灰比為0.5的水泥漿進行及時的補灌，并且防止其他鉆孔排出的泥土泥雜物進入。對鉆機進行移動就位，將其設置在設計的孔位上，在對這一工序進行施工的過程中，進行旋噴機傾斜度的控制，使其傾斜度控制在1.5%以內。進行制樁施工時，首先進行間隔打樁，然后實施隔排施工，相鄰兩樁施工時間間隔不小于48 h,間距不小于4～6 m。再次，當施工結束后，應當進行注漿管等機具的沖洗，但是要注意的是，保證管內和機內不能殘存在水泥漿。為了使樁位的準確度得到保障，施工技術人員要對樁位進行測量放樣和交底，各班的機長應當進行相應的書面交接和現場交接。最后，進行噴射施工時，為了滿足設計樁徑及強度要求，必須嚴格保證注漿壓力及注漿量，對于深層硬土，為了避免固結體尺寸減小，可以采取提高注漿壓力、泵壓以及降低回轉，提升設備運轉速度。值得注意的是，為保證樁底端的作業質量，設備應在底部旋轉30 s左右，再邊噴漿邊提升注漿管。此過程，施工技術人員要隨時注意泵壓的調整和異常情況。對于噴漿過程中的冒漿情況，一旦發現異常，應立即采取有效措施對其進行處理，以提高成樁的質量。

[1] 王文明.高壓旋噴樁在路橋軟基處理中的應用[J].中國高新技術企業,2012,(17):76-78.

[2] 任艷玲.高壓旋噴樁在道路軟基處理中的應用[J].山東交通科技,2014,(6):97-98.

[3] 劉黎,崔曉峰.高壓旋噴樁處理技術在軟土地基中的應用[J].公路交通科技(應用技術版),2011,(11):131-134.

2016-12-28

賴欽獅(1988-)，男，福建泉州人，助理工程師，研究方向：路橋施工管理技術。

U416.1

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1008-3383(2017)02-0052-02