旋噴樁工藝在涵洞沉降處理中的應用研究

田 瑞 生

(山西交通控股集團有限公司晉中高速公路分公司，山西 晉中 030600)

涵洞在公路工程中較為常見，涵洞的穩定性對于公路工程的質量有著較為重要的影響。由于地質條件的不同，部分涵洞會出現沉降的情況，如果不對其有效地進行處理，將影響行車安全。在對涵洞沉降進行處理的過程中，旋噴樁是一種較為常見的工藝，旋噴樁是在高壓噴射注漿法的基礎之上發展而來的，旋噴樁工藝融合了靜壓注漿法和水力學技術。在應用旋噴樁工藝的時候，主要是利用射流實現對地層的切割和攪拌，在將漿液與土體混合體充分攪拌之后，再使其形成固結體，進而將原地層的結構和組成改變，實現對于地基的加固。在一些不良地質區域進行涵洞建設時，常常會出現涵洞沉降的情況，而通過旋噴樁工藝，可以有效地對涵洞沉降問題加以處理，從而保證涵洞建設的質量。

1 旋噴樁工藝概述

旋噴樁工藝的主要作用就體現在對土體的改良上，因此在地基處理中常常會應用到旋噴樁工藝。旋噴樁工藝不同于鉆孔灌注樁，在應用旋噴樁工藝的時候，其鉆孔機所采用的是改制鉆頭，先將鉆桿鉆至要求的土層深度，并且在鉆桿內孔還有專門的孔道，通過該孔道可以實現對水泥漿液的輸送。在鉆機鉆進的過程中，水泥漿液也隨著鉆機的旋轉葉片向四周土體進行噴射。在鉆桿提升的過程中，旋轉葉片會從下到上把周圍的土體打碎，同時通過噴射配置好的水泥漿液，一邊打碎一邊攪拌，待攪拌完成之后，水泥土體混合物就會固化，從而實現了對于土體的加固，顯著地提高其承載力。

作為一種有效地不良地基處理方式，旋噴樁對于地基以及周邊的建筑物所造成的影響非常小，而且在施工過程中所產生的噪聲也非常低，同時相應的施工活動的安全風險也較低，尤其是在處理軟土地基的過程中，能夠有效地控制地表下沉。所以將其應用在涵洞沉降處理之中能夠有效地提高涵洞地基的承載力。

2 涵洞沉降處理中旋噴樁工藝要點

2.1 鉆機準備

在應用旋噴樁工藝進行涵洞沉降處理的時候，鉆機是非常重要的設備，因此需要先進行鉆機準備。在進行鉆機準備時，應該嚴格按照涵洞加固方案要求，對于孔位加以確定，并且預先做好相應的標記。在鉆機到位之后，將其調平并且安裝穩固。安裝時應該保證轉盤、鉆桿軸線對準設定的樁位，確保軸線位置的偏差不超過2 cm，然后再對鉆架和鉆桿進行調整，確保鉆桿的垂直度偏差不超過1%。最后再對操作平臺進行搭設，將攪拌機、高壓泥漿泵、水電頭、閘閥等安裝到位，并且對管路系統及設備進行檢查，確保連接密封完好。在準備好鉆機之后，還需要進行開機試運行，確認鉆機各項性能正常之后，才能夠進行成孔施工。

2.2 成孔施工

在準備好鉆機之后，即可開始成孔施工，在成孔的過程中，首先需要通過鉆機預鉆導孔成孔，在正式進行鉆孔施工之前，需要對每一根鉆桿的長度進行編號，并且對鉆桿的長度進行測量，按照測量的結果以及設計樁底的標高對于鉆桿的鉆土深度加以確定。鉆進過程中，需要在鉆桿壁上將鉆入深度控制表現標記出來，以對鉆孔深度進行控制，而且在鉆孔過程中需要注意記錄地層的情況。

2.3 配置漿液

漿液配置也是旋噴樁技術中一個重要的內容，漿液的配置應該在旋噴前1 h內進行，而且在配置漿液的過程中，必須要將硬塊以及砂石等雜質去除干凈，避免出現管路以及噴嘴堵塞的情況。同時還需要將水灰比控制在規定的范圍內，為了避免漿液出現離析的情況以及保證漿液具有良好的可噴性，同時減緩漿液的沉淀速度，可以在漿液之中加入適量的膨潤土，漿液配置好之后需要及時地使用。

2.4 旋噴施工

旋噴施工時，首先需要將旋噴管下沉到設計深度，在開始旋噴之前，需要先進行試噴，通過試噴確定注漿系統運轉情況，在確認注漿系統運轉情況良好之后，再使用注漿泵將水泥漿液輸送到旋噴管，待水泥漿液開始從噴嘴流出之后，按照設計方案要求對鉆頭轉速加以控制，并且同時按照要求速度對鉆桿進行提升，此外，還需要對于注漿泵壓力以及流量加以控制。在旋噴施工過程中，需要注重對漿液流量、注漿壓力、旋轉速度以及提升速度等進行檢測，并且形成記錄。噴射注漿施工一般情況下需一次性完成，如在施工過程中需要對注漿管進行拆卸，則應該先停止提升和旋轉，然后停止送漿，最后停機之后再進行注漿管的拆卸。在旋噴管提升到接近地面標高時，應該從地面標高1 m以下的位置開始減緩提升速度。在到達地面之后，應該立即停止提升，并且繼續在原地旋噴約40 s，再停止旋噴。

2.5 拔管

在旋噴注漿達到了設計標高之后，還需要繼續通過注漿管進行漿液的輸送，直至漿液從孔口返出時，才能夠停止送漿。停止送漿之后應該及時將輸漿管拔出，并且及時將輸漿管放入清水中進行清洗，將注漿管以及注漿泵之中的水泥漿液清除，最后再停泵。

2.6 驗收

在利用旋噴樁工藝完成了涵洞的沉降處理之后，必須要對施工的質量進行驗收，在加固之后應該對加固位置的沉降情況進行觀測，觀測時間一般為1個月～3個月，通過觀測涵洞的最大沉降量判斷涵洞是否穩定。如果通過觀測發現涵洞的最大沉降量低于規定值，則表明涵洞的沉降已經穩定，說明加固效果良好，可以交付使用。

3 涵洞沉降處理中旋噴樁施工質量控制措施

3.1 加強工序銜接管理

在利用旋噴樁工藝進行涵洞沉降處理時，主要涉及到定位、鉆進和噴漿等幾道關鍵工藝，各個工序之間的銜接對于沉降處理的質量有著非常重要的影響，所以必須要加強各道工序之間的銜接管理。在每一道工序完畢之后，必須要及時地對施工質量進行檢查，在完成了鉆機定位之后必須要檢測鉆機定位的誤差，確保鉆機偏差、鉆桿垂直度誤差在規定的限值之內時才能夠進入下一道工序，在完成鉆進之后，必須要對成孔的標高進行檢查，保證標高滿足設計要求才能夠繼續進行下一道工序，在噴漿完成之后，必須要對加固的效果進行檢查，確保涵洞沉降穩定之后才能夠結束施工。

3.2 嚴格按照方案施工

在利用旋噴樁工藝進行涵洞沉降處理時，必須要嚴格按照設計方案進行，所有工藝參數不得隨意變更。同時在制定旋噴樁施工方案的時候，也需要針對一些常見的問題制定專門的應急處理預案，例如泵壓的突升、突降、大量冒漿等，針對這些異常情況必須要有專門的應急預案，在施工過程中一旦出現這些問題，按照預案對其進行處理。

3.3 加強施工檢查

加強施工檢查也是保證涵洞沉降處理質量的一個有效措施，應用旋噴樁工藝進行涵洞沉降處理的過程中，施工檢查主要包括三個方面的內容，第一是施工前的檢查，第二是施工過程中的檢查，第三是施工后的檢查。施工前的檢查主要包括原材料、機械設備以及噴射工藝的檢查，通過施工前的檢查可以為施工活動的開展奠定良好的基礎。施工中的檢查主要包括鉆機轉速、沉鉆速度、提鉆速度、注漿壓力、注漿速度等內容，只有控制好這些工藝參數，才能夠更好地保證注漿施工的質量。而施工后的檢查則主要包括固結土體的整體性及均勻性、有效直徑、強度、抗滲性及耐久性等。在施工檢查過程中，常見的檢查項目及相應的技術標注和檢查方法如表1所示。

表1 旋噴樁施工檢查項目

4 結語

在涵洞施工過程中，涵洞沉降是較為常見的情況，本文就旋噴樁工藝在涵洞沉降處理中的應用進行了相應的介紹，首先簡要說明了旋噴樁工藝的概念及特點，然后就涵洞沉降處理中旋噴樁技術工藝要點進行了介紹，最后提出了在涵洞沉降處理過程中旋噴樁施工質量控制措施，以期能夠為旋噴樁工藝在涵洞沉降處理中應用提供一定的參考。