高壓旋噴樁施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量保證措施探析

黃靈玲，蔣如潔，何文光

（浙江省正邦水電建設(shè)有限公司，杭州 311200）

高壓旋噴樁技術(shù)是通過(guò)鉆床向深土層內(nèi)安裝注漿管，用高壓注漿從噴頭噴出的方式，沖擊破壞沙土，鉆桿在此過(guò)程中會(huì)將漿液與沙土粒等材料混合攪拌，最終成為一個(gè)圓柱狀的漿液沙土凝固體。目前，高壓旋噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，相關(guān)工藝技術(shù)在實(shí)踐中逐步完善。文章以三門(mén)縣海塘加固工程為例，重點(diǎn)對(duì)高壓旋噴樁施工技術(shù)工藝的選擇、施工技術(shù)要點(diǎn)以及施工質(zhì)量控制等方面進(jìn)行分析。

1 工程簡(jiǎn)介

三門(mén)縣海塘加固工程（浦壩北岸閉合塘標(biāo)段）位于三門(mén)縣東南部的浦壩港鎮(zhèn)，是三門(mén)縣海塘加固工程組成部分。本工程在長(zhǎng)壩頭閘站的上、下游消力池等部位地基采用高壓旋噴樁加固，設(shè)計(jì)樁徑為600mm，樁距1m，樁數(shù)量為1703根，樁長(zhǎng)8m。該工程采用水泥型號(hào)為42.5R，水泥摻入量計(jì)劃按21%（113kg/m）分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工；水灰比為1(漿液密度：1.51g/cm3)；提升速度0.20m/min；設(shè)計(jì)要求28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.5MPa，單樁承載力與復(fù)合地基承載力分別高于80kN與90kPa。

2 施工工藝與技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工工藝流程

本工程采用單重管高壓旋噴樁施工工藝，施工工藝流程圖，如圖1 所示。

圖1 旋噴樁施工工藝流程圖

2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 樁位放樣

在開(kāi)始施工之前，需用全站儀放樣以確定每個(gè)樁位的位置，確保樁孔偏差在合理范圍以?xún)?nèi)。

2.2.2 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)后需到達(dá)指定位置進(jìn)行開(kāi)工前的準(zhǔn)備工作，包括調(diào)平、對(duì)中等，器械工作參數(shù)均須達(dá)到開(kāi)工標(biāo)準(zhǔn)；鉆機(jī)調(diào)整完畢后，施工時(shí)所需的空氣壓縮機(jī)、高壓泵以及泥漿泵等設(shè)備也需進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，盡量避免在工作時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題；鉆機(jī)工作前需對(duì)鉆桿尺寸進(jìn)行調(diào)整，要符合工程的設(shè)計(jì)需求[1]。

2.2.3 鉆進(jìn)

在鉆進(jìn)工作正式開(kāi)始前，需將運(yùn)行中的機(jī)械在地面進(jìn)行試噴，試噴效果符合要求后，保持機(jī)器的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行鉆進(jìn)工作。此時(shí)還需要噴水配合鉆進(jìn)作業(yè)，噴水的目的是避免砂土泥漿堵塞噴口，水壓不宜過(guò)大，保持在1MPa 以?xún)?nèi)即可，在此配合之下，繼續(xù)鉆進(jìn)作業(yè)。同時(shí)應(yīng)注意鉆進(jìn)過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)的記載，隨時(shí)記錄鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆孔深度數(shù)據(jù)，在達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后停止鉆進(jìn)工作。

2.2.4 漿液配置

水灰比例一般取1.0~1.5，水泥型號(hào)為42.5R，在施工正式開(kāi)始前1h 需將水泥漿準(zhǔn)備妥當(dāng)，攪拌時(shí)，按照正確的順序依次添加水和水泥，攪拌時(shí)間要超過(guò)3min，漿液的攪拌不能停頓，直至在攪拌機(jī)內(nèi)達(dá)到噴漿。在將漿液排放至料倉(cāng)的過(guò)程中需要篩除里面未能充分溶解的水泥硬塊，最后，將準(zhǔn)備好的水泥漿送至器械內(nèi)即可開(kāi)始噴射注漿作業(yè)。

2.2.5 高壓噴射注漿

高壓噴射注漿作業(yè)是需要連續(xù)進(jìn)行的，整體作業(yè)方向是從下到上的。作業(yè)流程是需要先零荷載開(kāi)啟空壓機(jī)，空壓機(jī)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)之后，繼續(xù)零荷載開(kāi)啟高壓泵，同時(shí)向孔內(nèi)輸送風(fēng)與水，在輸送的風(fēng)量和泵壓達(dá)到預(yù)定值的時(shí)候，方可開(kāi)啟注漿泵，當(dāng)泵頭有水泥漿噴出后開(kāi)始提升作業(yè)。鉆桿的作業(yè)狀態(tài)應(yīng)在施工過(guò)程中盡可能保持不間斷地進(jìn)行鉆進(jìn)工作，工作時(shí)不要輕易中斷，如果工作時(shí)鉆機(jī)出現(xiàn)意外，需要立即停止相關(guān)施工作業(yè)，在切斷電源之后對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行檢修。在鉆機(jī)旋噴時(shí)，可以通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)噴漿時(shí)間保證樁底部乃至整個(gè)樁的質(zhì)量，提高成樁率。隨著鉆進(jìn)工作的持續(xù)進(jìn)行，需及時(shí)觀(guān)察土層性質(zhì)的變化，適時(shí)調(diào)整旋噴參數(shù)，以適應(yīng)工作要求。

2.2.6 鉆機(jī)移位

當(dāng)鉆機(jī)旋噴提升達(dá)到工程設(shè)計(jì)的數(shù)值時(shí)，需要立即停止作業(yè)，并將機(jī)械放置在合理的位置，不對(duì)樁造成影響，工作結(jié)束后，需清洗注漿泵和運(yùn)輸管道，最后將鉆機(jī)移位，以待后續(xù)工作。

2.3 高壓旋噴樁施工主要技術(shù)參數(shù)

表1 高壓旋噴樁施工主要技術(shù)參數(shù)

2.4 施工控制要點(diǎn)

1）施工前應(yīng)處理好場(chǎng)地，確保“三通一平”，報(bào)告工程監(jiān)理；對(duì)所有的進(jìn)場(chǎng)水泥量、每日使用水泥量做好登記管理記錄，方便隨時(shí)查驗(yàn)復(fù)核等工作進(jìn)行；高壓旋噴樁的施工作業(yè)應(yīng)由專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)，并且施工過(guò)程需要相關(guān)人員的全程監(jiān)控，并做好施工日志記錄表，按照要求工作。

2）樁的長(zhǎng)度需要按照設(shè)計(jì)要求施工作業(yè)；在鉆機(jī)進(jìn)入場(chǎng)地之后開(kāi)始作業(yè)之前，需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)平、對(duì)中等工作；鉆桿長(zhǎng)度也應(yīng)用相對(duì)明顯的顏色畫(huà)出刻度線(xiàn)，方便施工人員了解鉆孔深度，在成樁4 周后的時(shí)間點(diǎn)要鉆孔取芯，測(cè)量樁長(zhǎng)度鉆機(jī)就位時(shí)底座需要及時(shí)調(diào)整平穩(wěn)，并且立軸、轉(zhuǎn)盤(pán)需與孔位對(duì)準(zhǔn)，傾角誤差不能超過(guò)1%；噴漿前要確保鉆桿尺寸已經(jīng)校準(zhǔn)符合施工要求，在成樁28d 后鉆孔取芯，檢查成樁效果。

3）在正式作業(yè)之前，需對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備做統(tǒng)一檢修，使機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)性能指標(biāo)，可以達(dá)到施工作業(yè)時(shí)所要求的相關(guān)參數(shù)；當(dāng)注漿泵機(jī)啟動(dòng)后，特別注意不要一開(kāi)始就注漿提升，一定要等泥漿流出噴嘴時(shí)才能開(kāi)始噴漿，并且噴漿時(shí)需要從下到上開(kāi)始旋噴注漿。

4）在旋噴樁的施工作業(yè)中，將常會(huì)有沙土伴隨漿液冒出地面的情況發(fā)生（即冒漿）。需要觀(guān)察冒出漿液的量有多少。一般情況下，只要冒漿量不超過(guò)20%都是正常的；但也不能完全無(wú)冒漿或者冒漿量過(guò)大超過(guò)20%，出現(xiàn)這兩種情況時(shí)表示施工作業(yè)可能存在問(wèn)題，需要及時(shí)查明情況，并采取正確的措施[2]。

3 質(zhì)量要求與保證措施

3.1 質(zhì)量要求

3.1.1 質(zhì)量檢驗(yàn)

在成樁的第3 天，應(yīng)用輕型動(dòng)力觸探檢查樁身的均勻性；無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)需要達(dá)到28d 1.5MPa；在28d 荷載試驗(yàn)中，需單樁承載力與復(fù)合地基承載力分別超過(guò)80kN 與90kPa。

3.1.2 外觀(guān)檢查

樁體外觀(guān)檢查，樁體表面應(yīng)均勻圓滑，沒(méi)有凹陷情況，也沒(méi)有縮頸現(xiàn)象；水泥漿液的攪拌施工足夠均勻，樁體凝結(jié)密實(shí)，不松散。

3.1.3 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

高壓旋噴樁的檢查標(biāo)準(zhǔn)，如表2 所示。

表2 高壓旋噴樁的檢查標(biāo)準(zhǔn)

3.1.4 檢驗(yàn)程序

①施工準(zhǔn)備→②編制施工方案→③施工技術(shù)交底→④現(xiàn)場(chǎng)試樁→⑤檢樁→⑥檢測(cè)合格后→⑦高壓旋噴樁施工。

3.1.5 施工檢查內(nèi)容

1）施工前檢查：

在施工前，需檢查原材料的質(zhì)量合格證書(shū)，謹(jǐn)防質(zhì)量造假；漿液配比需要符合工程條件；設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，尤其是高壓旋噴設(shè)備、空壓機(jī)、泥漿泵等，在正常作業(yè)之前都應(yīng)開(kāi)機(jī)試運(yùn)行，確保所有設(shè)備都能正常運(yùn)行；檢查樁位的位置信息不能出錯(cuò)，檢查相應(yīng)儀表、儀器的功能，需均可正常工作，不能出現(xiàn)停表、反應(yīng)遲鈍等狀況，還需保證供壓、供水等的數(shù)值符合標(biāo)準(zhǔn)；在施工作業(yè)前需進(jìn)行試運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)[3]。

2）施工時(shí)檢查：

在施工時(shí)，需要經(jīng)常檢查的項(xiàng)目有以下幾種：要確定鉆機(jī)鉆桿的垂直程度和鉆頭的相對(duì)位置；明確水泥漿液的配比數(shù)據(jù)；確定噴射注漿時(shí)的噴射壓力、噴射速度以及噴射量等；還有鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、沉鉆與提鉆速度等。

3）施工后檢查：

在施工完畢后，主要檢查固結(jié)體是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，會(huì)選用相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行綜合檢查評(píng)估。

3.1.6 成樁質(zhì)量檢查

在高壓噴射注漿結(jié)束后28d 左右進(jìn)行成樁質(zhì)量檢查，通過(guò)檢查關(guān)鍵部位的內(nèi)芯情況確定樁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于不合格的需要進(jìn)行補(bǔ)充噴漿，直至達(dá)到質(zhì)量檢查的要求方可。

3.2 質(zhì)量保證措施

為使施工質(zhì)量達(dá)到工程要求，在工程中經(jīng)常采用一些質(zhì)量保證措施，在本次工程中，采用的質(zhì)量保證措施有如下10 種：

1）在正式灌漿之前，還需先在地面試驗(yàn)，待符合要求之后可以開(kāi)啟注漿施工作業(yè)。

2）施工盡量避免相鄰孔噴漿，相鄰孔之間容易出現(xiàn)串漿的情況，提高了噴漿失敗的概率。

3）施工所用材料均須出具質(zhì)量合格證明，并分批次抽查，對(duì)不合格的材料不予使用；尤其是水泥，既要做好前期的質(zhì)量控制，也要做好后期的質(zhì)量管理，特別是做好防水。

4）在確定施工材料配比之前，需先試樁，試樁效果符合要求之后，正式施工作業(yè)即可應(yīng)用試樁時(shí)的材料配比，每日的施工作業(yè)就有保障。

5）正式施工前需要進(jìn)行成樁試驗(yàn)，由參與工程的各個(gè)單位共同決定相關(guān)施工參數(shù)，保證成樁直徑符合設(shè)計(jì)要求。

6）在噴漿施工時(shí)，需將速度控制在合理范圍之內(nèi)，整個(gè)噴漿過(guò)程應(yīng)當(dāng)保持均勻、連續(xù)，盡量避免噴漿間斷情況的發(fā)生；施工過(guò)程中出現(xiàn)任何問(wèn)題，可根據(jù)需要暫停施工作業(yè)，檢查問(wèn)題并排除故障，再次噴漿時(shí)需要增加50cm 的接樁量，避免出現(xiàn)斷樁之類(lèi)的情況。

7）高壓噴樁成樁之后，需要返漿回灌，保證在樁體凝固收縮后的高度符合設(shè)計(jì)標(biāo)高，需要注意的是回灌的水泥漿液濃度配比應(yīng)較大。

8）施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需配置技術(shù)人員，技術(shù)員應(yīng)及時(shí)注意檢查相關(guān)技術(shù)參數(shù)保持在合理的范圍內(nèi)，如注漿速度等參數(shù)均須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的特殊狀況、質(zhì)量隱患等需及時(shí)處理。在施工中遇到原有地質(zhì)報(bào)告與實(shí)際鉆孔情況有出入的，應(yīng)如實(shí)記錄，真實(shí)反映當(dāng)前工作的實(shí)際狀況。

9）在施工中當(dāng)做到靈活應(yīng)變，在實(shí)際的施工中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)情況，比如地質(zhì)條件變化與原有設(shè)計(jì)不符，此時(shí)需核對(duì)施工工藝，如有需要，及時(shí)調(diào)整施工工藝參數(shù)，保證樁的施工質(zhì)量，同時(shí)應(yīng)就參數(shù)調(diào)整等事項(xiàng)及時(shí)和各單位部門(mén)做好溝通，取得同意后方可在新的參數(shù)指標(biāo)下繼續(xù)施工。

10）在施工現(xiàn)場(chǎng)，除了應(yīng)用中的設(shè)備之外，需要多配備一些配件，尤其是容易損壞的、容易出現(xiàn)故障的、使用頻率高的配件，對(duì)于這些設(shè)備配件要多做準(zhǔn)備，避免機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不能工作，延誤工期，增加成本。

4 結(jié) 語(yǔ)

在三門(mén)縣海塘加固工程中，通過(guò)采用單重管高壓旋噴樁施工技術(shù)在需要加固的地基處進(jìn)行加固，路基的承載能力得到了提高，并且應(yīng)用高壓旋噴樁施工技術(shù)有效減少了基礎(chǔ)工程的不均勻地基沉降，發(fā)揮了該工藝的優(yōu)勢(shì)。在施工過(guò)程中，根據(jù)要求控制相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，并且質(zhì)量控制工作貫穿施工的前、中、后各個(gè)階段，按照要求施工、檢查，充分保證工程質(zhì)量。