高壓旋噴樁施工工藝

韓東 趙雪 丁潤華

1大慶油田工程建設公司油建公司2大慶油田采氣分公司3中國石油塔里木油田分公司

高壓旋噴樁施工工藝

韓東1趙雪2丁潤華3

1大慶油田工程建設公司油建公司2大慶油田采氣分公司3中國石油塔里木油田分公司

高壓旋噴樁施工工藝是利用射流作用切割摻攪地層，改變原地層的結構和組成，同時灌入水泥漿或復合漿形成凝結體，以達到加固地基和防滲的目的。中俄原油管道漠大線林區伴行公路地處山嶺重丘區，路線經灘地、沼澤、溝塘較多，為保證路基施工質量并提高基地承載力，避免路基的不均勻沉降，部分路段采取了路基基底高壓旋噴樁施工工藝。通過對漠大線伴行路部分路段的沉降觀測，可以得出以下結論：路基采用高壓旋噴樁施工工藝能提高基地承載力，避免路基的不均勻沉降，保證路基的穩定。

高壓旋噴樁；工藝；注漿；路基

高壓旋噴樁施工工藝是利用射流作用切割摻攪地層，改變原地層的結構和組成，同時灌入水泥漿或復合漿形成凝結體，以達到加固地基和防滲的目的。該工藝適用于淤泥質土、黏性土、粉土、砂土及人碎石土等多種土層，可作為既有建筑和新建建筑的地基加固，也可作為基礎防滲。

1 工藝原理

高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，用高壓設備使漿液或水（空氣）成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體；同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結體（即旋噴樁），以達到加固地基或止水防滲的目的。

2 成樁機理

高壓噴射注漿的成樁機理包括以下5個：①高壓噴射流切割破壞土體作用，噴射流動壓以脈沖形式沖擊破壞土體，使土體出現空穴，土體裂隙擴張；②混合攪拌作用，鉆桿在旋轉提升過程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴嘴移動方向相反的方向（即阻力小的方向）移動，與漿液攪拌混合形成新的結構；③升揚置換作用，高速水射流切割土體的同時，由于通入壓縮氣體而把一部分切下的土粒排至地面，土粒排出后所留空隙由水泥漿液補充；④充填、滲透固結作用；高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙，析水固結，還可滲入砂層一定厚度而形成固結體；⑤壓密作用，高壓噴射流在切割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對土層可產生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強度高于中心部分。

3 施工要點

（1）施工前準備工作。施工前準備工作主要包括以下內容：①在設計文件提供的各種技術資料的基礎上進行補充工程地質勘探，進一步了解各施工工點地基土的性質以及埋藏條件；②準備充足的水泥加固料和水；③室內配合比實驗，根據設計要求的噴漿量或現場土樣的情況，按不同含水量設計并調整幾種配合比；④試樁試驗，根據室內實驗確定的施工噴漿量、水灰比制備水泥漿液，在試驗工點打設數根試樁，并根據試樁結果，調整加固料的噴漿量，確定攪拌樁提升速度、攪拌軸回轉速度、噴入壓力、停漿面等施工工藝參數；⑤將原地面按設計要求整平，填出路拱，根據施工現場實際情況，設置臨時排、截水設施，并在施工范圍以外開挖廢泥漿池以及施工孔位至泥漿池間的排漿溝；⑥按設計要求完成施工放樣，用木樁定出樁位。

（2）施工過程。施工過程如下：①鉆機定位，移動旋噴樁機到指定樁位；②制備水泥漿，按設計確定的配合比拌制水泥漿；③鉆孔，在預定樁位鉆孔至設計標高；④插管，拔出鉆桿，再插入旋噴管；⑤提升噴漿管、攪拌，噴漿管下沉到達設計深度后，邊噴漿，邊旋轉，并嚴格按照設計和試樁確定的提升速度提升鉆桿；⑥樁頭部分處理，當旋噴管提升接近樁頂時，應從樁頂以下1.0m開始慢速提升旋噴數秒，再向上慢速提升0.5m，直至樁頂停漿面。

4 質量控制

（1）正式開工前應認真作好試樁工作，確定合理的施工技術參數和漿液配比。

（2）旋噴過程中，冒漿量小于注漿量的20%為正常現象，若超過20%或完全不冒漿時，應查明原因，調整旋噴參數或改變噴嘴直徑。

（3）鉆桿旋轉和提升必須連續不中斷，拆卸接長鉆桿或繼續旋噴時要保持鉆桿有10～20cm的搭接長度，避免出現斷樁。

（4）在旋噴過程中，如因機械出現故障中斷旋噴，應重新鉆至樁底設計標高后重新旋噴。

（5）制作漿液時，水灰比要按設計嚴格控制，不得隨意改變。在旋噴過程中，應防止泥漿沉淀、濃度降低。不得使用受潮或過期的水泥。漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時，應用篩網進行過濾，過濾篩孔以小于噴嘴直徑1/2為宜。

（6）在旋噴過程中，若遇到孤石或大漂石，樁可適當移動位置（根據受力情況，必要時可加樁），避免畸形樁或斷樁。

（7）旋噴過程中，應按要求作好施工記錄。

5 結語

中俄原油管道漠大線林區伴行公路地處山嶺重丘區，路線經灘地、沼澤、溝塘較多，為保證路基施工質量、提高基地承載力，避免路基的不均勻沉降，部分路段采取了路基基底高壓旋噴樁施工工藝。

通過對漠大線伴行路部分路段的沉降觀測，可以得出以下結論：路基采用高壓旋噴樁施工工藝能提高基地承載力，避免路基的不均勻沉降，保證路基的穩定。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.053