客運(yùn)專線旋噴樁加固邊坡施工技術(shù)

肖繼和（中鐵二十一局集團(tuán)第一工程公司，新疆烏魯木齊830026）

1 加固機(jī)理

旋噴注漿法是把底部帶有特殊噴嘴的注漿裝置放入土層中預(yù)定深度，利用高壓水泥漿切割原狀土，借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使高壓水泥漿與土充分?jǐn)嚢杌旌希谕馏w中形成圓柱狀固結(jié)體，從而提高土的強(qiáng)度以加固邊坡。根據(jù)注漿的方法，分為單管法、雙管法和多重法，本文介紹雙管旋噴注漿法。

雙重管法是使用雙通道的二重注漿管。把二重注漿管放至設(shè)計(jì)土層深度后，通過管底側(cè)面的同軸雙重噴嘴噴射出高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)沖擊破壞土體。即以高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置噴射出20MPa 以上壓力的漿液，從噴嘴中高速噴出，并用0.5MPa 左右壓力將壓縮空氣從外噴嘴中噴出。在高壓漿液流和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，噴嘴旋轉(zhuǎn)噴射和提升，最后在土中形成圓柱狀固結(jié)體，即旋噴樁。

2 工程概況

武廣客運(yùn)專線某標(biāo)DK1351+325.28 ～DK1351+548.45 段右側(cè)為人工填土，較松散，開挖前采用旋噴樁加固邊坡，樁間距為2m，樁徑為0.8m，按正三角形布置，要求旋噴樁底部至巖面。 旋噴樁施工完后，取芯進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)度要求大于3Mpa.

3 施工準(zhǔn)備

3.1 施工機(jī)具

表1 主要機(jī)械設(shè)備一覽表

3.2 試噴

1)室內(nèi)試驗(yàn)采用工程地質(zhì)鉆機(jī)在施工區(qū)域取出加固范圍內(nèi)粘性土，經(jīng)試驗(yàn)，土的含水量為w=34%，液性指數(shù)0.97，天然容重18.4KN/m3，通過試配并考慮漿液有效利用等因素， 確定每米成樁水泥用量為210 ～250kg，水泥采用32.5R 普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為0.8：1 ～1.2：1 (重量比)。

2)試樁工藝

將施工機(jī)具就位在施工地點(diǎn)施工作試樁，共試樁11 根。

表2 試樁參數(shù)如

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3)試樁檢測(cè)

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》〈JGJ79-2002〉的規(guī)定并參照TB10113 一96 對(duì)粉噴樁檢測(cè)的規(guī)定，在噴射注漿7 天后，對(duì)旋噴樁的質(zhì)量進(jìn)行檢查，鉆芯取樣并進(jìn)行了無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度值均在4MPa 以上，滿足設(shè)計(jì)要求。開挖樁頭長(zhǎng)1 ～1.5m 觀察旋噴成樁的效果，經(jīng)檢查樁體均質(zhì)，無斷層、夾碴情況，樁徑誤差符合規(guī)定規(guī)范要求，因而確認(rèn)確定的施工參數(shù)可以用于此工點(diǎn)旋噴樁施工。

4)最終確定的水灰比為1：1，每米的摻灰量為250kg。

4 施工方法及注意事項(xiàng)

4.1 作業(yè)前的準(zhǔn)備工作

1)首先將雙管高壓旋噴注漿施工所需全套設(shè)備/輔助設(shè)備，按施工場(chǎng)地情況進(jìn)行合理布置、安裝。

2)然后分別檢查氣、漿兩大系統(tǒng)各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，管路是否暢通（進(jìn)行地面管路試噴），測(cè)試監(jiān)控儀器是否齊備、完好。確信無誤后方可進(jìn)入下一步工序。

3)供氣系統(tǒng)的檢查要求

表3 供氣系統(tǒng)的檢查表

4)供漿系統(tǒng)的檢查要求

表4 供漿系統(tǒng)的檢查表

5)各種設(shè)備檢查完畢后在地表進(jìn)行聯(lián)合試機(jī)/試噴檢查，以確定各種設(shè)備能否正常進(jìn)行工作。把各種壓力和流量調(diào)到噴射注漿施工的要求值進(jìn)行試噴，不僅可以了解各種管路是否暢通/密封，而且可以了解漿嘴、風(fēng)嘴的加工質(zhì)量。在更換新漿嘴、風(fēng)嘴時(shí)都應(yīng)在地面進(jìn)行試噴，調(diào)節(jié)好噴射效果后方可下入孔內(nèi)使用。

4.2 測(cè)量放線

對(duì)場(chǎng)內(nèi)旋噴樁位按三角形進(jìn)行放樣，并插設(shè)竹片樁標(biāo)識(shí)編號(hào)、白灰圈點(diǎn)。施工時(shí)嚴(yán)格按放樣樁位進(jìn)行施工。

4.3 鉆孔就位

鉆機(jī)就位是噴射注漿的第一道工序，鉆機(jī)應(yīng)安置在設(shè)計(jì)的孔位上，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位的中心。鉆機(jī)就位后，必須作水平校正，使其鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。為防止施工竄漿，施工旋噴樁應(yīng)先完成單排樁，再完成雙排樁。最少間隔時(shí)間不少于24 小時(shí)。

4.4 鉆孔

地層土粘性較大，為了保證樁經(jīng)及旋噴樁的垂直度，保證鉆孔孔壁的穩(wěn)定，擬采100 型工程鉆機(jī)進(jìn)行預(yù)先成孔，孔徑為130mm。

4.5 下注漿管：

下注漿管時(shí)應(yīng)對(duì)噴頭加以保護(hù)，防止風(fēng)嘴、漿嘴堵塞。當(dāng)遇有高噴管下不到位或下不去現(xiàn)象時(shí)（軟土層），應(yīng)視不同的情況采取不同方法處理，只要不是發(fā)生較嚴(yán)重的塌孔事故，噴管都不難下到位。一般可采用以下方法：①壓注漿泵送水泥漿邊擺動(dòng)噴管邊下管；②同時(shí)送風(fēng)、送漿邊擺動(dòng)邊下管；關(guān)鍵在于掌握介質(zhì)的壓力及流量，一般都不宜過大。如果都不成功，則只有用鉆機(jī)下鉆桿處理，必須確保噴桿下至預(yù)計(jì)深度，方可正式噴射注漿。

4.6 制漿

采用標(biāo)號(hào)P.O32.5 普通硅酸鹽水泥，按通過試驗(yàn)確定的液水灰比1：1 及每米250Kg 的水泥用量，使用攪拌機(jī)拌制水泥漿液。制漿時(shí)應(yīng)注意：①制漿材料采用重量或體積稱量法，其誤差不大于5%；②高速攪拌時(shí)間不少于60 秒，普通攪拌不少于90 秒；③自制備至用完的時(shí)間應(yīng)少于4小時(shí)，超過時(shí)間應(yīng)廢棄。

4.7 噴射注漿作業(yè)

將注漿管下到預(yù)定位置后，依次送漿、送風(fēng)，在孔底定噴數(shù)秒，調(diào)整泵壓、風(fēng)壓至設(shè)計(jì)值并孔口返漿正常后開始邊旋轉(zhuǎn)邊提升，按試驗(yàn)確定的各項(xiàng)高噴參數(shù)進(jìn)行施工。高噴過程中經(jīng)常測(cè)試水泥漿液進(jìn)漿比重，當(dāng)其達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，立即暫停噴桿提升并調(diào)整水灰比/比重，然后迅速恢復(fù)噴漿作業(yè)。施工過程中，按要求隨時(shí)檢驗(yàn)并記錄提升速度、噴漿壓力與流量、氣壓與氣量、進(jìn)漿和回漿比重等；每孔需作制漿與耗漿（水泥量）統(tǒng)計(jì)和記錄。

4.8 回灌漿液

高壓噴灌結(jié)束后，孔內(nèi)水泥漿液固結(jié)過程中因體積收縮，同時(shí)孔內(nèi)漿液仍向孔壁四周范圍有一定滲漏，孔內(nèi)漿液將出現(xiàn)一段時(shí)間的沉面下降，應(yīng)不間斷地將漿液回灌到已噴孔內(nèi)，并保持壓漿作用，直至孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。

5 高噴注漿中其它注意事項(xiàng)

1）采用32.5R 普通硅酸鹽水泥，使用前必須進(jìn)場(chǎng)抽檢檢驗(yàn)，合格后方可使用。

2）施工中采用每排孔跳打法分兩工序施工，即隔一孔噴一孔，相鄰樁孔噴灌間隔時(shí)間不宜小于24 小時(shí)。

3）噴射注漿前檢查高壓設(shè)備及管路系統(tǒng)。要求密封良好，防止漏漿和管路阻塞。

4）高噴灌漿應(yīng)全孔連續(xù)作業(yè)。當(dāng)拆卸噴桿后應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，其搭接長(zhǎng)度不小于0.2m；施工因故中斷后恢復(fù)作業(yè)時(shí)，復(fù)噴長(zhǎng)度不小于0.5m。

5）在高壓泵和注漿泵的細(xì)水管進(jìn)口和泥漿儲(chǔ)備箱中設(shè)置過濾網(wǎng)，并經(jīng)常清理避免噴漿過程中出現(xiàn)噴嘴或管路堵塞造成壓力驟升。

6）噴漿過程中要經(jīng)常檢查閥、活塞缸套安全閥、高壓管路，以及活塞每分鐘的往復(fù)次數(shù)是否達(dá)到要求，避免出現(xiàn)流量不變而壓力突然下降或排量達(dá)不到要求，造成樁體質(zhì)量不合格。

6 結(jié)論

本文結(jié)合武廣客專旋噴樁加固邊坡的具體工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了旋噴樁的施工工藝、施工流程以及施工質(zhì)量檢測(cè)方法，并提出了相應(yīng)的注意要點(diǎn)，可為相關(guān)工程提供參考。

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