高壓旋噴加固技術在市政工程中的應用

唐建智

浙江省第一水電建設集團有限公司，浙江 杭州 310051

1 工程概況

某工程所處場地地貌單元屬沖積平原，場地地形平坦，最大高差約0.3m。場地地層第一層土為雜填土，其厚度為0.5m～1.1m，第二層土為Q4-3粉土，其顏色褐黃～黃褐色，為中高壓縮性，厚度約為4.8m～5.5m；第二層土為Q4-1細砂，中密-密實狀態，底板埋深在31.5m～33.6m；第三層為Q3的粘土層，中低壓縮性。基礎采用鋼筋混凝土筏板基礎，地基為采用高壓旋噴加固處理后的復合地基，設計要求加固地基的承載力特征值大于300kPa。

2 高壓旋噴施工工藝

目前，高壓旋噴灌漿施工方法有三管法、雙管法和單管法等3種方式。因高壓旋噴灌漿與預加固的水文地質、土體滲透、土體種類等有很大關系，因而，不論選用何種高噴灌漿施工工藝，均需要在現場進行試樁，用于驗證加固后土層的強度，以確定所選施工工藝對土層加固的適應性，并確定高壓旋噴施工的技術參數。本文限于篇幅的限制，只介紹單管法施工。單管法具體施工工藝為：

1）場地平整

正式進場施工前，進行管線調查后，清除施工場地地面以下2m以內的障礙物，不能清除的做好保護措施，然后整平、夯實；同時合理布置施工機械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場地的“三通一平”。

2）樁位放樣

施工前用全站儀復測檢驗控制點，合格后用于施工放樣。對樁位進行放樣，用竹簽釘緊，一簽一樁，確保孔位偏差小于50mm。

3）修建排污和灰漿拌制系統

旋噴樁施工過程中將會產生10%～20%的返漿量，將廢漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據場地條件可進行無公害排放。沉淀的泥土則在開挖基坑時一并運走。沉淀和排污統一納入全場污水處理系統。

灰漿拌制系統主要設置水泥堆放場附近，便于作業，主要由灰漿拌制設備、灰漿儲存設備、灰漿輸送設備組成。

4）鉆機就位

鉆機安放在設計孔位上，使鉆頭對準孔位中心，縱橫向偏差不得大于10mm。為保證鉆孔達到規范要求的垂直度偏差1.5%以內，鉆機就位后，必須做水平校正，使鉆桿軸線垂直對準孔位，并固定好樁機；鉆孔前應調試空壓機，泥漿泵，使設備運轉正常；校驗鉆桿長度，并用紅油漆在鉆桿旁標注深度線，保證孔底標高滿足設計深度。

5）引孔鉆進

鉆孔的目的是為了把注漿管置入到預定深度，鉆孔方法可根據地層條件、加固深度和機具設備等條件確定。成孔后，校驗孔位、孔深及垂直度是否符合規范要求。（孔位縱橫向偏差不大于50mm、孔深不小于設計深度、垂直度偏差不大于1.5%）。

6）拔出巖芯管、插入注漿管

引孔至設計深度后，拔出巖芯管。在下注漿管之前，必須進行地面試噴，檢驗噴射裝置及氣、漿發生裝置是否正常。經現場質檢人員檢查認可后方可進行高噴灌漿施工，噴射過程中如遇特殊情況，如漿壓過高或噴嘴堵塞等，應將噴射管提出地面進行處理，處理好后再進行施工。在插管的過程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過1MPa，以免壓力過高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防止泥土進入管內。

7）旋噴注漿

將注漿管下到預定深度后，檢驗噴射方向、擺動角度，進行底下試噴，一切正常后即可自下而上進行噴射作業。高壓旋噴樁水灰比一般在0.8:1～1.5:1之間，具體根據試樁結果進行調整。施工過程中，必須時刻注意檢查漿液初凝時間、提升速度、旋擺速度等參數，并隨時做好記錄，如遇故障及時排除。

噴射過程中，值班技術人員應隨時檢查各環節的運行情況，并根據具體情況采取下列措施：（1）接、卸換管要快，防止塌孔和堵嘴；（2）噴射因故障中斷，應酌情處理：因機械故障，要盡力縮短中斷時間，及早恢復灌漿；如中斷時間超過1小時，要采取補救措施；恢復噴射時，噴射管要多下0.3m，保證凝結體的連續性。噴射結束后，隨即在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直到漿面不再下沉為止，保證高噴防滲墻固結后墻頂標高，回灌漿液一般采用鄰孔高噴冒漿靜壓充填。

8）鉆機清洗移位

噴射作業完成后，應把注漿管等機具設備沖洗干凈，管內機內不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內的漿液全部排除。每一孔的高壓噴射注漿完成后，應及時清洗灌漿泵和輸漿管路，防止清洗不及時不徹底漿液在輸漿管路中沉淀結塊，堵塞輸漿管路和噴嘴，影響下一孔的施工。清洗完后將鉆機等機具移到新孔位上。

3 施工要點

1）確保樁位準確性。樁位由專業技術人員進行放樣，并經監理人員復驗合格。施工時，鉆機就位必須在定位員的指揮下準確對準樁位，由質檢員復核，監理工程師認可后，鉆機方可開鉆。施工完畢，及時做好施工記錄，并在施工圖上做標記；

2）確保樁身垂直度。鉆機開鉆前必須調平，依機架兩邊所吊線錘平行機架為準。鉆進過程中，若因故鉆機下陷傾斜，需及時調整；

3）確保樁頂標高。各樁位點放出后，按施工現場平整度劃分若干個區，每個區用水準儀準確測出標高，算出其鉆孔深度和空噴深度。每開鉆前，應將深度盤指針對零，確保鉆深準確性。鉆頭離樁端1m 時，提前噴漿，防止樁底部因送漿距離較遠不能準確到達，而縮短樁長；

4）提高樁頂強度。對樁頭進行復噴。自樁頂向上超噴不小于1 倍的樁徑；

5）防止縮徑及夾泥。針對密實度較高的土層，采用慢檔高壓提升和下沉。加適當的攪拌葉片。增大噴嘴作業半徑；

6）針對淤泥質粉質粘土層防患措施。采取跳打的施工方法。減小旋噴壓力。加快提升速度等。添加適量粉煤灰；

7）確保樁體連續性。噴漿時必須連續，不能間斷。施工中一旦出現故障，待修好后，必須再向下搭接長度不小于50cm；

8）材料質量控制。水泥采用42.5 級普通硅酸鹽水泥，要求每批水泥有出廠合格證、化驗單，并且對每批號水泥做進場抽樣復驗，袋裝每200t復驗一次，合格后方可使用。禁止使用過期、雨淋、受潮、結塊水泥。水泥漿液必須攪拌均勻，對超過初凝時間4小時的水泥漿液嚴禁使用。

4 結論

高壓旋噴加固技術具有施工速度快、安全可靠、施工噪音小的特點，并且經濟、加固質量可控制、效果好，因此得到了廣泛應用。因為高壓噴射注漿施工是一項專業性非常強的作業。為了保證加固質量，除了要保證選擇合理的注漿壓力和配比外，還必須選擇一支經驗豐富且素質高的專業施工隊伍去施工。一個高素質的旋噴樁專業施工隊伍，不僅能嚴格按照設計與施工工藝要求進行施工，并且能及時發現施工中的問題，并采用正確的處理措施，避免工程事故的發生。

[1]劉景政.地基處理與實例分析[M].中國建筑工業出版社，1999.

[2]劉恩軍.用高壓旋噴樁加固鐵路橋臺地基[J].鐵道建筑，2002(1).