高壓旋噴樁在道路軟基處理中的應用

陳彥欣

（石家莊公路橋梁建設集團，河北 石家莊 065000）

0 引言

高壓旋噴樁是道路軟基處理的一種重要方式，在施工中有著廣泛的運用。然而，在施工過程中，由于受到施工人員技術水平等因素的制約，道路軟基處理工作中存在著一些問題與不足，高壓旋噴樁沒有得到很好的運用，影響工程質量。在今后的施工過程中，必須嚴格按照相關的工藝流程進行施工，并注意一些問題。只有這樣，才能提高工程質量，使高壓旋噴樁在道路軟基處理中得到更好的應用。

1 高壓旋噴樁技術簡介

1.1 高壓旋噴樁的概念

高壓旋噴樁是高壓噴射注漿法處理地基的一種方式，它以水泥、水玻璃等材料作為主固化劑漿液，將其從噴嘴中噴射出沖擊破壞土體，并使漿液在土體凝固，形成圓柱狀具有一定強度和抗滲能力的固結體，從而加強地基承載能力的一種方法。該方法操作簡單，成本低廉，適用范圍廣，在軟基處理的實際工作中得到越來越廣泛的應用。

1.2 高壓旋噴樁的適用范圍

該方法適用范圍廣泛，包括淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑、可塑黏性土、粉土、砂土、素填土、碎石土等，在這些土質中進行加工處理都能夠取得良好的效果，提高地基的承載能力，滿足施工的需要。

1.3 高壓旋噴樁的加固機理

利用工程鉆機，將帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預定位置，用高壓設備使漿液成為高壓流噴射出來，沖擊破壞土體，使土料從土體剝落，高壓流切割攪拌土層，呈顆粒狀分散，一部分被帶出鉆孔，一部分與漿液攪拌混合，并形成具有一定強度和抗滲能力的固結體，當噴射以360°旋轉、自下而上噴射提升的時候，固結體的截面形狀為圓形稱為旋噴。鉆機將高壓噴射裝置送到土層預定深度時，連續輸送高壓水泥漿液，并通過噴嘴小孔噴入周圍的砂層、土層、砂土層，同時，鉆機帶動鉆桿旋轉，高壓水泥漿不斷切割攪拌土層，形成混合攪拌漿體，通過一系列反應之后形成凝膠體，將土顆粒凝結在一起，形成高強度結構整體，進而達到提高地基承載能力的目的。旋噴樁的主要作用是加固地基，提高地基抗剪強度，改善地基土的變形性能，使其在荷載的作用下，不會產生破壞或者過大的變形，滿足了道路工程建設的需要，因而在地基處理中得到廣泛的運用。

2 工程實例

某新區需要新建市政道路，全長40多km。然而，該區軟弱土的含水量較高，并且天然孔隙較長，道路地基的整體強度低，通過計算得知，地基的最大沉降量為1 005mm。該區域的軟弱地基填土高度為3～8m，地基沉降量應該小于300mm，承載力應該在150～200kPa以上。然而，該區域的天然地基承載能力只有70～100kPa，不能滿足工程建設對地基強度的要求。為確保施工的順利進行，提高道路工程質量，必須采取相應的措施對軟基進行處理。通過多種方案的對比分析，決定采用高壓旋噴樁進行該區域道路軟基處理。

3 高壓旋噴樁在道路軟基處理中的施工工藝流程

在道路軟基處理過程中，為了確保高壓旋噴樁得到很好的應用，滿足施工的要求，提高施工質量，必須嚴格按照施工工藝流程進行施工，做好每個環節的工作。

（1）施工準備

施工準備主要是平整場地，做好排水工作，清理場地的垃圾，保證場地的干凈整潔，對施工現場進行布置，為鉆機進場施工做好準備。

（2）試樁及技術參數的確定

施工之前，每個工點需要打至少三根試驗樁，以檢驗機具性能和工藝的各項技術參數，包括最佳灰漿稠度、鉆進工作壓力、鉆進速度、提升速度等，同時還需要確定水泥摻入量。技術參數如下：水灰比為1∶1，鉆進工作壓力在20～25MPa之間，提升速度小于等于0.25m/min，轉速在20～25r/min之間，水泥摻入量在180～220kg/m之間。

（3）測量放樣

按照施工圖紙提供的坐標及平面布置圖進行布樁，樁位用紅色頭小木樁醒目標注，把握好樁間的距離，需要將誤差控制在50mm之內，完成之后報請監理工程師驗收。

（4）鉆機就位

攪拌機具到達施工現場之后進行安裝調試，當轉速、壓力、計量正常之后就位。在就位時，先使鉆頭對準樁位標識中心，雙向調平鉆桿，再次調整對中，最后精確調平，將誤差嚴格控制在規定的范圍之內，垂直度誤差不超過1%，對中誤差在5cm之內。

（5）鉆孔

鉆機鉆孔之前需要測量鉆桿總長度，并根據樁長、標高計算鉆節數，并標定出下鉆結束位置。鉆孔是為了將注漿管置入預定深度，采用單管法旋轉鉆機。下鉆時采用小于10MPa的水泥漿壓力，防止堵噴嘴，減小噴漿時土體阻力，便于漿液充分攪拌。鉆入設計深度，成孔之后，還需要檢查孔位、孔深、垂直度，確保其滿足要求。

（6）灰漿制作

運用優質的42.5＃普通硅酸鹽水泥，按照水灰比1∶1添加水泥，充分攪拌，進行泥漿比重測定，添加水泥，直至達到試配水泥漿比重為止。漿液攪拌時間不得小于4min，并且不能超過初凝時間，灰漿需要經過兩道過濾網過濾，避免出現堵塞現象，抽入儲漿桶內的漿液需要不停的攪拌。

（7）旋噴和復攪

注漿管下到預定深度后，調整回流閥門，使旋噴罐內壓強達到規定值，水泥漿達到噴嘴之后，檢查噴射方向、擺動角度，準備工作完成后，調整工作臺和油泵閥門，按照規定的技術參數，控制好旋轉速度和提升速度，提桿、旋噴，由下往上成樁。需要注意的是，在樁頭以下1m范圍復噴提鉆時，應采用最慢的一檔提鉆上升，并且還需要復噴一次，以增加樁體的密實度。噴漿完成之后，需要二次回灌注漿孔，以避免旋噴樁體不能滿足設計樁頂標高。在整個施工操作的過程中，樁的均勻程度和樁徑受到多種因素的影響，包括旋轉速度、提升速度、旋噴壓力、水泥用量參數變化等，同時，樁身的強度受到水灰比參數變化的影響，因此，在整個施工的過程中，需要時刻檢查漿液初凝時間、水泥漿流量、壓力、提升速度、旋擺角度、噴射方法等，看它們的參數是否滿足設計的要求，并做好相關的記錄，對于出現的問題，需要立即采取措施處理，確保施工順利進行，提高施工效果。

（8）提管沖洗

噴射作業完成之后，將注漿泵的吸漿管移到水箱內，在地面上噴射，排除泥漿泵、注漿管內的漿液，避免水泥漿殘存，防止出現管道堵塞的情況。

（9）移動設備

移動鉆機至下一孔位，采用“打一跳一”法，間隔時間需要大于36h，以保證樁之間得到很好的咬合，提高施工質量。

4 高壓旋噴樁在道路軟基處理中需注意的問題

在高壓旋噴樁施工過程中，除了嚴格遵守相關的工藝流程之外，還需要注意其他問題，這樣才能提高工程質量，保證軟土地基處理效果，具體來說，在施工中需要注意以下問題。

（1）嚴格按照工藝流程進行施工，先施工內排樁，完成之后再施工外排樁。

（2）需要連續供應水泥漿液，避免出現斷漿現象，以確保施工順利進行。如果出現斷漿，需要復打，注意重疊長度需要大于1.0m。

（3）做好漿液拌和工作，確保其均勻有序進行，不能出現結塊現象，避免發生離析問題，嚴格控制停滯時間，一般不得超過2h，否則將停止使用。

（4）在確定攪拌樁樁頂高程時，需要根據構造物底高程計算之后確定，并考慮鑿除50cm樁頭的影響，以合理確定高程，為施工順利進行做好準備。

（5）要充分利用旋噴過程的廢漿，可以在相鄰樁之間開挖漿液貯存溝，寬度在0.6～0.8m之間，深度在0.8～1.0m之間，漿液凝固后形成樁間橫系梁，有利于提高地基的承載能力。將冒漿量控制在注漿量的20%之內，超過或者出現不冒漿的情況，應該查找其中的原因，并采取相應的解決方案。

（6）成樁28d之后，可以開挖基槽，將50cm軟樁頭鑿除，并且需要保證樁長不能比設計值小。

（7）控制好旋噴速度，確保不大于25cm/min，并且保持穩定，提升旋噴的時候應該確保壓力滿足設計要求，不小于20MPa，保證足夠的水泥漿壓入土體，鉆桿的旋轉速度需要控制在20～25r/min之間，并保證樁體的均勻性、整體性和強度。

5 結語

在道路軟基處理中運用高壓旋噴樁具有良好的效果，不僅加固質量均勻、強度高，而且施工簡單方便，能夠取得良好的施工效果，值得在今后的道路軟基處理中進一步推廣和運用。然而，要想提高高壓旋噴樁在道路軟基中的處理效果，除了嚴格按照施工工藝流程進行操作，并注意其他問題之外，還需要重視提高施工人員的素質，注重施工經驗的總結，只有這樣，才能取得更好的施工效果，提高道路軟基處理效果。

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