高壓旋噴樁加固地基施工技術在框架橋施工中的應用分析

吳少甫

摘 要：框架橋通常是建立在地下或是既有線路之下，它在施工中的施工基坑本身存在一定的安全和穩定問題，為保證框架橋的施工安全需對其地基進行加固處理。隨著現代工程技術的快速發展高壓旋噴樁加固地基施工技術的到了廣泛的應用。該文將結合高壓旋噴樁在框架橋地基加固工程中的具體應用實例，分析高壓旋噴樁加固框架橋地基的原理和施工過程，加強成樁的效果和地基的牢固度。

關鍵詞：高壓旋噴樁 框架橋 應用

中圖分類號：F407.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0021-02

框架橋通常是建立在地下或是既有線路之下，對其地基的質量的保證至關重要。在現代施工技術快速發展的過程中，高壓旋噴樁技術以其施工機具簡單、施工簡便、施工迅速等工藝特點得到快速的發展，并被廣泛應用與建筑和道路的地基建設中，是目前較為先進、有效、使用的技術。據高壓旋噴樁技術的工藝特點，更適用與框架橋地基加固的施工過程。

1 高壓旋噴樁加固地基施工技術的施工原理

高壓旋噴樁施工是利用旋噴法進行施工的，旋噴法施工是把具有特殊噴嘴的注漿管利用鉆機把其鉆進特定的位置，之后把調配好的水泥漿通過鉆桿下端的噴嘴在高壓脈沖泵的作用下向四周水平、快速的噴入土體，在高度集中流體的強大沖擊力下對土層進行切削，使噴射范圍內的土層受到破壞，此時，鉆桿以一定的速度旋轉并逐漸上升，攪拌土體和水泥漿，使它們充分的混合到一起，最后經過一點時間的膠結硬化后形成一個柱狀且直徑比較均勻的水泥土結體，這個過程是地層更加密實，從而達到加固的效果。此外，旋噴法具有使用范圍廣、施工設備簡單、施工用料豐富價廉、施工污染小等優勢。

高壓旋噴樁施噴法的施工機具主要包括：高壓泵、鉆機、空壓機、漿液攪拌器、旋噴管和高壓漿管等。高壓旋噴樁的類型可根據噴流介質的種類分為單管、雙管和三管旋噴樁三類。

高壓旋噴樁雙管注漿法是通過雙層注漿管來分別輸送氣和漿兩種介質。在高壓發生裝置作用下產生20～40 MPa左右的高壓噴射流的周圍，環繞有0.5～0.7 MPa左右的圓筒狀氣流，之后進行高壓水噴射流和同軸的氣體噴射，產生較大的空隙，此時，再由泥漿泵注入0.5～3 MPa的漿液進行填充。然后噴嘴做從下至上的旋噴運動至設計標高。

高壓旋噴樁施噴法的施工機具主要包括：高壓泵、鉆機、空壓機、漿液攪拌器、旋噴管和高壓漿管等。高壓旋噴樁的類型可根據噴流介質的種類分為單管、雙管和三管旋噴樁三類。

高壓旋噴樁施噴法的施工工藝為：測定位孔→鉆機定位→鉆機孔達到設計深度→拌制混合水泥漿→旋噴機定位→沉管至預定深度→從下至上進行旋噴、注漿至設計標高→（根據要求進行復噴）→柱狀地基完成→拔管→機械清洗。

2 高壓旋噴樁加固地基施工技術在框架橋施工中的運用

（1）現以某段鐵路框架橋的工程概況為例

3-6 m×7 m的鐵路框架橋，位于車站附近，在此鐵路的右側填筑由施工便道，主要是一些重載車輛的通行。共有3節組成，它的橫向寬度達到22 m，底板厚1.3 m，主筋中心間距為12.5 cm，承臺的厚度為1.5 m，在此鐵路框架橋下方設有管樁基礎，其中管樁的直徑為500 mm，長度為25 m，管樁間的間距為2.05 m，呈縱向分布。

該鐵路地段屬于沖海積平原，主要是孔隙潛水，水位埋深0.5 m，其地層土質為中砂，松散飽和；淤泥，流塑；粉質粘土夾砂，松散飽和；花崗巖，全風化，巖心為礫砂夾土狀。

（2）設計方案

綜合此段鐵路各方面的因素，采用旋噴樁直徑為0.6 m，樁頂平框架承臺底，設置旋噴樁的長度為20 m，考慮到原有的基礎管樁，現設置間距為1～2 m間距的旋噴樁。

（3）高壓旋噴樁施工的準備

①施工前的準備工作。首先是材料的選用，根據此段工程的土質存在腐蝕現象，采用P042.5普通硅酸鹽水泥，水灰質量比要在0.8：1～1：1之間的水泥漿，水泥漿的配置時間應在旋噴前1 h進行，在使用時還要注意濾去其中國的硬塊、沙粒的，為了避免噴嘴被堵塞。

②根據工程的需要，計算出需要的噴漿量。在旋噴樁的水泥漿中，水泥的用量通常為圖紙的15%～35%，可按照下列公式來及時噴漿的用量。

Q=H/VP（1+β）

其中：Q-每個旋噴樁灌注漿量（m3）

H-旋噴樁的長度（m）

V-旋噴過程中提升速度（m/min）

P-水泥泥漿泵的排漿量（m3/min）

β-水泥漿漿液的損失系數，通常取0.1～0.2。

③高壓旋噴樁施工時選用的機具。通常都是：高壓泵、鉆機、漿液攪拌機等，此外，還需要操控系統、高壓管路和各種閥門接頭等輔助設備。

（4）高壓旋噴樁施工過程

①高壓旋噴樁施噴法的施工工藝流程圖如圖1。

②鉆機就位。把鉆機設備安裝在設計的位置上，要把鉆桿頭和孔的中心位置相對，在實際安裝過程中鉆孔的位置與設計方案的位置偏差要≤20 mm，其校準的標準為鉆孔要保持一定的垂直度允許的傾斜范圍≤1%。

③鉆孔過程。現此工程的旋噴樁的建筑我們采用二重管鉆機的方法，因為在此過程中噴管是和鉆機是同時進入鉆孔內的，同時，在鉆孔的時還要進行射水處理，為了防止噴嘴被泥沙堵塞。

④旋噴作業。當鉆孔達到設計的深度后，接通高壓水管、空壓管，啟動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和鉆機進行旋轉，通過儀表來控制壓力、流量和風量，使它們分別達到預定的值后開始上升，之后繼續旋噴，直到上升至預定的值。

⑤因此例中有礫石地層，為了保證樁徑，需要進行復噴，直到噴漿管達到指定的高度，然后關閉清水泵和空壓機，停止泥漿中（包含水、風介質）的輸送。最后把旋噴管提升到地面，關閉鉆機即可。endprint

⑥作業完成后對機械的清洗。在噴射上升的高度達到設計的標高時，旋噴作業也就完成了。之后，作業人員要對施工過程用到的各種機具進行清洗，把噴管內殘余的水泥漿清洗干凈，之后在進行下一個工程。

⑦施工過程中泥漿的處理。在旋噴樁施工過程中會產生一定量泥漿，對這些泥漿要進行合理的處理，一面影響施工效果。因此在施工過程中要選擇合理的位置進行排漿處理，并把排出的泥漿進行及時的處理。

⑧對施工隊伍的安排。在施工過程中因為旋噴樁的施工周期較短，并且是多個工序同時進行，所以，在施工時要進行施工隊伍的分組作業，通常以9個人為一組，鉆機作業由3個人共同完成，水泥漿的攪拌由2個人來負責，高壓泥漿泵和發電機各由一人負責，最后還需一個管理人員對整個過程進行合理的指揮工作，同時對整個施工過程做好記錄和監控。

（5）施工過程的監控。在施工過程中要對其主要的參數進行監控，主要參數有泥漿液的壓力要保持在20 MPa，泥漿液流量為80～120 L/min，泥漿液噴嘴孔徑為2～3 mm、泥漿液噴嘴個數是2個，注漿管外徑56 mm，旋噴漿的提升速度為10 cm/s，在監控的同時還要對這些參數做好記錄。

（6）對高壓旋噴樁進行質量檢驗。

①高壓旋噴樁的檢驗標準如表1。

②安裝規范要求你旋噴樁的檢驗數量為施工旋噴樁總數量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固體由了一定的強度。此時，選取具有代表性的施工地點的旋噴樁進行抽芯檢測和載荷試驗，之后根據測試結果在結合施工記錄對此項工程綜合評價其加過效果，滿足設計的要求。

3 結語

在嚴格按照設計要求和操作規范進行的高壓旋噴樁在質量和加固效果上都達到了設計的要求，此外，經過一段時間的使用和測量，也證明了高壓旋噴樁加固地基施工技術的效果是顯著的，使地基的承載了的到了提升。

參考文獻

[1] 陳開圣.高壓旋噴樁在邵懷高速公路軟基加固中的應用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龍剛，宣以瓊.高壓旋噴樁在橋梁樁基加固工程中的應用[J].安徽建筑工業學院學報（自然科學版），2010（3）.

[3] 張小軍.高壓噴射注漿法在框架橋地基加固中的應用[J].交通科技，2009（S1）.endprint

⑥作業完成后對機械的清洗。在噴射上升的高度達到設計的標高時，旋噴作業也就完成了。之后，作業人員要對施工過程用到的各種機具進行清洗，把噴管內殘余的水泥漿清洗干凈，之后在進行下一個工程。

⑦施工過程中泥漿的處理。在旋噴樁施工過程中會產生一定量泥漿，對這些泥漿要進行合理的處理，一面影響施工效果。因此在施工過程中要選擇合理的位置進行排漿處理，并把排出的泥漿進行及時的處理。

⑧對施工隊伍的安排。在施工過程中因為旋噴樁的施工周期較短，并且是多個工序同時進行，所以，在施工時要進行施工隊伍的分組作業，通常以9個人為一組，鉆機作業由3個人共同完成，水泥漿的攪拌由2個人來負責，高壓泥漿泵和發電機各由一人負責，最后還需一個管理人員對整個過程進行合理的指揮工作，同時對整個施工過程做好記錄和監控。

（5）施工過程的監控。在施工過程中要對其主要的參數進行監控，主要參數有泥漿液的壓力要保持在20 MPa，泥漿液流量為80～120 L/min，泥漿液噴嘴孔徑為2～3 mm、泥漿液噴嘴個數是2個，注漿管外徑56 mm，旋噴漿的提升速度為10 cm/s，在監控的同時還要對這些參數做好記錄。

（6）對高壓旋噴樁進行質量檢驗。

①高壓旋噴樁的檢驗標準如表1。

②安裝規范要求你旋噴樁的檢驗數量為施工旋噴樁總數量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固體由了一定的強度。此時，選取具有代表性的施工地點的旋噴樁進行抽芯檢測和載荷試驗，之后根據測試結果在結合施工記錄對此項工程綜合評價其加過效果，滿足設計的要求。

3 結語

在嚴格按照設計要求和操作規范進行的高壓旋噴樁在質量和加固效果上都達到了設計的要求，此外，經過一段時間的使用和測量，也證明了高壓旋噴樁加固地基施工技術的效果是顯著的，使地基的承載了的到了提升。

參考文獻

[1] 陳開圣.高壓旋噴樁在邵懷高速公路軟基加固中的應用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龍剛，宣以瓊.高壓旋噴樁在橋梁樁基加固工程中的應用[J].安徽建筑工業學院學報（自然科學版），2010（3）.

[3] 張小軍.高壓噴射注漿法在框架橋地基加固中的應用[J].交通科技，2009（S1）.endprint

⑥作業完成后對機械的清洗。在噴射上升的高度達到設計的標高時，旋噴作業也就完成了。之后，作業人員要對施工過程用到的各種機具進行清洗，把噴管內殘余的水泥漿清洗干凈，之后在進行下一個工程。

⑦施工過程中泥漿的處理。在旋噴樁施工過程中會產生一定量泥漿，對這些泥漿要進行合理的處理，一面影響施工效果。因此在施工過程中要選擇合理的位置進行排漿處理，并把排出的泥漿進行及時的處理。

⑧對施工隊伍的安排。在施工過程中因為旋噴樁的施工周期較短，并且是多個工序同時進行，所以，在施工時要進行施工隊伍的分組作業，通常以9個人為一組，鉆機作業由3個人共同完成，水泥漿的攪拌由2個人來負責，高壓泥漿泵和發電機各由一人負責，最后還需一個管理人員對整個過程進行合理的指揮工作，同時對整個施工過程做好記錄和監控。

（5）施工過程的監控。在施工過程中要對其主要的參數進行監控，主要參數有泥漿液的壓力要保持在20 MPa，泥漿液流量為80～120 L/min，泥漿液噴嘴孔徑為2～3 mm、泥漿液噴嘴個數是2個，注漿管外徑56 mm，旋噴漿的提升速度為10 cm/s，在監控的同時還要對這些參數做好記錄。

（6）對高壓旋噴樁進行質量檢驗。

①高壓旋噴樁的檢驗標準如表1。

②安裝規范要求你旋噴樁的檢驗數量為施工旋噴樁總數量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固體由了一定的強度。此時，選取具有代表性的施工地點的旋噴樁進行抽芯檢測和載荷試驗，之后根據測試結果在結合施工記錄對此項工程綜合評價其加過效果，滿足設計的要求。

3 結語

在嚴格按照設計要求和操作規范進行的高壓旋噴樁在質量和加固效果上都達到了設計的要求，此外，經過一段時間的使用和測量，也證明了高壓旋噴樁加固地基施工技術的效果是顯著的，使地基的承載了的到了提升。

參考文獻

[1] 陳開圣.高壓旋噴樁在邵懷高速公路軟基加固中的應用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龍剛，宣以瓊.高壓旋噴樁在橋梁樁基加固工程中的應用[J].安徽建筑工業學院學報（自然科學版），2010（3）.

[3] 張小軍.高壓噴射注漿法在框架橋地基加固中的應用[J].交通科技，2009（S1）.endprint