簡析公路工程施工中旋噴樁技術(shù)的要點分析

張俊飛任春育

（1.駐馬店市驛城區(qū)農(nóng)村公路管理所，河南駐馬店 463000；2.駐馬店市農(nóng)村公路管理處，河南駐馬店 463000）

簡析公路工程施工中旋噴樁技術(shù)的要點分析

張俊飛1任春育2

（1.駐馬店市驛城區(qū)農(nóng)村公路管理所，河南駐馬店 463000；2.駐馬店市農(nóng)村公路管理處，河南駐馬店 463000）

隨著我國公路建設(shè)的進(jìn)一步加快，作為公路工程施工的重點內(nèi)容，地基加固施工發(fā)揮著重要作用。旋噴樁技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用被工程施工單位所重視，具有較廣的應(yīng)用范圍及良好的應(yīng)用效果。本文主要從旋噴樁的施工進(jìn)行深入研究，同時簡要論述了旋噴樁技術(shù)的技術(shù)要點，為旋噴樁技術(shù)有效性的提升奠定了基礎(chǔ)。

公路工程 旋噴樁技術(shù) 要點分析

1 旋噴樁施工技術(shù)的分析

在公路工程建設(shè)過程中，與路基的加固處理有所涉及，一般對旋噴注漿施工技術(shù)進(jìn)行運用。首先在路基上層噴射注漿的過程中，會有一部分顆粒比較小的土粒以半置換的方式帶至地表，在高壓噴射的重力、沖擊力及離心力的共同作用下，其余的土質(zhì)會被重新排列，構(gòu)成一種特殊結(jié)構(gòu)的固結(jié)體，該固結(jié)體有較高的強度存在，由于高壓噴射流的提升速度和脈動的不均勻性，固結(jié)體會有較為粗糙的外形存在，但承載力相對較大。

高壓旋噴樁施工技術(shù)的運用，在高壓作用下，公路路基的軟弱土層會有一定邊界條件的應(yīng)力狀態(tài)存在。在施工過程中，旋噴樁會擾動和擠壓周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在固結(jié)體內(nèi)有超孔隙水壓力產(chǎn)生，使土體的強度有所降低，在完成地基施工之后，隨著孔隙水壓力的消失，會將旋噴樁的強度得到有效提升。

在高壓旋噴樁的施工中，必定會對周圍土造成一定的擠壓作用，有側(cè)摩阻力產(chǎn)生，使旋噴樁的承載力有所提升。在旋噴施工技術(shù)運用以后，漿液的凝固會有擠壓力產(chǎn)生，對周圍的土體產(chǎn)生密實作用，部分漿液向軟土層土粒中進(jìn)入以后，會將結(jié)構(gòu)的強度和承載力得到提升。

2 旋噴樁地基加固的分類

旋噴樁是通過鉆機將具有特殊噴嘴的注漿管向土層的預(yù)定位置鉆入以后，通過高壓脈沖泵，通過鉆桿下端的噴射裝置將水泥漿液向四周運用高速水平噴射至土體內(nèi)，對土體形成切削。通過一定速度將鉆桿向上進(jìn)行提升并旋轉(zhuǎn)，漿泵高壓噴射之后會有較大的動能產(chǎn)生，出現(xiàn)高壓、高速的噴射流，憑借高壓噴射流對軟弱層進(jìn)行加固，并擠密樁周土，充分將砂礫石墊層或粘土與水泥漿進(jìn)行混合、交接、硬化，使其形成一個整體。攪拌體中的鈣離子與周圍土體有離子交換產(chǎn)生，使較小的土顆粒有較大的土團(tuán)粒形成，提升了土體的強度。根據(jù)注漿管的種類進(jìn)行分析，高壓旋噴又分為單管旋噴法、二重管旋噴法以及三重管旋噴法三種類型。

（1）單管旋噴法。單管旋噴法是運用樁基向土層預(yù)定深度對安裝在注漿管底部側(cè)面的特殊噴嘴進(jìn)行置入，通過高壓泥漿泵等裝置，運用20KPa左右的壓力，從噴嘴中將漿液噴射出來，對土體造成一定的沖擊破壞，使?jié){液與土體上崩落下來的土進(jìn)行攪拌混合，通過一定時間的凝固，使土體有一定的固結(jié)體形成。

（2）二重管旋噴法。運用雙通道的二重注漿管。當(dāng)二重注漿管向土層的預(yù)定深度鉆進(jìn)以后，通過在管底部側(cè)面的一個同軸雙重噴嘴，同時對高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)的噴射流噴出，對土體造成沖擊破壞。即通過高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置對20MPa左右，從內(nèi)噴嘴中高速噴出，通過0.7MPa左右壓力將壓縮空氣從外噴嘴內(nèi)噴出。在高壓漿液與外環(huán)氣流的共同作用下，顯著增大了破壞土體的能量，最后在土體中有較大的固結(jié)體形成。

（3）三重管旋噴法。對分別輸出水、氣、漿三種介質(zhì)的三重灌漿管進(jìn)行運用。高壓水射流和外圍環(huán)繞的氣流同軸噴射對土體產(chǎn)生破壞，該旋噴方法對土體破壞的能量相對較大，有更大的旋噴樁樁徑產(chǎn)生。

3 公路工程中旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用

3.1 旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用要求

（1）布樁技術(shù)的要求。對公路工程地基進(jìn)行加固處理時，應(yīng)與實際情況相結(jié)合，開展旋噴樁的布設(shè)。一般是對高壓噴射注漿的壓力和旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行運用，使土體受到的破壞并形成的直徑保持在1.2m左右的旋噴樁，樁高應(yīng)為9～10m，控制樁與樁之間的距離為2.5m左右。在旋噴樁布設(shè)的過程中，應(yīng)對各項指標(biāo)的檢查進(jìn)行注意，例如：各樁位置偏差應(yīng)保持在5cm以下，鉆孔垂直度的誤差也不能超出原基礎(chǔ)的1%等。

（2）噴射注漿材料的技術(shù)要求。與工程需要相結(jié)合，可以對不同強度等級的水泥、水等材料進(jìn)行運用。一般強度等級為32.5的硅酸鹽水泥和飲用水是具有良好應(yīng)用效果的材料，使噴射注漿混合攪拌的效率得到有效保障。

（3）旋噴技術(shù)的要求。在開展旋噴注漿過程中，應(yīng)對設(shè)備速度和壓力的控制進(jìn)行注意。通常情況下，對由低速到高速緩慢提升的方法進(jìn)行運用，并確保旋噴壓力保持在0.65MPa±0.15MPa，使得水泥漿液與土顆粒的混合質(zhì)量得到保障，最終實現(xiàn)固結(jié)體質(zhì)量的提升。

3.2 旋噴樁技術(shù)的施工工藝分析

在公路工程地基加固施工中，旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用具有復(fù)雜的施工工藝，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范的流程進(jìn)行操作，對工程施工的進(jìn)度、成本及質(zhì)量都控制在一定范圍內(nèi)。

（1）在旋噴樁布設(shè)之前，施工人員應(yīng)與工程的實際情況相結(jié)合，詳細(xì)勘察地基土質(zhì)的情況，并通過放線測量，使樁位得到有效確定，并將標(biāo)記工作做好。將高壓噴射注漿設(shè)備的誤差調(diào)好并開展試運轉(zhuǎn)，使設(shè)備處于良好狀態(tài)并用于布樁鉆孔。

（2）鉆孔布樁是旋噴樁技術(shù)應(yīng)用過程中的一項主要工作，需要施工人員進(jìn)行高度重視。通常情況下，鉆孔施工之前應(yīng)將鉆桿長度測量工作做好，并控制好鉆孔的深度，同時與工程設(shè)計和施工需求相結(jié)合，根據(jù)三角形排布位置對旋噴樁進(jìn)行布設(shè)。

（3）在運用高壓噴射注漿設(shè)備開展噴漿施工時，應(yīng)對噴射壓力調(diào)整好，同時選用適宜的材料將其制作成高質(zhì)量的漿液，開展隨用隨配，使?jié){液的粘稠度得到有效保障，確保漿液不會對噴嘴造成堵塞。

（4）漿液噴射的過程中，應(yīng)對噴射壓力進(jìn)行有效控制，確保漿液能夠充分與土體土顆粒進(jìn)行混合，滿足密實度的標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，在適宜的范圍內(nèi)對噴射的速度進(jìn)行控制，由慢到快、自下而上，開展邊提升邊噴射操作，使噴射的質(zhì)量得到有效保障。

（5）在一次噴射停止之后，需有一段時間的停頓，確保漿液與土顆粒達(dá)到均勻混合，以漿液不會下沉作為噴射完成的判定標(biāo)準(zhǔn)。在噴射之后應(yīng)仔細(xì)清洗設(shè)備的各個部分，確保設(shè)備始終保持在最佳狀態(tài)。

3.3 控制旋噴樁技術(shù)的施工質(zhì)量

施工人員要想使旋噴樁技術(shù)的效率得到最大程度的提升，應(yīng)對地基處理的施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制，應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作，同時與工程實際情況相結(jié)合，對各項旋噴樁技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并對施工現(xiàn)場實施全面管理，重視工程后期的質(zhì)量驗收工作，為公路工程質(zhì)量的提升發(fā)揮出基礎(chǔ)性作用。

4 旋噴樁施工技術(shù)存在的問題及處理方法

4.1 不均勻的固結(jié)體強度、縮頸措施及處理方法

（1）與設(shè)計要求和地質(zhì)條件相結(jié)合，對不同的旋噴方法和預(yù)防機具進(jìn)行選用。

（2）在噴漿之前，先開展壓漿壓氣試驗，在一切達(dá)到正常以后即可開展配漿操作，準(zhǔn)備配漿，使配漿的連續(xù)開展得到保障。在配漿的同時還應(yīng)用篩實施過濾操作。

（3）與固結(jié)體的形狀和樁身均勻性相結(jié)合，對噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度、噴射壓力、提升速度和噴漿量進(jìn)行調(diào)整。

（4）運用定位旋轉(zhuǎn)噴射或復(fù)噴的擴(kuò)大樁徑方法對容易出現(xiàn)縮頸部位和底部不易檢查部位進(jìn)行處理。

（5）對漿液的水灰比及稠度進(jìn)行有效控制。

（6）對噴嘴的加工精度、形狀、位置及直徑進(jìn)行嚴(yán)格要求，使噴漿的效果得到有效保障。

4.2 壓力上不去及壓力快速上升的預(yù)防及處理措施

（1）若壓力上不去，應(yīng)進(jìn)行停機檢查，在檢修后，若壓力自然上升，則應(yīng)運用清水開展調(diào)壓試驗，直至達(dá)到所需的壓力要求即可。

（2）若壓力快速上升，則應(yīng)開展停機檢查，首先應(yīng)卸壓，若噴嘴出現(xiàn)堵塞，則應(yīng)提升鉆桿，用銅疏通，其他情況的堵塞應(yīng)將接頭松開開展疏通，當(dāng)堵塞問題消失以后再實施旋噴處理。

4.3 鉆孔沉管難度大、偏斜、冒漿等的預(yù)防及處理措施

（1）放樁位點時，應(yīng)開展釬探。若地下有埋設(shè)物存在時，應(yīng)進(jìn)行清除或?qū)躲@孔點進(jìn)行移動，在完成清理后再開展鉆孔施工。

（2）噴射注漿之前應(yīng)先對場地進(jìn)行平整，鉆桿應(yīng)保持垂直，且傾斜度控制在小于0.3%即可。

（3）對側(cè)口式噴頭進(jìn)行運用，使出漿口孔徑減小，并提升噴射能力，出漿量應(yīng)與實際需求量保持一致，有效減少冒漿問題的出現(xiàn)。

（4）對水泥漿液的配合比進(jìn)行有效控制。

（5）與冒漿現(xiàn)象相結(jié)合，在漿液中對適量速凝劑進(jìn)行摻入，使固結(jié)時間縮短，在一定土層范圍內(nèi)使?jié){液保持在凝固狀態(tài)，還能在空隙地段對注漿量進(jìn)行適當(dāng)增大，在空隙填滿之后再開展繼續(xù)旋噴。

（6）與較大冒漿量的現(xiàn)象相結(jié)合，運用提升旋噴壓力、適當(dāng)縮小噴嘴孔徑以及提升和旋噴速度加快的方式進(jìn)行處理。

4.4 固結(jié)體頂部出現(xiàn)下凹的預(yù)防及處理措施

與設(shè)計長度相比，旋噴長度應(yīng)超出0.3～1.0m，或者哎完成旋噴樁施工以后，鑿去固結(jié)體頂部的部分，運用混凝土在凹穴的部分填滿或在旋噴孔中直接對漿液進(jìn)行注入。或在完成旋噴注漿以后，在固體頂部的0.5～1.0范圍內(nèi)，對0.5～1.0m進(jìn)行鉆進(jìn)，在原位提桿再進(jìn)行一次注漿復(fù)噴。

5 結(jié)語

綜上所述，高壓旋噴樁技術(shù)是目前發(fā)展較為先進(jìn)的一項地基加固和止水防滲技術(shù)。在公路工程地基加固及地基開展中能有效將地基不均勻沉降得到有效減少。但目前旋噴樁技術(shù)仍有較多不足之處存在，要求施工技術(shù)人員在工作中開展認(rèn)真的研究分析，不斷將新技術(shù)引入，提升施工水平，最終實現(xiàn)高壓旋噴樁技術(shù)更好地服務(wù)于公路工程施工中。

［1］JGJ79）2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］張勁泉，王文濤.橋梁檢測與加固手冊［M］.人民交通出版社，2007.

［3］劉靜，胡煥.校旋噴樁在橋梁基礎(chǔ)中的新應(yīng)用［J］.中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，31（3）.