高壓旋噴樁地基加固技術淺析

代 靜

(沈陽華新環境藝術工程有限公司，遼寧 沈陽 110000)

高壓噴射注漿技術已經在我國地基加固、易破壞部位加固等方面應用廣泛。高壓旋噴法是在靜壓灌漿基礎上，采用高壓水流切割技術而發展起來的。在噴射的過程中，噴嘴是邊旋轉邊提升，固體呈圓柱狀，形成旋噴樁體，與周圍土體形成復合地基，主要用于加固地基，提高地基的抗剪強度，改善土的變形模量。近年來，由于高壓旋噴法加固地基可靠，不會影響建筑物的正常使用功能，能在狹窄和較低矮的現場貼近建筑物施工，且具有施工機具簡單、有較好的耐久性、施工簡便、噪聲小、無污染等特點，已逐漸成為了我國常用的地基處理方法之一。本文就高壓旋噴樁在地基加固中的應用展開簡要闡述。

一、高壓旋噴法的工作機理

高壓旋噴法是利用鉆機等設備，把安裝在注漿管底部側面的特殊噴嘴，置入土層預定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以20-40Mpa左右的壓力把漿液從噴嘴中噴射出去沖擊破壞土體。當能量大，速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結構強度時，土粘被切開，一部分細小的土粘隨著漿液冒出水面，其余土粘在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，同時借助注漿管的旋轉和提升運動，使漿液把從土體上崩落下來的土攪拌混合，經一定時間的凝固，便在土中形成圓柱狀的固結體，與周圍土共同承受荷載。

二、主要工序施工流程方法

1、高噴設備的安裝、調試、就位等作業前的準備工作

首先將雙管高壓旋噴注漿施工所需全套設備輔助設備，按施工場地情況進行合理布置、安裝。然后分別檢查氣、漿兩大系統各種設備運轉是否正常，管路是否暢通（進行地面管路試噴），測試監控儀器是否齊備、完好。確信無誤后方可進入下一步工序。各種設備檢查完畢后在地表進行聯合試機/試噴檢查，以確定各種設備能否常進行工作。把各種壓力和流量調到噴射注漿施工的要求值進行試噴，不僅可以了解各種管路是否暢通/密封，而且可以了解漿風嘴的加工質量。在更換新漿嘴、風嘴時都應在地面進行試噴，調節好噴射效果后方可下入孔內使用。

2、測量放線

建立施工臨時控制網，為保證樁位定點的準確性，采用外圍控制網及場內定點控制網的方法進行施工測量、定點。

為確保施工定位的準確無誤，根據施工圖紙各軸線關系，選擇控制軸線，延伸至施工現場外建立控制點網，以便校對樁位時進行測量復核。

（二）建立場內控制網

根據宜工程樁位軸線的特點及其走向，在場內建立與場外控制網關聯的牢固網點，進行雙向控制。

（三）放樁定位

在建立控制網后，對場內旋噴樁位進行放樣，建立固定標樁；標樁采用≥φ 16鋼筋，其埋設深度不少于0.8m，可用沖擊鉆在砌石層沖擊鉆孔，而后打入，并高出地面10cm，標樁固定用砼覆蓋加以保護。立標樁時，反復測量核對，建立放線冊，交付監理單位存檔及現場復核。

3、鉆孔就位

鉆機就位是噴射注漿的第一道工序，鉆機應安置在設計的孔位上，使鉆頭對準孔位的中心。同時為保證鉆孔后達到設計要求的垂直度，鉆機就位后，必須作水平校正，使其鉆桿垂直對準鉆孔中心位置。為防止施工竄漿，施工旋噴樁應先完成單排樁，再完成雙排樁。最少間隔時間不少于24小時。

4、鉆孔

根據某工程有較厚的砂袋堆砌層的特點，以及旋噴樁的垂直度，保證鉆孔孔壁的穩定，采用SZ型工程鉆機進行預先成孔，孔徑為130，用于穿透上部砂層，對于礫砂層以及強分化層也進行預先鉆孔。

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（一）在鉆進過程中，應精心操作，精神集中，合理掌握鉆進參數，合理掌握鉆進速度，防止埋鉆、卡鉆等各種孔內事故。一旦發生孔內事故，爭取一切時間盡快處理，并備齊必要的事故打撈工具。

（二）為避免鉆孔傾斜，在鉆機就位和鉆孔過程中，要隨時注意校核鉆桿的垂直度，發現傾斜及時糾正，以確保鉆孔傾斜度在設計允許的范圍內；鉆速要打慢檔，并采用導正裝置防止孔傾斜。

5、下注漿管

下注漿管時對噴頭加以保護，防止風嘴、漿嘴堵塞。當遇有高噴管下不到位或下不去現象時（軟土層），應視不同的情況采取不同方法處理，只要不是發生較嚴重的塌孔事故，噴管都不難下到位。一般可采用以下方法：壓注漿泵送水泥漿邊擺動噴管邊下管；同時送風、送漿邊擺動邊下管。

6、制漿

采用標號 32.5級（425#）普通硅酸鹽水泥，控制進漿比重1.5～1.55，按通過試驗確定的液水灰比、外加劑種類與添加量，使用攪拌機拌制水泥漿液。制漿時應注意：

（一）制漿材料采用重量或體積稱量法，其誤差不大于5%。

（二）高速攪拌時間不少于60秒，普通攪拌不少于90秒。

（三）漿液溫度宜控制在5～40℃之間。自制備至用完的時間應少于4小時，超過時間應廢棄。

7、噴射注漿作業

將注漿管下到預定位置后，依次送漿、送風，在孔底定噴數秒，調整泵壓、風壓至設計值并孔口返漿正常后開始邊旋轉邊提升，按試驗確定的各項高噴參數進行施工。高噴過程中經常測試水泥漿液進漿比重，當其達不到設計要求時，立即暫停噴桿提升并調整水灰比，然后迅速恢復噴漿作業。施工過程中，按要求隨時檢驗并記錄提升速度、噴漿壓力與流量、氣壓與氣量、進漿和回漿比重等；每孔需作制漿與耗漿（水泥量）統計和記錄。

8、回灌漿液

高壓噴灌結束后，在孔內水泥漿液固結過程中因體積收縮，同時孔內漿液仍向孔壁四周范圍有一定滲漏，孔內漿液將出現一段時間的沉面下降，不間斷地將漿液回灌到已噴孔內，并保持壓漿作用，直至孔內漿液面不再下沉為止。

三、高壓旋噴樁加固方案優化及相關施工注意事項

高壓旋噴樁在加固工程中占有較大比例。然而在方案設計完成之后，施工單位往往在結合現場對方案優化部分做的不夠好，導致施工工期長、浪費人力物力、材料浪費等一系列問題。

1、在對方案優化過程中，對于軟塑地基較嚴重的地段。在方案后期應加大噴射壓力，進而會使得新形成的地基有較高強度。結合現場，如若現場施工面積較大或者距離較長時，高壓輸送管的距離要得到保證，超過50m時，對高壓泵輸出壓力要相應提高1-5kpa，以保證噴嘴處的輸出壓力。

2、方案實施過程中，鉆孔嚴禁用水鉆孔，水鉆孔會造成土壤液化嚴重含水量上升等問題，加劇土壤地基的軟化。必要時候采用空壓機風動成孔，此項措施能有效減少在高壓旋噴樁灌注時對建筑物產生的附加沉降，降低對既有建筑的破壞。

3、方案優化過程中要保證，分段灌注高壓旋噴樁的每段搭接長度應該小于100mm。并且為了保證槳面不再下降，應該由專業施工人員進行二次灌注。

4、對于高壓旋噴樁所用水泥，在施工期間要加大檢查力度。嚴禁使用過期、失效的水泥。并且旋噴樁一定要按設計方案的水灰比嚴格執行。

5、對于已經施工完畢的高壓旋噴樁，應該選擇有代表性的樁位和樁點，進行長效檢測，同時選擇樁的數量不應少于百分之十。在水泥標準養護期內應達到3-5天一檢測，對于后期應達到一月一檢測，為期6-10個月，形成相應的檢查記錄，方便日后取用。

高壓旋噴樁造價較低，在水利工程中也是防滲常用的技術。然而水利工程的高壓噴射灌漿施工技術由于其特殊性，給施工質量控制工作帶來一定的難度。一定要先熟悉其施工工藝過做好全過程質量管理，控制好關鍵環節，才能保證工程質量。

[1]胡毅夫.高壓旋噴擴底樁承載機理的現場試驗研究[EB/OL]www. xkdx.com

[4]陳驍文.高壓旋噴樁在武廣客運專線路基加固中的應用[J].鐵道建筑.2007(12)