淺談地基處理高壓旋噴樁試樁施工

樊喜銘

（身份證號碼：210682198411176418）

淺談地基處理高壓旋噴樁試樁施工

樊喜銘

（身份證號碼：210682198411176418）

本文結合青島至連云港鐵路路基工程，介紹了地基處理高壓旋噴樁試樁施工，進行分析得出相關施工參數。從而為該項工藝在本項目全面施工應用奠定條件，為相關工程的類似研究提供參考。

地基處理 高壓旋噴樁 試樁 施工工藝

1. 工程概況

1.1 概況

根據地質鉆探，本工程所處地層為海相沉積平原，地形平坦，下有軟臥層，地層從上至下主要為：粉土、淤泥質粉質黏土、粉質黏土、粗砂、泥質砂巖。采用高壓旋噴樁對基底進行加固處理。

1.2 主要技術標準

高壓旋噴樁設計樁徑d=0.6m，樁間距1.4m，樁長12.7米。由路基面中心向兩邊按三角形布置；加固后旋噴樁要求單樁承載力不得低于280KN，復合地基承載力不得低于171Kpa，其無側限抗壓強度不得小于3MPa。

旋噴樁試樁選定三種配合比，每種配合比4根試樁，編號分別為XP1-1～4、XP2-1～4、XP3-1～4。三種配合比（水泥:粉煤灰:干土：水）分別為：① 1:0.33:3.32:1.33② 1:0.428:3.56:1.428③1:0.538:3.838:1.538

2. 試樁目的

1)依據現場試驗樁施工確定滿足設計強度要求的水泥及粉煤灰摻量、水泥漿的配合比以及水泥漿比重。

2)確定機械性能能否滿足要求。

3)確定合適的高壓水泥漿泵漿壓力值。

4)確定合適的鉆桿提升速度、旋轉速度等參數。

5)驗證成樁的均勻性、連續性和樁徑大小以及28天樁體抽芯無側限抗壓強度。由此確定本標段的高壓旋噴樁的施工工藝及技術參數，以確保正式施工時高壓旋噴樁的施工質量。

2.6 達到檢驗、校核設計提供的相關軟基處理數據的目的。

3. 施工工藝流程及方法

3.1 配比試驗

水泥采用PO42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于40%（重量比），水泥漿水灰比選用0.65～0.75之間，在施工現場取樣進行室內配合比試驗，確定漿液最佳配合比。

因本段地下水對混凝土有侵蝕性，采用普通硅酸鹽水泥和粉煤灰作為膠凝材料，粉煤灰為摻合料。摻量一般按水泥總量的25%～35%之間。

3.2 施工準備

作好場地平整，保證路通、水通、電通，同時進行測量定位，用白灰點標示，并插上小三角旗。對參加施工的人員進行崗前培訓、技術交底等工作。

3.3 施工流程

單重管法施工時，同時壓入水泥漿和壓縮空氣，使用外徑為42mm的鋼管為注漿管，噴射流為漿液，初定泵壓為20MPa，水泥漿從噴嘴中噴出直接沖擊切削土體，達到水泥漿置換土體顆粒，滿足設計要求。

3.4 施工方法

施工時首先用鉆機引孔，再用旋噴機噴射，即先把漿液管下到預定加固范圍最深點，然后自下而上進行高壓噴射注漿切割土體，將開孔和灌注樁體同時進行，一次成樁，其工作步驟為：

①鉆機就位：鉆機需平置于牢固堅實的地方，鉆桿對準孔位中心，水平位置偏差不超過5cm，豎直度控制在1%樁長內。

②鉆孔下管：鉆孔的目的是將注漿管順利置入預定位置，在下管過程中，需防止管外泥砂堵塞噴嘴，確保下管順利，下管過程中同時輸送壓縮氣流，直至注漿噴頭下到預定位置（預定加固范圍最深點）。

③制漿：噴射注漿材料采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比根據適配暫定為0.65～0.75。

④試管：當注漿管置入土層預定深度后應用清水試壓，檢查注漿設備和高壓管路安全正常，則可攪拌制作水泥漿開始高壓注漿作業。

⑤高壓注漿：高壓射漿自下而上連續進行，注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、壓力、旋轉和提升速度等參數，應符合操作規程要求。開動高壓注漿泵，開始注漿，當注漿壓力和電機轉速穩定并達到試樁設計參數后，再按試樁設計提升速度開始提升鉆桿，邊旋轉邊噴漿邊提升。

⑥噴漿結束與拔管：噴漿由下而上至設計高度后，停止噴漿，拔出噴漿管，噴漿即告結束，把漿液填入注漿孔中，多余的清除掉，但需防止漿液凝固時產生收縮的影響，拔管要及時，不可久留孔中，否則漿液凝固后將難以拔出。

⑦設備清洗：當噴漿結束后，立即清洗高壓泵、輸漿管路和注漿管及噴頭。⑧移位：樁機移至下一樁位，重復進行上述步驟的施工。

3.5試樁檢測

現場開挖深度1m,目測檢查樁身攪拌均勻；尺量直徑為61cm,63cm,61cm，滿足大于設計樁徑60cm的要求。

經取芯檢測，每根試樁樁身連續性、均勻性、完整性均較好，芯樣無側限抗壓強度大于設計強度值3.0Mpa。

利用油壓千斤頂、壓力表及百分表對2根（XP2、XP3）高壓旋噴樁進行單樁豎向抗壓靜載荷試驗，豎向抗壓承載力特征值均為280KN，滿足設計要求。

3.3 試樁結論

經檢測，本次試樁結果滿足設計要求，經分析確定旋噴樁施工采用SJ6配合比，工藝參數如下：

（1）鉆機使用型號為MGJ-50型。

（2）水泥：粉煤灰：水=1:0.428:1.428施工工藝為兩鉆一噴。

（3）水泥漿也到達出漿口后，應噴漿攪拌30s，在水泥漿與樁端土充分攪拌后，再開始提升攪拌頭。

（4）旋噴速度20r/min,提升速度20cm/min。（5）供漿必須連續，拌合必須均勻。

4. 施工注意事項及質量保證措施

4.1 施工注意事項

鉆機就位后應進行水平、垂直校正，鉆桿應與樁位吻合，偏差控制在10mm內。

旋噴樁管達到預定深度后，應進行高壓射水試驗，合格后方可噴射漿液，待達到預定壓力排量后，再逐漸提升旋噴管，深層旋噴時應先噴漿后旋噴和提升，防止注漿管扭斷。

旋噴冒漿處理：在旋噴過程中往往有一定數量土粒隨著一部分漿液沿著注漿管冒出地面，通過對冒漿觀察，冒漿量小于注漿量20%為正常現象，超過20%或完全不冒漿者，應查明原因，采取相應的措施。

地層中有較大的空隙而引起不冒漿，則可在漿液中摻加適量的速凝劑，使漿液在一定范圍內凝固。另外，還可在空隙地段增大注漿量，填滿空隙，再繼續正常旋噴。冒漿量過大是有效噴射范圍與注漿量不適應所致，可采取提高噴射壓力、適當縮小噴嘴直徑、加快提升和旋噴速度等措施，減小冒漿量。

在插管旋噴過程中，要注意防止噴嘴被堵，壓力和流量必須符合設計值，否則要拔管清洗，再重新進行插管和旋噴。插管過程中，為防止泥砂堵塞，可邊射水邊插管，以免泥砂堵塞。

選用水泥應經試驗及過篩，其細度應在標準篩（孔徑0.08mm）的篩余量不大于15%，漿液攪拌后不得超過4 小時。

鉆桿的旋轉和提升必須連續不中斷，拆卸鉆桿要保持鉆桿有0.3m 以上搭接長度，以免旋噴固結體脫節。中途機械發生故障時，應停止提升和旋噴，以防斷樁。并應立即檢查，排除故障。為提高旋噴樁樁體質量，在樁底部3m 范圍內應采取較長持續時間的措施。

旋噴樁施工完成后，現場不能隨意堆放重物，防止旋噴樁變形。

4.2 旋噴樁施工質量保障措施

（1）加強施工機械設備準備，鉆機提升所用電動機應能保證鉆桿順利提升，鉆桿旋轉所用電機能保證鉆桿順利按正常勻速旋轉，防止出現卡鉆和堵管現象。

（2）做好材料準備和現場其它準備工作，對進場水泥作好檢驗,質量要滿足試樁材料要求。現場所用攪拌桶、電動機及相關施工工具安裝調試完好，比重儀、鋼尺和垂球等檢查儀器準備好，確保能順利施工。

（3）加強施工過程控制，開鉆前檢查鉆桿的垂直度和鉆桿長度滿足鉆孔深度，孔底注漿穩定一段時間并由現場值班技術人員檢查后才能上提，認真監督提升速度和旋轉速度，出現卡鉆后要重新下鉆注漿，確保整個施工處于可控狀態。

5 .結語

為保證路基地基處理質量，加快項目工程建設，通過試樁施工為后續全面施工提供了切實可行的施工技術資料及試驗參數，對全線路基地基處理高壓旋噴樁施工起到了一定的指導作用。

[1]《客貨共線鐵路路基工程施工技術指南》（TZ202-2008）

[2]《鐵路路基工程施工質量驗收標準》(TB10414-2003)

[3]《鐵路工程地基處理技術規程》（TB10106）

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1007-6344（2015）12-0083-02