高壓旋噴樁加固高速公路軟土地基的應(yīng)用研究

錢 芳

(中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司，陜西 西安 712000)

1 軟土路基

軟土路基主要是由粉土、粘土等細(xì)微顆粒含量過(guò)多的松軟土、空隙大的有機(jī)質(zhì)土、松散砂以及泥炭土等構(gòu)成的路基。軟土路基的形成原因、結(jié)構(gòu)以及形態(tài)并不相同，但是大多數(shù)都具備透水性比較差、壓縮性比較高、含水量比較大、強(qiáng)度低等特征，軟土路基不能只根據(jù)路基條件決定施工方式，因?yàn)樘罘降木唧w形狀、施工的具體狀態(tài)之間的差異，需要基于對(duì)填方內(nèi)容、構(gòu)造物的形式、種類、規(guī)模以及路基特征等基礎(chǔ)判斷上明確軟土路基的處理方式。在道路的建設(shè)方面，有一些軟土路基在填筑中會(huì)因?yàn)槁坊冃危瑹o(wú)法明確需要鋪筑的具體路面形狀。另外，也有在鋪筑難度較大但勉強(qiáng)鋪筑完成的路面，這一些路面普遍會(huì)存在軟基變形的問(wèn)題，在沒有交工驗(yàn)收的時(shí)候便出現(xiàn)了路面穩(wěn)定性變差的質(zhì)量問(wèn)題。

2 高壓旋噴樁加固高速公路軟土地基的原理和特征

高壓旋噴樁加固方式主要是應(yīng)用鉆機(jī)將注漿管邁入到涂層的一定深度中，并將漿液通過(guò)高壓設(shè)備的推動(dòng)作用從注漿管的旋轉(zhuǎn)特殊噴嘴當(dāng)中噴出，從而借助漿液的高壓噴射狀態(tài)注入到軟土層當(dāng)中，同時(shí)對(duì)部分置換被沖下的土體，凝結(jié)成為固結(jié)體，和樁體之間的土一同成為復(fù)合地基，達(dá)到改善土性質(zhì)的效果，從而提升地基的抗剪強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)加固目的。因?yàn)楦邏盒龂姌秾?duì)復(fù)合地基水泥土的模量相對(duì)比較大，同時(shí)具備較小的破壞應(yīng)力，所以水泥土樁率先過(guò)入破壞狀態(tài)，同時(shí)對(duì)軟土地基形成保護(hù)的作用。

高壓旋噴樁注漿技術(shù)的施工壓力一般在40 MPa以上，所以可以分為高壓與超高壓兩種，施工深度一般在25～40 m，加固的最大直徑為2 m，同時(shí)強(qiáng)度較為穩(wěn)定。高壓旋噴樁主要是應(yīng)用在軟土地基中進(jìn)行加固或減少地基土變形的情況，高壓旋噴樁還能夠按照土質(zhì)具體條件、管路的具體數(shù)量，劃分為單管法、兩重管法、三重管法以及多重管法。高壓旋噴樁的加固技術(shù)能夠控制加固的范圍，并促使加固的土體連接成為一片，樁的旋噴結(jié)果可以為垂直樁、水平樁或斜樁，同時(shí)也可以施工成為具備一定間距的樁柱體，只要可以適配硬化劑的使用量，便可以讓施工的土層具備較強(qiáng)的強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)加固處理的目的。

3 高壓旋噴樁加固高速公路軟土路基的應(yīng)用

下面以某工程為例，探討高壓旋噴樁的加固流程。

具體流程為：(1)施工準(zhǔn)備。在鉆機(jī)建廠之前先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行處理，尤其是確保施工區(qū)域內(nèi)無(wú)任何的雜物，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，做好排水處理工作，確保高壓旋噴樁加固處于一個(gè)較為干凈的環(huán)境當(dāng)中。另外，做好施工場(chǎng)地的用電、用水準(zhǔn)備工作；(2)試樁和技術(shù)參數(shù)。每一個(gè)施工點(diǎn)施工之前必須預(yù)先準(zhǔn)備3根以上的工藝試驗(yàn)樁，并進(jìn)行試樁，從而檢驗(yàn)機(jī)具的性能以及施工工藝的各項(xiàng)參數(shù)，其中需要明確施工壓力、灰漿稠度、鉆進(jìn)與提升速度等，同時(shí)按照實(shí)際的土性質(zhì)和單樁承載力的要求，明確水泥摻入數(shù)量；(3)放樣測(cè)量。測(cè)量工作人員需要根據(jù)施工圖紙中的坐標(biāo)、布置圖等，在施工段落中分布樁基，每一個(gè)樁間誤差不能超過(guò)50 mm，布樁完成之后自行檢查在合格之后上報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，驗(yàn)收后進(jìn)入下一道工序；(4)鉆機(jī)施工。攪拌機(jī)在到施工現(xiàn)場(chǎng)之后需要進(jìn)行安裝調(diào)試，等待轉(zhuǎn)速、壓力以及計(jì)量設(shè)備到位。鉆機(jī)就位后先采用鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位標(biāo)志，并采用采用雙向調(diào)平對(duì)鉆桿進(jìn)行控制，之后再次調(diào)整對(duì)重，并精確調(diào)平；(5)鉆孔。每一臺(tái)鉆機(jī)在開鉆之前，需要先由技術(shù)人員對(duì)鉆桿的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，并按照樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)樁頂?shù)臉?biāo)高、原地面標(biāo)高等；(6)灰漿制作。根據(jù)實(shí)際施工需求選擇相應(yīng)的水泥，并按照最佳水灰比充分?jǐn)嚢柚螅瑴y(cè)定泥漿比重是否達(dá)標(biāo)。在這一過(guò)程中需要注意攪拌時(shí)間必須在5 min以下，超過(guò)初凝時(shí)間不能使用；(7)旋噴與復(fù)攪。將旋噴管道邁入到預(yù)定深度之后，調(diào)整回流閥門，并促使旋噴灌內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到規(guī)定參數(shù)，水泥漿在達(dá)到噴嘴之后，需要檢驗(yàn)噴射的方向與角度，在合格之后進(jìn)行噴注，一般情況下旋轉(zhuǎn)速度為25 r/rain，提升速度為25 cm/min；(8)提管沖洗。在噴射作業(yè)完成之后，將吸漿管移入到水箱當(dāng)中，在地面上噴射，促使?jié){液全部排出，預(yù)防水泥漿在管路中堵塞。

表1為加固效果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。在本次工程中，總共開挖了10個(gè)樁，其中7個(gè)樁的樁徑為55～60 cm，其余3個(gè)樁的樁徑為65 cm，樁長(zhǎng)檢測(cè)為5個(gè)樁全部合格，加固效果均達(dá)到堅(jiān)硬或稍硬標(biāo)準(zhǔn)，借助對(duì)這一路段的檢查、試驗(yàn)檢測(cè)以及沉降觀測(cè)結(jié)果，認(rèn)為該路段軟基處理效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

表1 加固效果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，高壓旋噴樁加固高速公路軟土地基的應(yīng)用效果理想，是目前可普及應(yīng)用的加固處理技術(shù)。因?yàn)檐浲谅坊臋z定以及處理技術(shù)是決定整個(gè)道路工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，通過(guò)多年探索和創(chuàng)新之后，我國(guó)在軟土路基的鑒別以及設(shè)計(jì)方面已經(jīng)有著豐富的經(jīng)驗(yàn)與卓越的技術(shù)。但是，在今后工作中，仍然需要不斷的改進(jìn)和優(yōu)化軟土路基的施工技術(shù)，并在施工過(guò)程中嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量控制措施，保障道路路基施工質(zhì)量，從而優(yōu)化道路的發(fā)展。

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