淺析公路軟基施工中高壓噴射注漿技術(shù)的應(yīng)用

王 瓊 孫新歌

魯山縣凱風(fēng)路橋工程有限公司

淺析公路軟基施工中高壓噴射注漿技術(shù)的應(yīng)用

王 瓊 孫新歌

魯山縣凱風(fēng)路橋工程有限公司

軟土地基處理是高速公路建設(shè)中常遇到的難題之一，尤其是近年來(lái)，隨著高等級(jí)公路建設(shè)迅速發(fā)展，各種新工藝、新技術(shù)、新方法在軟土路基的處理中得到廣泛運(yùn)用，其中高壓噴射注漿技術(shù)加固公路軟土地基得到了廣泛應(yīng)用。高壓噴射注漿法是指將帶有特殊噴嘴的注漿管，通過(guò)鉆孔置入到處理土層的預(yù)定深度，然后將漿液(常用水泥漿)以高壓沖切土體。加固后可用以提高地基承載力，減小沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起。為此，筆者簡(jiǎn)要介紹了高壓噴樁注漿法在公路工程軟土地基處理中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析與研究。

高壓噴射注漿法；公路工程；軟土路基

一、高壓噴射注漿法的概況

高壓噴射注漿法將帶有特殊噴嘴的注漿管，通過(guò)鉆孔置入到處理土層的預(yù)定深度，然后將漿液(常用水泥漿)以高壓沖切土體。在噴射漿液的同時(shí)，以一定的速度旋轉(zhuǎn)提升，即形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不旋轉(zhuǎn)，則形成墻狀固結(jié)體。加固后可用以提高地基承載力，減小沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起，建成防滲帷幕，適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)粘土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土等地基。

高壓噴射注漿技術(shù)施工壓力已達(dá)40MPa，故可分為高壓與超高壓兩種工法，施工深度可達(dá)25m～40m，加固體最大直徑可達(dá)2m，且強(qiáng)度穩(wěn)定。旋噴樁主要用于軟土地基中進(jìn)行加固、減少地基土變形，高壓旋噴注漿法還可根據(jù)土質(zhì)條件及管路數(shù)目，分為單管法、二重管法、三重管法和多重管法。旋噴法可控制加固范圍，能夠連成一片，旋噴成垂直樁、水平樁和斜樁，也可制成一定間距的樁柱體，只要適當(dāng)調(diào)配硬化劑的用量，便能使各個(gè)施工對(duì)象得到相應(yīng)的強(qiáng)度。

二、公路軟基施工中高壓噴射注漿技術(shù)的施工工藝

1、施工準(zhǔn)備。配合比設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)檢驗(yàn)各種原材料的性能與質(zhì)量，并向監(jiān)理工程師進(jìn)行報(bào)送、審批。按照實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，并選取最優(yōu)數(shù)據(jù)配制，通過(guò)試拌鋪筑等進(jìn)行施工。同時(shí)，高壓噴射注漿施工的主要機(jī)具包括：鉆機(jī)、高壓水泵、高壓泥漿泵、泥漿泵、真空泵、單管、二重管、三重管、多重管、泥漿攪拌機(jī)、空壓機(jī)、超聲波傳感器、高壓膠管、液體流量計(jì)和風(fēng)量計(jì)等。并且噴射施工的種類不同，所選用機(jī)具的種類和數(shù)量也不同。

2、鉆機(jī)就位。作為噴射注漿施工的重要流程之一，需在設(shè)計(jì)孔位內(nèi)安設(shè)鉆機(jī)，促使鉆孔頭與孔中心對(duì)準(zhǔn)。為確保鉆孔與設(shè)計(jì)要求垂直度相符，鉆機(jī)就位后，應(yīng)確保水平校正，使鉆桿軸線與鉆孔中心位置垂直對(duì)準(zhǔn)，噴射注漿管傾斜度允許范圍需控制在1.5%以下。

3、鉆孔。預(yù)定地層內(nèi)插入噴射注漿管為鉆孔的主要目的。為確定鉆孔方式選擇的合理性，施工單位必須對(duì)地質(zhì)情況、加固深度與機(jī)具設(shè)備條件等進(jìn)行充分考慮。一般選取76型旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī)作為單管噴漿機(jī)械，大于30米設(shè)定鉆進(jìn)深度，選取標(biāo)準(zhǔn)貫入度40以下的砂土、粘性土層進(jìn)行施工，如底層較為堅(jiān)硬則應(yīng)根據(jù)地質(zhì)實(shí)際情況進(jìn)行鉆機(jī)尋找。通常選取地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔方式應(yīng)用于二重管、三重管噴漿施工，50毫米為鉆孔位置和設(shè)計(jì)位置誤差最大值。

4、插管。在地層設(shè)計(jì)深度插入噴射注漿管為插管的主要工序，通過(guò)76型振動(dòng)鉆機(jī)鉆孔施工，可降低施工難度，如同時(shí)進(jìn)行插管、鉆孔施工，也就是完成鉆孔作業(yè)時(shí)，也能完成插管施工。地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔施工后，應(yīng)將巖芯管拔出，并將噴射注漿管在設(shè)計(jì)深度位置插入。插管施工中，為避免噴嘴因泥沙出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，可同時(shí)進(jìn)行射水、插管施工，通常情況下水壓力需控制在1mpa以下，如選取過(guò)大壓力，將出現(xiàn)孔壁射塌等現(xiàn)象。

5、噴射注漿。噴射注漿于設(shè)計(jì)深度位置插入后，要求其噴射注漿順序?yàn)閺南碌缴稀９ぷ魅藛T必須對(duì)漿液初凝時(shí)間、注漿流量、風(fēng)量、壓力等進(jìn)行充分考慮與檢查，確保各項(xiàng)指標(biāo)與設(shè)計(jì)規(guī)定相符，并做好記錄及曲線繪制工作。如漿液初凝時(shí)間在20小時(shí)以上，則不能應(yīng)用此水泥。

6、沖洗。完成施工后，必須沖洗干凈注漿管等設(shè)備，要求水泥將不能存留在管內(nèi)、機(jī)內(nèi)，一般可用水換取漿液，噴射于地面，可全部排出泥漿泵、注漿管及軟管內(nèi)的漿液。并在新孔位進(jìn)行鉆機(jī)等設(shè)備的移至。

三、公路軟基施工中高壓噴射注漿施工注意事項(xiàng)

在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力越來(lái)越重，對(duì)公路工程的質(zhì)量提出了更高地要求。在施工中往往存在諸多問(wèn)題，如冒漿、固結(jié)體頂部收縮凹穴等，為此，施工企業(yè)必須對(duì)其加以重視，并進(jìn)行有效處理。

1、冒漿及其處理。在旋噴過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的土顆粒隨著一部分漿液沿著注漿管管壁冒出地面的現(xiàn)象。若冒漿量超過(guò)注漿量的20%，就應(yīng)查明原因并采取有效地應(yīng)對(duì)措施。冒漿量過(guò)大的主要原因是由于注漿量大大超過(guò)旋噴固結(jié)所需的漿量所致，即有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng)。此時(shí)可適當(dāng)提高噴射壓力，或者加快提升和旋轉(zhuǎn)速度，或者適當(dāng)縮小噴嘴孔徑。

2、固結(jié)體頂部收縮凹穴及其處理。在漿液與土粒攪拌混合后的凝固過(guò)程中，固結(jié)體由于析水收縮作用而在頂部出現(xiàn)一個(gè)凹穴，此時(shí)可開挖出固結(jié)體頂部，對(duì)凹穴灌注混凝土直至填滿凹穴。

3、施工過(guò)程中噴嘴或管路被堵塞導(dǎo)致壓力突然大幅上升。為防治此類問(wèn)題，應(yīng)認(rèn)真檢查風(fēng)、水、漿的通道，插管前可用薄塑料包扎好風(fēng)、水噴嘴；平時(shí)加強(qiáng)注漿泵的維護(hù)保養(yǎng)，減少注漿過(guò)程中發(fā)生故障的幾率；噴射結(jié)束后按要求做好各系統(tǒng)的清理工作。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，公路工程作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，其行業(yè)的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極大的影響力。隨著軟土高壓噴射注漿施工技術(shù)水平的不斷提升，公路工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響到工程事業(yè)的整體水平。因此，施工企業(yè)必須高度重視高壓噴射注漿施工技術(shù)及質(zhì)量，對(duì)施工過(guò)程中每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，只有這樣才能避免工程安全隱患的產(chǎn)生，才能進(jìn)一步提升整個(gè)工程施工的質(zhì)量。

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[2]馬遠(yuǎn)榮，胡鈞策.高壓噴射注漿法在地基加固中的應(yīng)用[J].山西建筑.2015(24)

[3]曾令衛(wèi).高壓噴射注漿技術(shù)及其在軟土地基處理中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2011(13)