高壓噴射注漿法在公路軟基施工中的應(yīng)用

張亮+鄭玉林

摘 要：隨著國民經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升，我國現(xiàn)代化建設(shè)也愈加完善，這都為進一步擴大公路工程規(guī)模提供了可靠依據(jù)。軟土路基是公路工程施工的主要病害問題，將高壓噴射注漿技術(shù)應(yīng)用于公路軟基加固施工，可有效提升工程整體質(zhì)量。為此，本文主要對公路工程高壓噴射注漿法的特點、施工技術(shù)應(yīng)用進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：高壓噴射注漿法；公路工程；軟土路基

為滿足社會經(jīng)濟發(fā)展需求，我國公路工程發(fā)展越來越快，按照公路建設(shè)要求，交通部提出了關(guān)于工后沉降的工程技術(shù)標準。軟土因具有較高含水率、低強度及高壓縮性等特點，進而導(dǎo)致軟土路基沉降量增加及延長沉降持續(xù)時間。但高等級公路施工不會因軟土特點而降低沉降與工后沉降技術(shù)標準，為此，施工企業(yè)必須重視軟基處理設(shè)計與施工技術(shù)的選用。如選取的軟基加固方法不當(dāng)，在填筑路基時，將因剪切破壞出現(xiàn)地基失穩(wěn)現(xiàn)象，進而產(chǎn)生附加沉降或不均勻沉降，由此可見，軟土路基施工方法選擇是否合理、有效已經(jīng)成為高等級公路建設(shè)面臨的首要問題。將高壓噴射注漿法應(yīng)用于公路軟基施工中，可有效提高路基穩(wěn)定性，確保工程質(zhì)量。

1 高壓噴射注漿法的特點

高壓旋噴注漿法始創(chuàng)于日本，它是在化學(xué)注漿法的基礎(chǔ)上，采用高壓水射流切割技術(shù)而發(fā)展起來的。高壓噴射注漿就是利用鉆機鉆孔，把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液成為20Mpa以上的高壓射流，從噴嘴中噴射出來沖擊破壞土體。部分細小的土料隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力，離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土中形成一個固結(jié)體與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基的變形，達到地基加固的目的。其特點如下：

1、旋噴注漿法以高壓噴射流直接破壞并加固土體，固結(jié)體的質(zhì)量明顯提高。它既可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特別是用于工程落成之后，顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運營使用的長處。

2、噴射的漿液是以水泥為主，化學(xué)材料為輔。除了在要求速凝超早強時使用化學(xué)材料以外，一般的地基工程的使用材料廣闊，一般使用價格低廉的4.25號普通硅酸鹽水泥。若處于地下水流速快或含有腐蝕性元素、土含水量大或固結(jié)強度要求高的場合下，則可根據(jù)工程需要，在水泥中摻入適量的外加劑，以達到速凝、高強、抗凍、耐蝕和漿液不沉淀等效果。此外，還可以在水泥中加入一定數(shù)量的粉煤灰，這不但利用了廢材，又降低了注漿材料的成本。

3、噴漿時，除一小部分漿液由于采用的噴射參數(shù)不適用等原因，沿著管壁冒出地面外，大部分漿液均聚集在噴射流的破壞范圍內(nèi)，很少出現(xiàn)在土中流竄到很遠地方的現(xiàn)象。

4、高壓噴射注漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機動性強、占地少，能在狹窄和低矮的現(xiàn)場施工。工管理簡便，在單管、二重管、三重管噴射過程中，通過對噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測，即可間接地了解旋噴的效果和存在的問題，以便及時調(diào)整旋噴參數(shù)或改變工藝，保重固結(jié)質(zhì)量。在多重噴射時，更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之，施工管理十分有效。

2 公路軟基施工高壓噴射注漿技術(shù)的應(yīng)用

1、施工工藝參數(shù)要求

高壓噴射注漿法可分為單管法、雙管法和三管法，它們的高壓水泥漿或高壓水的壓力都應(yīng)大于20MPa。所采用的水泥宜為強度等級在32.5級及以上的普通硅酸鹽水泥，并通過試驗來確定外加劑和摻合料的用量。水泥漿液的水灰比可取0.8——1.5，一般用1.0，具體的應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)特點或?qū)嶋H工程要求確定。噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜大于50m；應(yīng)詳細記錄實際鉆孔的孔位、孔深和地下障礙物、洞穴、涌水等情況。

當(dāng)噴射注漿管貫入土中，噴嘴達到設(shè)計標高便可進行注漿操作，各種參數(shù)達到規(guī)定值后，即可提升噴射管，由下而上噴射注漿。噴射時低壓水泥漿的灌注壓力通常在1.0MPa——2.0MPa左右，氣流的壓力以空氣壓縮機的最大壓力為限，一般大約在0.7MPa左右。采用旋轉(zhuǎn)提升噴射方式時，旋轉(zhuǎn)速度可取10r/min——20r/min，一般提升速度為0.05m/min——0.25m/min。

2、施工機具

高壓噴射注漿施工的主要機具包括：鉆機、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、空壓機、超聲波傳感器、高壓膠管、液體流量計和風(fēng)量計等。并且噴射施工的種類不同，所選用機具的種類和數(shù)量也不同。

3、施工程序

（1）鉆機就位。將鉆機垂直地安放在設(shè)計的孔位上，并且施工時的傾斜度應(yīng)小于1.5%。

（2）鉆孔。單管旋噴可用76型旋轉(zhuǎn)振動鉆機，適用于標準貫入小于40的粘性土層和砂土，其鉆進深度可達30m以上。若地層較為堅硬，則可用地質(zhì)鉆機鉆孔。孔位與設(shè)計的偏差應(yīng)小于50mm。

（3）插管。使用70改進型或76型振動鉆機鉆孔時，鉆孔完成時插管作業(yè)同時完成。若用地質(zhì)鉆機鉆孔，在完成后應(yīng)將巖芯管拔出，并用旋噴管插入到預(yù)定深度。為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水邊插管，但要注意水壓不可太高，否則可能造成孔壁坍塌。

（4）噴射和復(fù)噴。噴管插入預(yù)定深度后，便可進行噴射施工，操作過程中應(yīng)由專人檢查和記錄漿液初凝時間、提升速度、注漿流量、壓力等參數(shù)，并繪制作業(yè)過程曲線。為擴大加固范圍，可根據(jù)設(shè)計的樁徑可噴射范圍的要求來進行復(fù)噴的方法。噴射時注意若漿液初凝時間超過20h，應(yīng)將其廢棄。

（5）沖洗。噴射施工完畢后，應(yīng)把注漿管及其他機具洗凈，保證不殘留水泥漿。

（6）移動機具。移動鉆機設(shè)備到新孔位上。

3 公路軟基施工中高壓噴射注漿注意事項

1、冒漿及其處理。在旋噴過程中，可能會出現(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。若冒漿量超過注漿量的20%，就應(yīng)查明原因并采取有效地應(yīng)對措施。冒漿量過大的主要原因是由于注漿量大大超過旋噴固結(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程中，固結(jié)體由于析水收縮作用而在頂部出現(xiàn)一個凹穴，此時可開挖出固結(jié)體頂部，對凹穴灌注混凝土直至填滿凹穴。

3、施工過程中噴嘴或管路被堵塞導(dǎo)致壓力突然大幅上升。為防治此類問題，應(yīng)認真檢查風(fēng)、水、漿的通道，插管前可用薄塑料包扎好風(fēng)、水噴嘴；平時加強注漿泵的維護保養(yǎng)，減少注漿過程中發(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。

4 結(jié)束語

綜上所述，公路工程作為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐，其行業(yè)的發(fā)展對國民經(jīng)濟的發(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，對施工過程中每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量進行嚴格把關(guān)，只有這樣才能避免工程安全隱患的產(chǎn)生，才能進一步提升整個工程施工的質(zhì)量。

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