地鐵軟土地基加固處理技術應用

王先仁

（中鐵廣州工程局集團城軌工程有限公司 廣州南沙 511458）

城市地下軌道交通建設過程中，車站可能處在軟基地段，為保證車站的穩定性和安全性，需要根據工程實際情況制定有效加固處理技術。其中，高壓旋噴樁以其操作簡單、效果顯著等優勢逐步得以廣泛應用。

1 工程概況

某城市地鐵站以北的圍護結構為高壓旋噴樁，其樁底進入到不透水層中3m，即利用高壓旋噴樁對車站的軟基進行加固處理。現圍繞本工程實際情況，對其車站軟基加固處理技術具體應用做如下深入分析。

2 施工原理

對于高壓旋噴樁，它主要是利用鉆機進行鉆孔，當孔深達到設計要求時，由臺車將裝設噴嘴的管段下放至設計確定的標高，再利用高壓設備開始噴漿，借助高壓射流對土體進行切割，以此使土體結構發生破壞，將土體和漿液混合到一起，伴隨管段不斷旋轉與提升，形成完整的樁體，在漿液凝固以后，形成強度足夠且相互咬合的整體，從而起到加固和止水的重要作用[1]。

3 高壓旋噴樁施工

3.1 施工準備

開工前做好技術交底，提供所有相關文件。對于施工單位，應在施工開始前認真做到以下工作：編制合理可行的施組設計方案；構建完善的質量保證體系；確定安全生產規程；提出安全保護及現場文明施工措施；積極組織全體人員參與技術和安全交底及業務培訓；認真貫徹和落實國家相關政策和法律法規；做好現場各項施工記錄。做好施工現場地面的整平與清理，同時由人工使用小型機具進行碾壓。為保證排水的通暢性，應開挖排水（漿）溝，在合適的位置設好回漿池，用于對漿液進行回收處理，以免對環境造成污染。

3.2 工藝參數

高壓旋噴樁施工工藝流程如圖1所示。

圖1 高壓旋噴樁施工工藝流程圖

（1）樁體參數：當為單重管樁時，其樁徑為600mm；當為雙重管樁時，其樁徑為800mm；對于樁長，以到達透水層下3m作為基準控制。

（2）對于單重管樁，其漿液的壓力與比重分別為20～40MPa、1.30～1.50，在噴漿時所用噴嘴的直徑按2～3mm控制，每分鐘漿液的流量控制在80～100L范圍內。

（3）對于雙重管樁，其漿液的壓力與比重分別為20～40MPa、1.30～1.50，在噴漿時所用噴嘴的直徑按2～3mm控制，每分鐘漿液的流量控制在80～100L范圍內，當采用壓縮空氣時，應將壓力控制在0.7～0.8MPa范圍內。

（4）旋轉和提升的速度分別為 10～15r/min、15～20cm/min。

（5）漿液28d后滲透系數不可超過1.0×10-7cm/s。

（6）當采用三重管樁時，其技術參數為：①當采用高壓水時，水壓和水量分別按25～30MPa、80～90L/min控制；②當采用壓縮空氣時，氣壓和氣量分別按0.7～0.8MPa、1500～3000L/min控制；③水泥漿的水灰比和漿量分別按0.8：1.0～1.0：1.0、30L/min以上控制；④鉆桿的提升速度應控制在15～20cm/min范圍內；⑤噴嘴的直徑取1.8mm；⑥水泥的用量應控制在 300～400kg/m3范圍內[2]。

3.3 樁位放樣

開工前使用全站儀對控制點進行測定，設置標記，通過復測驗線確認合格后，使用測線與鋼尺在現場設好樁位，然后用竹簽將其釘緊，每樁設置一個竹簽，使樁孔的中心移位不超過50mm。

3.4 鉆機定位

將鉆機移動至指定位置后，使鉆頭與孔位的中心對準，并對鉆機進行整平，使其放置達到平穩和水平，將鉆桿垂直度實際偏差控制在1.0～1.5%范圍內。將鉆機就位以后進行鉆孔施工，要求引孔的深度達到導墻深度以上，到原狀土為止。再對旋噴機進行就位，先以較低的壓力進行試驗，確認噴嘴是否保持暢通，噴射壓力是否保持正常。

3.5 水泥漿的制備

對樁機進行移位時，應根據設計要求進行水泥漿的制備。先向干凈的桶中加水，然后添加水泥與外加劑，啟動攪拌機持續攪拌，待10～20min后，將桶底的閥門打開，放置孔徑為0.8mm的篩網，完成過濾后使其進入到漿液池當中，再采用泥漿泵將其再次抽到篩網進行過濾，完成此次過濾以后準備在壓漿過程中使用[3]。

3.6 旋噴注漿

利用注漿管實施鉆孔時，在貫入土過程中，通過管段振動及噴射作用持續貫入。這一過程主要為：將鉆機和泥漿泵開啟，開始以較低的壓力注漿，保證鉆桿在導向架方向上進行振動和射流，不斷成孔下沉。當到達孔底部的標高后，對工作電流進行觀察，要求不可超過額定值。

3.7 旋噴提升

在噴漿管下沉至設計要求的深度后，結束鉆進過程，但旋轉保持，將泥漿泵的實際壓力提高到設計要求，持續注漿0.5min后，在噴漿的同時進行旋轉，按設計提出的提升速度對鉆桿進行持續提升。確認達到設計要求的深度以后，將空壓管及水管等都接好，啟動鉆機、水泵、泥漿泵及空壓機開始旋轉，用儀表對實際的風量、壓力與流量進行監控，檢查確認達到要求的數值后，開始緩慢提升，期間不斷進行旋噴，到要求的高度后結束施工。

3.8 樁頭處理

在管段提升至與樁頂部相接近的位置后，從樁頂下部1m位置開始，以較慢的速度進行提升和旋噴，達到數秒之后，繼續向上以較慢的速度進行提升，當達到0.5m后，在樁頂處形成一個停漿面。

3.9 清洗與補漿

在漿液罐內添加適量的清水，然后將高壓泵啟動，對管路進行清洗，清除所有水泥漿，達到干凈為止。同時還要對黏在管頭的土進行清洗。在噴漿完成以后，因漿液具有一定吸水的功能，所以會產生收縮，導致固結體的頂面產生凹陷。此時應立即使用新水泥漿進行補漿。

3.1 0技術標準

在樁體施工過程中，應滿足下列各項技術標準：

（1）樁孔的垂直度，不可超過1.5%，現場可使用經緯儀進行測試。

（2）樁孔具體位置，其偏差不可超過50mm，現場由專業測量人員進行尺量測定。

（3）樁孔的深度，其偏差不可超過±200mm，現場由專業測量人員進行尺量測定。

（4）樁體的直徑，其偏差不可超過50mm，在開挖施工后由專業測量人員進行尺量測定。

（5）樁身的中心線，其偏差不可超過樁徑的0.2倍，當開挖深度達到500mm時，由專業測量人員進行尺量測定。

（6）漿液的初凝時間，一般要控制在20h以內。

（7）水泥土強度，28d齡期后應能達到1.2MPa以上，通過試驗檢測確定。

3.1 1質量檢查

（1）檢驗的時間和內容

施工過程中對質量進行檢驗，需要在注漿完成后7d實施，對于檢查的內容，以取芯試驗為主。

（2）檢驗的數量和部位

檢驗數量一般為樁孔總數2～5%，如果工程樁孔數量少于20個，則應檢驗2個點以上，若通過檢驗確認不合格，則應立即實施補漿。對于檢驗點的位置，應處在以下部位：①荷載相對較大處；②樁體中心線；③施工過程中容易產生異常的位置。

（3）檢驗方法

對于高壓旋噴樁，其檢驗方法主要是鉆孔取芯法。首先，在完成施工的樁體上通過鉆進取得巖芯，然后把巖芯制成試件，送到室內開展性能測試，確定樁體是否均勻，以及抗滲能力能否達到要求[4]。

4 結束語

經過全面的質量檢查與測試，本地鐵車站高壓旋噴樁質量合格，承載力能達到設計與規范的要求，說明以上施工工藝和技術合理可行，具備良好的參考借鑒價值。