市政工程高壓旋噴樁施工技術探究

陳培軍

（中國水利水電第七工程局有限公司第一分局，四川 眉山 620860）

實施工業技術不僅可以保證市政工程的質量，同時能夠有效提高人們的生活質量。可是，有些施工人員對質量和數量控制不足，相應的技術措施并未落實。因此，必須采取措施提高和完善市政府項目的質量和數量。針對市政工程建設的實際具體情況，探討和分析高壓旋噴技術的運用，希望能為此類工程建設提供參考。

1 項目概況

萬松東路延伸工程二期在瑞安市境內，距離溫州市市區32km，距離瑞安市市區4km，距離104 國道10km，距離海岸線僅2km。該工程西起濱海大道、東至瑞光大道。西起樁號K0+075.971，道路全長約4.64km，標準路幅寬60 ～76m，新城路至瑞光大道段路幅寬60m。路基主要采用塘渣分層回填，一般路段路基碾壓采用藍派沖擊法，特殊地段路基采用預應力混凝土管樁及高壓旋噴樁處理。

2 高壓旋噴樁施工的加固機理

（1）泥漿沖孔破壞土壤。使用高壓泵，可以在大壓力作用下從噴嘴噴出泥漿，將具有強動能的泥漿作用在土壤上，并集中在一定的區域。當沖孔能力大于土壤承載力時，土壤將被破壞。此外，泥漿將在填充孔中的空間后進入土壤中的裂縫。

（2）水泥漿和土壤顆粒的混合。鉆頭和泥漿沖孔使產生許多小顆粒，這些小顆粒會在鉆機的沖擊作用和攪拌作用之間充分混合，并隨著鉆頭和噴嘴的運動而產生柱狀物。

（3）當采用高壓旋噴樁技術對土壤進行切割和碾壓時，仍然會有一定的壓力，可以用來完成涂層的壓實。

3 高壓旋噴樁施工

（1）高壓旋噴樁施工準備。利用AtlasA66CB 全液壓多功能鉆機來進行鉆井作業。通過VHP700 空氣壓縮機提供鉆井所需空氣，并配備科普44 沖擊器以及152偏心輪和140 中心球齒合金鉆頭。高壓噴射灌漿配有89個平行三管射流。為保證噴灌施工平臺的工作空間和施工質量，務必對開挖的基礎進行科學合理的回填，回填之后的骨料一定要分層填筑，并壓實整平，使臺車及鉆機工作得更加平穩、安全。

（2）高壓旋噴樁技術。高壓噴射鉆井采用偏心跟蹤超前鉆井技術（ODEX 法），連續完成鉆井、擴孔和跟蹤保護。在高風壓條件下，利用沖擊器推動140mm 中心鉆頭進行旋轉合理沖擊鉆進，152mm 偏心鉆頭在鉆頭旋轉扭矩帶動用下合理擴大孔徑，使得140mm 粗套管在鉆桿穩定器保護下及時跟進護孔。高壓旋噴合理灌漿技術使用平行三管法從下到上設立噴射樁，每排至少安設兩個，依照施工規則依次科學恰當地進行。

（3）灌漿材料。進入施工現場后，應采取適當措施儲存水泥，防止其受潮結塊。應用氯化鈣加速劑來確保高滲透性地層的噴灌質量。

（4）高壓旋噴樁科學成孔。①高壓噴射合理鉆井運用偏心實時跟蹤超前鉆井技術，連續完成鉆井、擴孔和跟蹤保護。②鉆進完成之后，第一時間采用聚氯乙烯塑料管充當臨時護壁。聚氯乙烯塑料管放入之后，采用全液壓多功能鉆機及時拉出套管。③在鉆進過程中，及時用液位計進行套管的撓度測量，并第一時間糾正偏差。井斜偏差不得超過1%。④鉆井過程中對地層條件、分布、埋深、粒度和地層返水進行詳細記錄，并且針對工程實際具體情況科學合理地調整高壓噴射灌漿施工數據信息，確保孔的質量。

（5）漿液配比及科學混合使用要求。高壓灌漿的漿液必須達到工程標準要求：①可控膠凝時間科學合理；②漿液務必足夠穩定；③泡沫盡可能可能少；④漿液務必便于泵送；結石率定要適當。噴灌主要有兩種漿液：①純漿液，漿液的水灰比一般是0.88 ∶1；②速凝水泥漿，在純水泥漿中加入適量速凝劑，制備速凝水泥漿，普遍在架空、漏失和水動力地層使用。利用現場試驗，確定氯化鈣含量占水泥總重量的5%。漿料的混合和加料順序依次是加水→添加氯化鈣→加水泥，完成后及時使用。水和氯化鈣務必添加固定的測量工具，超時后未使用的泥漿必須丟棄。

（6）高壓旋噴樁灌漿施工。①高壓噴射小車就位工作。針對灑水灌溉軸線以及鉆孔位置，小車工作軌道的寬度必須適當，并且軌道的軸線兩側務必設立槽鋼，把小車吊到軌道之上，手動或機械控制小車行走。高壓噴射灌漿采用（89 股射流）平行三管連接方式，射流由專用高強度螺栓連接，接頭用橡膠墊密封。噴涂工具組裝完成后，應先進行試驗噴涂，水壓超過40MPa，3min后試驗噴涂應無異常完成，然后將噴涂工具放入聚氯乙烯保護墻孔中。②高壓旋噴灌漿。平臺擺動機的主提升調速電機和液壓電機啟動。地層被高壓水完全切割。水泥漿被攪拌并填充到地層中。風壓加速水泥漿的管柱運動，確保灌漿達到工程標準要求。③封孔回填。噴灌結束之后，用水泥漿和天然人工砂對孔口進行密封，保證收縮段回填飽滿密實，不出現空洞或氣泡。

（7）對特殊情況科學處理。基于施工地質條件極其復雜，施工中時常出現這樣或那樣的特殊狀況。施工隊伍要采取適當的方法措施來確保高壓旋噴樁的施工質量。具體方法措施：①對于漏失量大的地層和井段，在下噴霧器前預先注入水泥漿，應緩慢灌漿，漿液應適當加濃，孔口采用混合砂漿等方法措施，一直到孔口返漿達到規范要求后方可。②直徑大于50cm 的大卵石容易嵌在旋噴樁之間。施工過程中，在大漂石下界面噴涂50cm，在大漂石附近形成較大的樁徑時，進行靜噴或復噴，以補充適量的泥漿。③在噴灌過程中，假若孔彼此相鄰，堵住孔并繼續噴灌。噴灌后，掃孔至原孔深，再灑水灌溉。④高壓灌漿應保持整個孔連續運行。如因事故中斷，重復高壓灌漿的重疊長度不得小于0.5m，并記錄中斷的深度和時間。當停止時間超過1h 后重新開始噴射時，高噴嘴應降低0.5m。開始正常提升高噴嘴前5m。停機3h 以上時，應清洗泵和輸漿管道，其余孔段用清水打孔或清掃后再施工。⑤噴嘴或噴嘴發生故障時，務必立即停止起吊，及時處理。提出噴孔后再次下降時，開口噴射深度應降低0.5m。

4 高壓旋噴樁技術在市政工程建設中的應用

假若土壤的機械含量和酸堿度較低，含水量低于70%，樁的質量可以得到保證。假若土壤具有較高的機械含量、酸堿度和高于70%的含水量，則需要采用高壓旋噴樁技術進行處理。

為了充分發揮高壓旋噴樁技術在市政工程施工中的加固和壓實作用，有必要對高壓旋噴樁的施工工藝進行界定，具體體現：（1）鉆機必須就位，鉆機必須垂直放置在設計孔上方，旋轉噴嘴的最大傾斜度為1.5%，同時，鉆孔的偏差值必須控制在50mm 以內。（2）必須保證噴嘴的設計深度跟插入深度一樣。完成鉆孔工作之后，及時更換旋轉噴嘴。同時，還必須防止噴嘴被沉積物堵塞，導致噴水不暢。為了避免坍塌，水壓不得高于1MPa。（3）完成噴嘴安裝工作之后，鉆桿的有關數據信息也必須詳細檢查，使其達到有關設計規范的標準要求。（4）噴射工作完成之后，務必徹底清洗灌漿管等機械設施，避免水泥漿在管道和機械設備中發生堵塞。（5）每批鋼筋應有國家有關部門頒發的質量保證證書，每組設3 個鋼筋籠，每組間距1.5 ～2m。

除此之外，還應高度關注監督管理工作。目前，國外監督管理人員具有豐富的專業知識和長期的實際工作經驗。因此，部分工程的工作的重點應當放在按規章制度施工上，施工過程必須依據程序規范操作。

5 高壓旋噴樁施工中常見的施工技術通病及控制措施

（1）當灌漿過程中漿液過多時，可以在保持漿液量不變的條件下適當增加噴射壓力。（2）固結后樁頂有一個空洞，用水灰比為0.6 ～1.0 的水泥漿填充空腔。（3）灌漿過程中的壓力突然上升。為防止二次現象，高壓泵入口處和灌漿泵吸入管處應安裝濾網，濾網務必定期用高壓泵沖洗。插管前包裹噴嘴以防堵塞；按照空壓機、高壓泵和灌漿泵的啟動順序啟動機器，避免在低壓下泵送水泥漿堵塞通道。

6 高壓旋噴樁施工中應注意的問題

（1）管道中的連接部件應緊密連接，以確保設備的壓力和位移必須符合設計要求。每次噴灌前，確保噴灌設備處于良好的工作狀態。（2）灌漿應均勻，以免造成樁身斷裂。原則上，機器不能在噴射灌漿過程中停機。（3）停機維修前，應清除輸漿管中的泥漿，并用清水沖洗干凈。（4）在鉆井施工過程中隨時注意觀察鉆桿和鉆具的機械性能。損壞的鉆桿和鉆具應及時修復或更換，以防止鉆井過程中出現鉆井斷裂等事故。（5）在噴射灌漿過程中，應注意泥漿排放情況。泥漿排放量低于灌漿量的20%是正常的。如果泥漿排放量不超過灌漿量的20%，則表明存在問題，可能是土層變化或設備故障。此時應停止機器，以找出原因，并采取相應措施。（6）通過降低旋轉和提升速度，或增加灌漿量和灌漿壓力來確保樁身的直徑和密實度。噴射灌漿的質量也可以通過重新噴涂來保證。（7）為防止碎磚和混凝土小塊進入管道造成堵塞，鉆孔灌漿前應清除樁底附近的磚塊和混凝土小塊。（8）適當關注沖洗和補漿。對于高壓旋噴樁施工技術在整個具體實際應用來看，后續沖洗操作務必針對注漿管進行科學徹底沖洗，杜絕其發生管道堵塞狀況，給后續工作造成極大麻煩。另外，還必須高度關注注漿完成之后會發生的收縮問題，及時進行科學、恰當的補漿處理，以此保障其整體效果，使整體施工安全和質量水平得到有效提升。

7 結束語

總之，在工程施工中必須依據工程特點和環境實際條件，科學恰當地運用施工技術。隨著科學技術的發展，高壓旋噴樁施工得到普遍使用，因此也要求施工必須嚴格依照施工標準進行，務必使設備準備充分、恰當，所實施的方法措施科學合理，高壓旋噴樁施工技術運用得當，假若遇到特殊情況，定要處理及時有效，特別要科學有效地預防市政工程高壓旋噴樁的施工技術通病，以確保工程安全和質量。