高壓旋噴樁在河堤加固施工中的應用分析

摘 要 為了保證水利工程的安全，對于地基比較松軟的河堤，必須采用加固措施對其進行處理以提升其穩定性。本文結合具體案例介紹了高壓旋噴樁在河堤加固施工中的應用，首先對高壓旋噴樁加固原理以及其技術特征進行了分析，然后詳細闡述了高壓旋噴樁施工工藝參數以及工藝流程，最后驗證了高壓旋噴樁的應用效果，發現高壓旋噴樁施工效果顯著。

關鍵詞 高壓;旋噴樁;河堤;加固

引言

為了確保相關水利水電工程項目的安全，我國分別制定了相關的規章制度，對防洪工程的標準提出了嚴格的要求。標準規定中要求新修建的防洪工程必須能夠抵抗50～100年一遇的大洪水。地基比較松軟的河堤，需要采取加固措施對其進行加固，保證河堤的穩定性。大量的實踐經驗表明，在河堤加固施工中，高壓旋噴樁具有非常好的應用效果，且具有整體施工工藝簡單方便、具有較好的耐久性、可以結合實際情況對樁身形狀和位置進行靈活調整等優勢。

1工程概況

某河岸河堤當遇到水位上漲時會出現不同程度的水平移動和沉降現象，經過前期勘察發現最大的水平位移量超過了1m，最大沉降量達到了1.2m。對該問題如果不及時采取措施進行治理就可能會引發更加嚴重的安全問題。查閱相關地質勘測文件資料發現，該區域地質主要有4種性質的土體構成，分別為雜填土、黏土、淤泥質黏土、黏土混砂。該部分河堤是多年之前被水沖垮后緊急修理的，因此內部包含有很多雜填土。搶修過程中沒有對地基進行加固處理，而是直接在原本不是非常穩定的地基上進行修建。上次修建雖然解決了臨時性問題，但是松軟的地基不穩固，存在較大的安全隱患[1]。

2高壓旋噴樁及其施工技術

2.1 高壓旋噴樁加固原理分析

高壓旋噴樁的加固基本原理就是將水泥砂漿通過高壓噴射，使其沖入土體內部，與土體進行充分混合攪拌使土體的硬度和穩定性得到顯著提升。對于一些比較軟弱的地基，比如淤泥、黏性土等，都可以采用高壓旋噴樁加固施工技術，對土體進行加固處理。高壓旋噴樁在施工完成后，樁身自身具有很強的抗剪能力和抗壓能力，可以很好地抵抗土體的變形和沉降，提升土體的穩定性。在河堤中利用高壓旋噴樁進行加固施工，能夠有效避免河堤發生垮塌破裂的現象，確保河堤的安全和穩定。

2.2 高壓旋噴樁施工技術特征分析

與其他加固施工技術相比較而言，高壓旋噴樁施工技術具有其自身的優勢，主要表現在施工過程簡單方便、具有很好的耐久性、樁身位置可以根據實際情況靈活調整等。

（1）施工工藝簡單方便。利用高壓旋噴裝對河堤進行加固處理時，不需要使用大型的機械裝備，只需要使用鉆孔設備即可。首先通過專業的鉆孔設備在對應位置上轉出一定直徑的孔洞。施工過程簡單方便，無須太多要求。且施工過程不會對其他方面產生不良影響，也不會受到施工所在區域地質條件的限制，即便是施工區域非常狹窄也能完成施工過程。這些特征是其他加固方案無法實現的。

（2）具有較好的耐久性?？梢愿鶕嶋H使用需要選用具有良好抗水性能的凝膠材料進行施工，同時添加一定數量的水玻璃，能夠在很大程度上提升抗水性能，避免地下水對樁身造成的不良影響。由于具備良好的耐久性能，所以高壓旋噴樁的使用年限相對較長。這也是其他加固措施所不具備的優勢。

（3）可以結合實際情況對樁體形狀和位置進行靈活調整。利用高壓旋噴樁進行加工處理，可以充分考慮河堤的實際情況，合理的設置樁體的位置和樁身的長度。確保在達到加固效果的同時減小施工材料的使用量[2]。

3高壓旋噴樁河堤加固施工技術研究

在本工程項目中，樁號K1+870～K2+170范圍內的河堤土體不滿足實際使用需要，要求對其進行加固處理，以保證河堤的安全。本文通過高壓旋噴裝技術對該部分河堤土體進行加固處理。需要加固的河堤土體長度為300m。本方案中采用的高壓旋噴樁直徑為0.6m，兩根高壓旋噴樁之間的距離為0.4m，咬合0.5m。整體的布置形狀為“日”字形，沿著河堤方向布置兩排，兩排之間的距離設置為3m，樁頂高程為20m。為了達到加固的效果，位于堤頂軸線側一排的高壓旋噴樁施工時需要深入黏土層至少1m。堤頂坡邊和中間部位橫河堤方向上的高壓旋噴樁長度分別為11m和9m。如圖1所示為高壓旋噴樁河堤加固斷面圖。

為了保證高壓旋噴樁的施工質量，需要達到以下的施工工藝技術要求：①鉆孔孔位偏差必須進行嚴格控制，安排專門人員對樁位進行檢測，要求設計位置與實際位置之間的差值不得超過50mm;②確保鉆孔的垂直度滿足要求，可以在現場通過經緯儀對鉆孔的垂直度實施檢測，具體要求垂直度偏差值控制在1%范圍內;③完成高壓旋噴樁施工之后，同樣需要用專門的設備對其直接進行檢測，要求直徑的偏差值控制在50mm以內;④施工中使用的水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量、水泥漿液水灰比、水玻璃摻量分別為34%、1.4%;⑤高壓旋噴樁施工過程中要求氣壓值超過0.7MPa，氣體流量嚴格控制在3.2m3/min。水泥漿壓力同樣需要進行嚴格控制，其大小不得低于20MPa，全噴過程中的提升速度控制在150～200mm/min范圍內。

高壓旋噴樁在施工過程中采用的是就近原則，每間隔3m設置一個施工段面。首先對沿著河堤方向的高壓旋噴樁進行施工，然后再對橫向方向的高壓旋噴樁進行施工。在施工過程中按照先后順序依次進行施工[3]。

4高壓旋噴樁加固施工效果評價

4.1 樁身混凝土質量檢驗

在完成所有的高壓旋噴裝施工后，為了保證施工質量滿足實際使用需要。邀請了專業的質量檢測機構對高壓旋噴樁進行質量檢測。在所有的高壓旋噴樁中抽取2%進行質量檢驗。經過專業質量檢測機構檢驗后發現，施工得到的莊身混凝土整體膠結性非常好，取出的檢測試驗呈現為短柱狀，柱狀試樣的外表面比較光滑，只有很少一部分區域出現了氣孔麻面，經過分析認為，這些氣孔麻面不會對高壓旋噴樁整體質量產生影響。其他方面沒有出現質量問題，經過檢驗認為高壓旋噴樁施工達到了施工要求。在完成混凝土澆筑后的28d，對混凝土進行取樣檢測強度，在檢測范圍內發現混凝土的強度值在1.8～2.0MPa范圍內，而設計要求的強度值為1.5MPa，可見實際施工得到的混凝土強度已經超過了設計要求。

4.2 河堤加固后地基沉降情況觀測

通過高壓旋噴樁對河堤進行加固處理后，在施工范圍內隨機選擇了10個觀測點，對這些點的水平位移和河堤沉降量進行了3次觀測。經過多次觀測后發現，這些觀測點經過一段時間的移動和沉降后基本處于穩定的狀態。所有觀測點的累計水平位移都沒有超過20mm，而沉降量分布在20～40mm范圍內?；谟^測結果可以看出，利用高壓旋噴樁對河堤進行加固處理后，河堤的整體情況比較穩定，沒有出現較大范圍的水平移動和沉降，達到了期望的效果。

5結束語

通過對施工結果的檢驗發現，得到的高壓旋噴樁施工質量良好，能夠滿足實際使用需要。對于軟弱地基土通過高壓旋噴樁進行加固處理后，水平移動以及豎直沉降問題都得到了顯著改善。在后期的觀察中，河堤整體穩定安全，可見通過高壓旋噴樁對河堤進行加固施工是成功的。通過本文研究，可以積累高壓旋噴樁加固施工技術，為其他類似工程項目提供借鑒。

參考文獻

[1] 原麗娜，韓雪冬.喀喇沁旗錦山城區東段防洪工程河堤初步設計研究[J].科技創新與應用，2013（26）：181.

[2] 王維海.河堤除險加固工程處理措施分析[J].農業科技與信息，2019（21）：95-96，101.

[3] 楊娟.井點降水、高壓旋噴樁在深水承臺擴大基礎施工中的應用[J].科技信息，2012（3）：450.

作者簡介

朱元堂（1966-），男，湖南桃源人;職稱：工程師，研究方向：水利水電施工方面。