高速公路路基施工高壓旋噴樁技術研究

羅妹美

（江西省交通工程集團建設有限公司，江西南昌 330038）

0 引言

高壓旋噴樁技術作為一種高效、經濟且可靠的樁基施工方法，正被廣泛應用于各類土木工程項目中。高壓旋噴樁技術是指通過高速旋轉的噴射裝置，將水泥土漿噴射至地下地層中形成樁體的一種技術。該技術以施工速度快、質量可控、適應性廣等優點，成為許多工程項目中理想的樁基處理方法。其還具有強度高、噪聲小、對環境影響小等優勢，適宜應用于狹小、陡峭的山區地帶。通過深入了解高壓旋噴樁技術，可以更好地應對土質條件復雜、承載力要求高的工程項目。這不僅有助于提高施工效率和工程質量，還能降低工程風險和施工成本，為交通工程領域的發展做出積極貢獻。

1 高壓旋噴樁技術的應用要求

1.1 布樁技術的要求

每個工程都有各自的特性，不能照搬照抄其他工程的施工方案，所以要根據現場實際情況，確定最優的布樁技術方案，才能保證旋噴樁施工具備科學性。通常而言，高壓旋噴樁施工階段，噴射注漿壓力、旋轉作用力是非常重要的參數，通過優化相關參數可以提高旋噴樁結構的使用性能。因此，在項目開展之前需要參考布樁技術要求做好參數優化工作。一般而言，高壓旋噴樁的直徑在1.2m 左右，高度為9～10m，樁體間距為2.5m 左右[1]。

1.2 噴射注漿材料

材料對于整個工程項目的施工效果有著直接影響，所以選擇合適的施工材料，才能保證高壓旋噴樁施工效果合格。通常而言，選擇32.5 級普通硅酸鹽水泥即可滿足施工要求。材料選擇完成以后，還要落實現場施工攪拌工作，以提升樁體結構的質量[2]。

1.3 高壓旋噴樁技術的要求

在高壓旋噴樁注漿環節，要加強設備速度以及壓力的控制。在施工過程中，要從低速向高速逐步轉變，確保噴射壓力為0.65MPa±0.15MPa，使水泥漿液和土體顆粒充分融合，提升固結效果。

2 工程概況

某公路工程項目施工現場為軟土地基形式，含水量在25%～34%之間，地基結構強度相對較低，壓縮性較強，飽和度在81%以上，且主要表現為軟塑和流塑的狀態。由此可見，該公路項目的地基性能比較差，必須進行加固處理才能夠滿足施工的要求。此外，經過對現場進行綜合調查發現，項目結構的穩定性比較差，極易發生滑坡、泥石流等自然災害。經過施工單位多方面分析，選擇使用高壓旋噴樁技術進行地基結構的加固施工。該工程設置240 根樁體，具體工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程圖

2.1 測量放線

2.1.1 控制網建設

第一，對甲方提供的基樁軸線控制點、高程基準點等關鍵位置設置圍欄結構進行保護，并且做好現場施工記錄工作。按照甲方提供的基準點及參考標高設計測量控制網，控制點的數量至少在3 個以上，控制點要求堅固穩定。

第二，為了保證現場施工順利進行，在施工區域內應設置臨時控制點，設置的密度要參考實際情況進行確定，對臨時控制點要加強保護，防止機械或者人員對其造成損壞。并且定期進行復檢，如果存在異常或者偏差，則及時進行糾正處理。測量控制網應在施工開始之前設置完成，并且經監理工程師復核檢測，達到要求后才能投入使用。

2.1.2 樁位測放

第一，使用全站儀、水準儀等設備進行現場的樁位測放，所有儀器必須經過專業部門檢驗檢定，并且在規定的使用期限之內。

第二，按照甲方提供的規劃導線點進行全站儀的測量，樁位測放工作開始之前，結合設計方案、廠區坐標系以及各個控制點坐標等進行檢測，確保每個點位的精度合格，為后續的測量放樣提供可靠基礎。

第三，現場測量過程中，使用木樁進行標識，確定振沖碎石樁位置。

2.2 漿液制備

第一，水泥材料需要由甲方提供，強度性能必須符合設計規范，以確保高壓旋噴樁施工質量達到標準。

第二，需要按照設計方案要求進行配合比的設計，并對膠凝材料進行攪拌處理。首先，將水加入攪拌桶；其次，倒入水泥材料，開啟設備高速攪拌3～5min；再次，開啟底部的閥門，放入第一道篩網，經過過濾之后進入漿液池；最后，再經過高壓泥漿泵進行第二道過濾網處理，第二次過濾之后進入漿液桶內，存儲備用。

制作完成的漿液材料需保持低速攪拌，避免發生沉淀。漿液制作過程中，需將內部的硬塊、砂石去除，防止發生堵塞管道和噴嘴的情況。如果漿液制作環境溫度在10℃以下，則應在3h 內使用完畢；如果漿液制作環境溫度超過10℃，則應在2h 內使用完畢。漿液存儲如果超出規定時間，則禁止投入工程中使用。

2.3 鉆機造孔

第一，現場施工開始之前，檢查旋噴樁的孔位是否達到設計標準要求。

第二，鉆機就位。將鉆機移動到規定的樁位之上，要使鉆頭樁尖對準設定的位置，保證樁位的精準性；鉆機底盤要求水平、穩定，保持鉆桿的垂直度，確保鉆進作業的穩定；導向架垂直度合格，孔位偏差在±50mm 以內，垂直度偏差控制在±1%以內。

鉆機安裝到位之后，進行0.5MPa 低壓射水試驗，檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常，如果發現不符合要求，則應及時進行改進和調整。

第三，施工中使用旋噴注漿管進行鉆進作業，鉆孔和插管同時進行。在第一段貫入施工之后，利用噴射管開展噴射施工，并進行振動貫入作業。在該環節，開啟鉆機設備，并利用高壓泥漿泵輸入水泥漿液，沿著鉆桿進行振動射流下沉作業。持續進行施工作業，直至達到設計標高。此外，施工過程中應確保工作電流超過額定參數值[3]。

2.4 噴漿

第一，噴漿管下入規定深度部位后，停止鉆進施工，連通空壓管，并讓泥漿泵與鉆機同時旋轉，坐底噴漿30s 之后，利用儀表進行壓力、流量、風量等參數的控制，均符合設計要求后才能提升噴漿管。施工過程中，要求旋轉速度為20r/min，提升速度為0.1m/min。再通過旋轉提升的方式達到規定加固高度，然后停止作業。

第二，旋噴管提升到臨近樁頂部位時，應從頂部以下1.0m 開始，緩慢提升并進行旋噴，保持幾秒的時間，然后再提升0.5m 的高度，最終到達漿面部位，再關閉泥漿泵、空壓機設備，確保漿液輸送正常之后，將旋噴管提升到地面。

第三，噴射注漿作業要點如下：

一是利用橡膠管完成漿液的噴射施工，利用注漿管完成噴射注漿作業。噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜大于50m。

二是在注漿環節中，控制旋噴壓力為25MPa，流量為100L/min，旋轉速度為20r/min，提升速度為0.1m/min。

三是注漿流量為1～2m3/min[4]。

四是噴射注漿參數達到規定的標準之后，根據旋噴工藝方案進行施工作業，提升噴射管，從下到上逐步進行噴射注漿。注漿管噴射施工如果不能一次完成，則需要分次卸管，卸管后搭接長度在100mm以上。

五是現場噴射注漿過程中，為了避免發生埋管事故，需要在卸管前做好各項工作，縮短施工時間。在連續噴射環節，應合理地增大壓力，確保正常冒漿。

六是噴射環節應達到預定的噴射壓力及噴漿量之后再進行注漿管的提升。如果在施工過程中出現故障問題，則停止提升和旋噴，避免發生樁體中斷的情況，并且立即進行檢查，排除故障問題。如果漿液的噴射量不足，將對樁體結構注漿產生一定影響，對此，應加強現場檢測[5]。

七是噴射環節如果出現嚴重漏漿問題，或者噴射的通道受到影響，則應加入速凝劑、細砂等材料，并對漏漿量進行現場檢測。

八是高壓噴射環節，如果出現壓力突然下降、上升或者冒漿不正常等現象，則需要檢查形成的原因，并且采取合理的處理措施。

九是樁體直徑要符合設計標準，對于樁頂和樁底的部位，應及時進行復噴處理，確保結構的質量、性能合格。

2.5 清洗、移位、補漿

向漿液罐內注入一定量的清水，開啟高壓泵，將管道內以及噴漿管頭部清洗干凈，然后移動到下一施工位置進行噴射作業。旋噴工作結束之后，應快速提升噴射管。如果由于漿液凝固、收縮造成樁頂高程不合格，則需要在原施工位置上進行二次注漿施工。

3 旋噴樁施工效果

此次工程項目應用旋噴樁施工技術進行240 根樁體結構施工。為了檢測旋噴樁施工效果，抽取其中的40 根進行復合地基平板荷載試驗、單樁凈荷載試驗、抽芯檢測等。經過抽樣檢測發現，樁體沉降量比較小，表示該樁體結構的強度、剛度、承載性、穩定性都符合設計標準。經過抽芯檢測發現，該樁體內部結構的完整性、均勻性皆達到要求，抗壓強度達到6MPa，完全符合工程的施工標準要求。

4 高壓旋噴樁施工技術的質量控制措施

4.1 鉆孔環節質量控制

設計人員需要進入現場進行全面勘查，掌握現場地質條件以及施工的具體情況，根據測量人員獲得的測量數據信息確定設計方案，然后由施工人員根據設計方案進行樁體結構施工，確保施工效果和質量達到要求。此次工程項目中，首先，進行施工位置的標記，并與設計方案進行對比，由監理工程師進行現場復核檢測，保證精度合格。其次，考慮到現場施工的具體情況，對鉆機進行校正處理之后，確保機頭和孔洞的位置中心完全重合，垂直和水平方向的偏差在5cm 以內。再次，施工人員進行鉆孔操作時，應保持鉆頭的穩定性，并保證鉆孔深度達到設計標準。最后，施工人員在鉆孔工作結束之后，應準確記錄各項數據，便于監理人員以此作為根據，對鉆孔的深度回水進行檢驗，確保鉆孔質量符合標準[6]。

對于鉆孔質量而言，與鉆孔設備、周圍環境存在直接的關系，所以施工人員要考慮現場實際情況，分析地質條件，選擇最佳的鉆孔設備，以確保鉆孔施工質量達到標準。鉆孔作業之前對周邊的自然環境、村落、居民狀況、生態環境等進行全面調查，確保不會存在影響施工效果的因素，并且對樹木、池塘等進行標記，在鉆孔設計時，應盡量遠離無法移動的地上附屬物。此外，在現場鉆孔作業之前，要根據實際情況確定鉆孔安裝的位置，并且保證現場鉆孔設備可以穩定地運行，以免影響鉆孔作業的效果。在鉆機施工過程中，要求鉆機設備穩定牢固，以免在鉆孔作業環節出現移動而影響鉆孔作業的質量。如果在鉆孔環節出現質量不合格的情況，則應立即停止鉆孔作業，及時查明形成原因，合格之后才能繼續開展鉆孔作業。

4.2 噴射

對于高速公路路基旋噴樁施工而言，噴射作業是重要環節，對于整個整體結構的質量和性能有著直接影響，所以在施工之前就要確定噴射作業的技術參數。一般會采取試驗樁的方式來驗證技術參數是否符合工程的施工標準。對于此次工程項目而言，選擇采用雙管旋噴的施工方式，漿液的壓力達到27MPa，流量為68L/min，提升速度為0.18m/min，水灰比設定為1.2。鉆機進入白巖層之后，轉變為從下到上的旋噴注漿施工方式。此次工程項目試驗樁數量為4 根，在樁體結構固化8d 之后，對樁體結構進行檢驗檢測，發現樁體外形完整；30d 之后，采取鉆孔取芯的方式進行檢測，發現內部結構的各項性能參數全部合格，均勻性也達到要求。由此可見，此次旋噴樁施工質量達到標準，滿足高速公路路基結構施工要求。

5 結語

高速公路路基施工過程中，往往遇到一些軟土路基，影響施工效果。就目前而言，應用高壓旋噴樁技術進行路基結構處理，可以保證路基結構性能合格，滿足施工的要求。因此，在路基工程施工環節，應結合現場地質條件，選擇最佳的樁體形式，通過加強施工材料的選擇和施工工藝的控制，確保充分發揮高壓旋噴樁技術的優勢，為高速公路建設水平的提升奠定基礎。