摘要：高壓旋噴樁是高壓噴射注漿法處理軟土地基中的一種，是利用設備將主固化劑的漿液噴射進土體并沖擊破壞土體，漿液與土攪拌混合，經(jīng)一定時間的凝固，便在土體中形成圓柱狀的具有一定強度和抗?jié)B能力的固結體，從而使地基承載力得到加強的一種工程方法。

關鍵詞：軟土地基處理，高壓旋噴樁，質(zhì)量控制

1、工程簡介

港塘路改造工程位于天津市濱海新區(qū)的大港區(qū)和塘沽區(qū)，是連接兩大主要城區(qū)的一條重要通道。其中跨天津大道立交橋主線橋頭區(qū)域位于魚塘段，屬于軟基段。為了保證路基不均勻沉降，避免橋頭跳車現(xiàn)象發(fā)生，采用高壓旋噴樁進行處理。

處理區(qū)域范圍A去和B區(qū)，其中A區(qū)樁長為13m，樁間距為1.2m，處理長度為由橋臺至路基方向15m，兩側路肩邊緣之間的寬度;B區(qū)樁長為10m，樁間距為1.2m，處理長度是由A區(qū)終點至路基方向15m，處理寬度是到坡腳外側的兩排樁，高壓旋噴樁樁徑全為0.5m。

2、高壓旋噴樁概述

2.1、概念

高壓旋噴樁是高壓噴射注漿法處理地基中的一種，是利用鉆孔設備，把安裝在注漿管底部側面的特殊噴嘴，置入土層預定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以20Mpa左右的壓力把預先制備好的水泥、水玻璃等材料作為主固化劑的漿液從噴嘴中噴射出去沖擊破壞土體，同時借助注漿管的旋轉和提升運動，使?jié){液把從土體上崩落下來的土攪拌混合，經(jīng)一定時間的凝固，便在土中形成圓柱狀的具有一定強度和抗?jié)B能力的固結體，從而使地基承載力得到加強的一種工程方法。

2.2、加固機理

高壓噴射注漿是利用工程鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置，以高壓設備使?jié){液成為20Mpa左右的高壓流從噴嘴里噴射出來，沖擊破壞土體，當能量大、速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結構強度時，通過高壓泵向鉆桿中心孔連續(xù)輸送高壓水泥漿液，高壓水泥漿液即通過噴射裝置中的噴嘴小孔噴入鉆桿周圍的砂層、土層及砂土層，與此同時鉆機帶動鉆桿緩慢旋轉并提升使噴嘴緩慢螺旋上升，從而使高壓水泥漿不斷切割攪拌土層，形成水泥、砂、土及速凝劑的混合攪拌漿體，通過固化劑和軟土間所產(chǎn)生的一系列物理化學反應，生成水化物，然后水化物膠結形成凝膠體，將土顆粒凝結在一起形成具有整體性、水穩(wěn)定性和較高強度的結構整體，從而提高其復合地基承載力及改變地基土物理化學性能，達到提高地基承載力、減少地基沉降、阻止水體流動、增強地基穩(wěn)定性的目的。旋噴樁主要用于加固地基，提高地基的抗剪強度，改善地基土的變性性能，使其在上部結構荷載作用下，不至破壞或產(chǎn)生過大的變形。

3、施工流程

旋噴注漿施工流程可大致分為:施工準備，試樁、技術參數(shù)確定→測量放樣，樁機就位，鉆孔，水泥漿制備，旋噴和復攪，提管沖洗，移動設備→樁基工后檢測;

3.1、 施工準備

鉆機進場之前首先進行場地布置，清除施工區(qū)域的雜物，平整場地施工段落要平整密實，做好排水工作，確保在較干凈的環(huán)境中進行施工,其次，準備好施工用電和施工用水;施工用電使用沿線設置的變壓器并配備發(fā)電機在施工現(xiàn)場，架設電纜接線到施工作業(yè)區(qū)。

3.2、試樁、技術參數(shù)確定

每個工點施工前必須先打不少于3根的工藝試驗樁，以檢驗機具性能及施工工藝中的各項技術參數(shù)，其中包括最佳的灰漿稠度、工作壓力、鉆進和提升速度等，還應根據(jù)被加固土的性質(zhì)及單樁承載力要求，確定水泥摻入量。通過試驗樁確定本工程高壓旋噴樁施工技術參數(shù)為：水灰比為1：1;鉆進、工作壓力20～25Mpa;提升速度≤0.25m/min;樁頂1米范圍提升速度≤0.2m/min;轉速應控制在20～25r/min，水泥摻入量范圍在180～220Kg/m之間。

3.3、測量放樣

測量人員根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑淖鴺�、平面布置圖，在施工段落進行布樁，樁位用小木樁紅色頭醒目標注，樁間距誤差不大于50mm，布樁完成自檢合格后報監(jiān)理工程師驗收，驗收合格后進行下一步工序。

3.4、鉆機就位

攪拌機具運至現(xiàn)場后進行安裝調(diào)試，待轉速、壓力及計量設備正常后就位。鉆機就位時先使鉆頭對準樁位標志中心，然后進行鉆桿的雙向調(diào)平，之后，再次調(diào)整對中，最后再精確調(diào)平。垂直度誤差不超過1%，對中誤差小于5cm。

3.5、鉆孔

每臺鉆機在開鉆前，技術人員對鉆桿總長度進行尺量，根據(jù)樁長、設計樁頂標高、原地面標高計算下鉆節(jié)數(shù)，并在最后一節(jié)鉆桿上標定出下鉆結束位置。鉆孔的目的是為了把注漿管置入到預定深度，鉆孔方法采用單管法旋轉鉆機。在鉆桿下鉆時采用小于10Mpa的水泥漿壓力，一方面防止堵噴嘴，另一方面對土體進行第一次噴射，使土體成為混合液，減小噴漿時土體的阻力，以利于漿液充分攪拌，鉆到設計的深度。成孔后，應校檢孔位、孔深及垂直度，是否符合設計要求。

3.6、灰漿的制作

選用優(yōu)質(zhì)42.5#普硅水泥，根據(jù)攪拌桶的大小、水灰比、泥漿比重來標定最大水位線，按水灰比1：1添加水泥，并經(jīng)充分攪拌，測定泥漿比重是否達到試配時比重1.47，如達不到繼續(xù)添加水泥直至達到試配水泥漿比重為止。攪拌時間少于4分鐘的不得使用，超過初凝時間的漿液也不得使用;灰漿經(jīng)過兩道過濾網(wǎng)的過濾，以防噴嘴發(fā)生堵塞;抽入儲漿桶內(nèi)的灰漿要不停地攪拌。

3.7、旋噴和復攪

將注漿管下到預定深度后，調(diào)整回流閥門，使旋噴罐內(nèi)的壓強達到規(guī)定值，水泥漿到達噴嘴后，檢驗噴射方向、擺動角度，旋噴壓力、水泥用量參數(shù)的變化將直接影響樁的均勻程度和樁徑，水灰比參數(shù)的變化將會影響樁身的強度，因此必須時刻注意檢查漿液初凝時間、水泥漿流量及壓力、提升速度、旋擺角度、噴射方法等參數(shù)是否符合設計要求，并隨時作好記錄，如遇故障應及時排除。

3.8、提管沖洗

噴射作業(yè)完成后，將注漿泵的吸漿管移到水箱內(nèi)，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管內(nèi)的漿液全部排除，防止殘存水泥漿將管路堵塞。

3.9、移動設備

移動鉆機至下一孔位，為確保樁與樁之間能很好咬合，宜采用打一跳一法，且間隔時間應大于36小時。

4、質(zhì)量檢驗 高壓旋噴樁完成28d后方能進行質(zhì)量檢驗

4.1、觸探及抽芯檢驗

成樁7d內(nèi)采用輕型觸探進行N10檢測，檢測頻率為工程樁數(shù)的2%。抽芯檢驗的總樁數(shù)不得少于工程樁數(shù)的3‰，單位工程樁數(shù)小于1000根時，至少做3根。樁芯無側限抗壓強度(28d)應滿足如下要求：樁頂～2/3樁長范圍：≥1.6MPa;2/3樁長～樁尖范圍：≥1.4MPa。

4.2、質(zhì)量檢驗標準

a 樁機安裝垂直度偏差 <1% (查施工記錄).

b 樁位偏差 ±50 mm (查施工記錄).

c注漿壓力 ≥20Mpa (查施工記錄).

d 水灰比 1：1 (查施工記錄)

e 水泥用量 ≥180kg/m (查施工記錄)

f 樁徑 ≥600mm (開挖抽查2%)

g 樁長 不小于設計值(查施工記錄)

h 旋轉速度 20~25r/min

i 噴提升速度 10~25 cm/min

j 樁身強度 不小于設計值(抽芯檢查)

5、注意事項

5.1、施工時應先施工內(nèi)排樁，后施工外排樁

5.2、水泥漿液應連續(xù)供應。如發(fā)生斷漿現(xiàn)象，須復打，復打重疊長度必須大于1.0m。

5.3、漿液拌和應均勻，不得有結塊;漿液不得離析或停滯時間過長，超過2小時應停止使用。

5.4、構造物基底水泥攪拌樁樁頂高程應根據(jù)構造物底高程進行計算確定，同時應考慮鑿除50㎝樁頭的影響。

5.5、旋噴廢漿應予以充分利用，施工過長中可在相鄰樁之間開挖一定深度的漿液存貯溝(溝寬0.6～0.8米，深0.8～1.0米)，待漿液凝固后形成具有一定強度的樁間橫系梁，以增強各樁間共同作用，提高地基承載力。施工中控制冒漿量小于注漿量的20%，超過20%或完全不冒漿應查明原因，采取措施。

5.6、成樁28d后，可開始基槽開挖，鑿除50㎝軟樁頭，樁頭鑿除后樁長不得小于設計樁長。

5.7、提鉆噴漿的速度控制，控制好旋噴速度，保證不大于25cm/min且穩(wěn)定，灌漿管分段搭接的長度不得小于10cm。底部時應適當加大壓力保證底部樁頭大于設計，頂部時應重復提鉆噴漿一次保證樁頭的完整。

5.8、提升旋噴過程中確保壓力達到設計要求，不小于20Mpa，使足夠的水泥漿壓入土體，鉆桿旋轉速度再規(guī)定范圍內(nèi)，20~25r/min，確保樁體的均勻性和整體性及強度。

6、結語

實踐表明，采用高壓旋噴樁技術進行軟土地基加固的效果是顯著的，它具有加固體強度高、加固質(zhì)量均勻、施工操作簡便、占地高度小等特點，可用于處理加固淤泥質(zhì)土、粉土、粘土等軟土地基，適用于場地狹窄、不宜進駐大型機械設備等場合，可有效地減少地基總沉降量和不均勻沉降，地基處理效果明顯。

參考文獻：

韓志超;高壓旋噴樁施工技術[J];交通世界(建養(yǎng).機械);2009年07期

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