高壓旋噴樁在沿海軟基處理中的應(yīng)用

郭驍健

摘要：唐山市濱海大道工程一標(biāo)段K2+860~K2+970段路基，因有橫穿路基高壓線，采用碎石樁處理極易發(fā)生電擊事故，所以改為設(shè)備高度較低的高壓旋噴樁。本文結(jié)合一標(biāo)段現(xiàn)場施工實例，從工作原理，施工工藝，施工要點及質(zhì)量檢測幾個方面對高壓旋噴樁的施工做了闡述。

關(guān)鍵字：沿海軟基處理，高壓旋噴樁，施工，質(zhì)量控制

1工程概況

唐山市濱海大道工程一標(biāo)K2+860~K2+970段，高壓線橫穿路基，碎石樁機較高，施工中極易發(fā)生電擊事故，因此改為高壓旋噴樁處理。地層上部5~6m為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，深灰色，軟塑~流塑，土質(zhì)不均，砂感強，含少量云母和貝殼碎片，承載力基本容許值80kpa，摩阻力20kpa，下部為粉砂層：灰褐色，飽和松散~中密，礦物成分以石英、長石為主。含少量云母和貝殼碎片。承載力基本容許值90kpa，摩阻力30kpa，可改為高壓旋噴樁。樁長8m，樁間距1.5m，樁徑0.6m。為鄰排錯開的三角形布樁。水泥采用32.5mpa復(fù)合硅酸鹽水泥，用量為50~60kg/m。

2 施工原理

2.1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(yù)定位置，以高壓設(shè)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(dāng)能量大、速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結(jié)構(gòu)強度時，土料便從土體剝落下來，高壓流切割攪碎的土層，呈顆粒狀分散，一部分被漿液和水帶出鉆孔，另一部分則與漿液攪拌混合，隨著漿液的凝固，組成具有一定強度和抗?jié)B能力的固結(jié)體，當(dāng)噴射流以360°旋轉(zhuǎn)、自下而上噴射提升時，固結(jié)體的截面形狀為圓形即稱為旋噴。在鉆機的鉆桿最前端設(shè)置一個高壓液體噴射裝置，當(dāng)鉆機把該高壓噴射裝置送到土層預(yù)定深度時，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(zhuǎn)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(xué)反應(yīng)，生成水化物，然后水化物膠結(jié)形成凝膠體，將土顆粒凝結(jié)在一起形成具有整體性、水穩(wěn)定性和較高強度的結(jié)構(gòu)整體，從而提高其復(fù)合地基承載力及改變地基土物理化學(xué)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(jié)構(gòu)荷載作用下，不至破壞或產(chǎn)生過大的變形。

3 工藝特點

（1）施工機具設(shè)備簡單，施工簡便。

（2）具有較好的耐久性，且料源廣闊，價格低廉。

（3）噪聲小，施工周期短。

4 施工工藝

現(xiàn)場的整理：施工場地要求平整密實并做好排水。就地采用沿線設(shè)置的變壓器，現(xiàn)場需配置發(fā)電機一臺，確保臨時停電或高壓停電時工程進行的連續(xù)性。

測量放樣：根據(jù)設(shè)計圖紙對現(xiàn)場樁位進行布點，用顏色醒目的木樁或竹樁標(biāo)記，之后報監(jiān)理工程師驗收。

鉆機及人員就位：鉆機就位時先使鉆頭對準樁位標(biāo)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。

試樁、技術(shù)參數(shù)確定：施工前必須先打不少于3根的工藝試驗樁，試樁深度不小于軟土層下3m，以檢驗機具性能及施工工藝中的各項技術(shù)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(yīng)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的技術(shù)參數(shù)為：A、旋噴壓力為20~40MPa。B、旋轉(zhuǎn)提升速度為25~28cm/min。C、旋轉(zhuǎn)速度為20~28r/min。D、噴嘴直徑為2.0~3.2mm。E、水泥摻入量50~60kg/m。

鉆孔：鉆孔前，現(xiàn)場技術(shù)人員對每節(jié)鉆桿的長度進行量取記錄，根據(jù)圖紙給出的樁長計算鉆桿數(shù)量。

噴射灰漿：將符合設(shè)計要求的漿液儲備在桶中并不斷攪拌，待下一步工作?；覞{的噴射由下而上作業(yè)，噴射過程中，嚴格控制旋噴壓力、提升速度，并根據(jù)冒漿情況隨時調(diào)整。拆卸旋噴管的動作要快，冒出的灰漿可酌情回收利用。

清洗器具：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。

5 技術(shù)要點

（1）施工中，旋噴樁機應(yīng)隔排作業(yè)，避免由于間距較近互相影響。

（2）灰漿的攪拌時間應(yīng)不小于4分鐘，以保證灰漿完全攪拌均勻，不得有結(jié)塊。大于初凝時間的灰漿不得使用。

（3）對于不能回收利用的漿液，可在相鄰樁間挖溝，使?jié){液流入溝中，凝固后，形成一根橫系梁，提高地基的承載力。

（4）冒漿量不能大于20%，大于20%時，應(yīng)及時查明原因。

（5）水泥漿液應(yīng)連續(xù)供應(yīng)。如發(fā)生斷漿現(xiàn)象，須復(fù)打，復(fù)打重疊長度必須大于1.0m。

（6）提鉆噴射灰漿時，保證旋噴速度和壓力穩(wěn)定，還應(yīng)保持不小于0.2米的搭接長度。

6 質(zhì)量檢測

（1）對樁長、樁徑、樁間距進行檢測，采用現(xiàn)場開挖測量及檢查施工記錄的方法。對不合格的樁，根據(jù)數(shù)量和位置等情況，采取補樁和加強臨樁等措施，檢查數(shù)量為2%。

（2）28d成樁后，進行鉆探取芯。抽檢頻率應(yīng)不小于總樁數(shù)的2%。取芯位置：沿樁徑2/5軸線出垂直鉆進。

（3）28d成樁時進行荷載試驗，測定單樁承載力，抽檢頻率2%，且不少于3根。

（4）檢驗數(shù)量的合格率不下于90%。如低于90%，再次進行抽檢，抽檢頻率為5%。如再不合格，則應(yīng)補樁處理。

結(jié)論：

高壓旋噴樁處理沿海軟基中，具有效率高，施工簡便，成樁效果好，加固效果強等優(yōu)點，對于沿海淤泥粉質(zhì)黏土和粉砂層的地基的加固效果明顯。適用于施工作業(yè)面空間受限的施工場地。

參考文獻：

[1] 程云朋. 高壓旋噴樁在地基加固中的應(yīng)用探討[J]. 山西建筑，2007

[2] 中華人民共和國交通部發(fā)布 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[JTJ]. 中國人民出版社，2000