旋噴樁復(fù)合地基技術(shù)在加固軟土路基中的應(yīng)用

張偉

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，為我國(guó)公路工程的發(fā)展帶來(lái)了極大的推動(dòng)作用。路基是整個(gè)公路工程中非常重要的組成部分，因此，為了確保路基功能的正常發(fā)揮，就要采取合理、有效的措施對(duì)其進(jìn)行加固處理。對(duì)此，筆者通過(guò)下文對(duì)旋噴樁復(fù)合地基技術(shù)在加固軟土路基中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：旋噴樁；復(fù)合地基技術(shù)；加固軟土路基；應(yīng)用

在公路工程施工中，經(jīng)常的會(huì)遇到軟土地質(zhì)，這樣對(duì)于地基工程的正常施工就會(huì)帶來(lái)一定的影響。所以，筆者對(duì)旋噴樁復(fù)合地基技術(shù)在軟土地基加固中應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析，從而為有關(guān)單位及工作人員在實(shí)際工作中提供一定的借鑒作用。

一、技術(shù)原理分析

旋噴樁是一種比較常見(jiàn)的軟土地基處理技術(shù)，主要是通過(guò)鉆機(jī)將具有噴嘴的注漿管往土層中所設(shè)定的位置鉆進(jìn)，采用高壓設(shè)備令水或者漿液變成20Mpa的高壓流，然后射出噴嘴，沖擊土體，并逐漸的提升鉆桿，將土粒和漿液強(qiáng)制的混合攪拌到一塊。確保待漿液凝固之后，有均勻的柱體能夠形成于土中，進(jìn)而能夠有效提升地基承載力，使地基土得到改善。

一般在處理淤泥質(zhì)土、淤泥、素填土、碎石土等地基處理上比較適合應(yīng)用旋噴樁處理技術(shù)，砂土、黃土、素填土、可塑黏性土、粉土的地基，在新建建筑物地基和既有建筑物地基加固中也比較適合應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)有大量的植物根莖、較高的有機(jī)質(zhì)和大粒徑的塊石存在于土中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度。

二、技術(shù)應(yīng)用情況分析

1、復(fù)合地基承載力計(jì)算

可以按照以下公式計(jì)算復(fù)合地基承載力：

Ra/Ap·m+β（1-m）fsk=fspk

在這個(gè)公式中：復(fù)合地基承載力特征值用fspk表示；面積置換率用m表示；單樁豎向承載力特征值用Ra表示；用β表示樁體間土承載力折減系數(shù)；處理后樁體之間土體承載力特征值用fsk表示。

其中，樁體間土承載力折減系數(shù)β反應(yīng)的是樁土共同作用的一個(gè)參數(shù)，它有著較大的變化范圍，確定時(shí)也比較困難。因此，為了準(zhǔn)確的反應(yīng)該系數(shù)數(shù)值，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)荷載實(shí)驗(yàn)結(jié)果而定。

2、復(fù)合地基沉降計(jì)算

樁端下沒(méi)有加固土層的壓縮變形和樁復(fù)合土層的平均壓縮變形是復(fù)合地基變形的兩個(gè)重要方面?？梢园凑障旅娴墓接?jì)算旋噴樁復(fù)合土層的壓縮變形：

l·（Pz+Pzl）/2Esp=Sl

（1-m）Es+mEp=Esp

上式中： m表示置換率；Pz表示水泥土樁復(fù)合土層上部分的負(fù)壓壓力值； Pzl為底面的附加壓力值； Esp為壓縮模量； Es表示樁體之間的壓縮模量； l表示樁長(zhǎng)。

樁端下面沒(méi)有進(jìn)行加固的土層的壓變形采用設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定計(jì)算。

3、以工程案例進(jìn)行探究

①、工程基本情況

該工程位于某航道大堤外側(cè)，并從上跨的航道橋橋孔下穿越，路基需要進(jìn)行1-3米的填高，路基下有較厚的軟土層。地質(zhì)情況：表層為人工填土，碎石、磚石含量高，潮濕、松散，2-6.3m厚，承載力容許值為70KPa；其下為灰色的淤泥，腥味較大，含少量的腐朽貝殼，承載力容許值為60KPa；淤泥下為粘性土，承載力容許值為140KPa。具體的實(shí)際要求：處理之后的復(fù)合地基承載力控制在130Kpa以上，工后沉降要小于30厘米。

②、工程情況分析

a.根據(jù)地質(zhì)條件，該段路基下淤泥層壓縮性比較高，滲透性小，強(qiáng)度比較低。具有極高的流變性和靈敏性。直接進(jìn)行路基填筑會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的沉降現(xiàn)象出現(xiàn)，失穩(wěn)的情況極易發(fā)生。

b.該路段表層為人工填土，且其中碎石、磚石較多，需考慮能夠?qū)@種回填土進(jìn)行有效處理的路基處理方案。

c. 本段路基下穿橋孔，凈高受限制，采用常用的濕噴樁或預(yù)應(yīng)力管樁方案，施工機(jī)械設(shè)備太高，無(wú)法就位。

③、處理方案具體分析

a.對(duì)于路基下埋深較深的軟土，可采用濕噴樁或者高壓旋噴樁等進(jìn)行處理，軟土下黏土層承載力比較高，可以當(dāng)做樁端的持力層。

b.因很難非常經(jīng)濟(jì)有效的清除干凈地基表層碎石填土，故考慮對(duì)路基下軟土及表層碎石填土一并進(jìn)行處理。旋噴樁施工技術(shù)的鉆頭較硬，能夠有效的完成鉆進(jìn)施工，同時(shí)成樁質(zhì)量高；而采用普通的濕噴方式，由于填土中有較多的碎石、磚石等，施工會(huì)花費(fèi)較大的人力、物力和時(shí)間，成樁質(zhì)量也差。

c.由于橋下凈空所限，對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的高度有要求，采用高壓旋噴樁就解決了這方面的問(wèn)題，施工的機(jī)械設(shè)備高度能滿足要求，且移動(dòng)靈活，操作方便。

根據(jù)以上分析，擬定如下路基處理方案：

對(duì)該段路基采用旋噴樁進(jìn)行處理，樁徑采用0.6米，樁間距1.5米，梅花形布置，樁穿過(guò)軟土層進(jìn)入黏土層至少0.5m米，樁長(zhǎng)約15.4米。另外，將0.6米厚的碎石墊層設(shè)置于地表，并在中間鋪設(shè)一層土工隔柵。

④、施工控制

施工人員必須要扎實(shí)掌握相關(guān)施工水平和施工經(jīng)驗(yàn)，防止施工中使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的人員和設(shè)備。為保證旋噴樁的施工質(zhì)量，根據(jù)施工條件、設(shè)計(jì)要求和相關(guān)行業(yè)規(guī)范，采取如下質(zhì)量保證措施達(dá)到施工質(zhì)量目標(biāo)。

a.放注漿管前，先在地表進(jìn)行射水實(shí)驗(yàn)，待氣、漿壓正常后，才能下注漿管施工。

b.高噴施工時(shí)隔兩孔施工，防止相鄰高噴孔施工時(shí)串漿。相鄰的旋噴樁施工時(shí)間間隔不少于48小時(shí)。

c.采用42.5R普通硅酸鹽水泥作加固材料，每批水泥進(jìn)場(chǎng)必須出具合格證明，并按每批次現(xiàn)場(chǎng)抽樣外檢，合格后才能投入使用。施工中所有計(jì)量工具均應(yīng)進(jìn)行鑒定，水泥進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)墊高水泥臺(tái)，覆防雨彩布，防止水泥受潮結(jié)塊。

d.漿液水灰比、漿液比重、每米樁體摻入水泥重量等參數(shù)均以現(xiàn)場(chǎng)試樁情況為準(zhǔn)。施工現(xiàn)場(chǎng)配備比重計(jì)，每天量測(cè)漿液比重，嚴(yán)格控制水泥用量。

e.施工前進(jìn)行成樁試驗(yàn)，由設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理、施工單位共同確定旋噴樁施工參數(shù)，保證成樁直徑不小于設(shè)計(jì)樁徑。

f.嚴(yán)格控制噴漿提升速度，其提升速度應(yīng)小于0.14m/min 。噴漿過(guò)程應(yīng)連續(xù)均勻，若噴漿過(guò)程中出壓力驟然上升或下降，大量冒漿、串漿等異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)提鉆出地表排除故障后，復(fù)噴接樁時(shí)應(yīng)加深0.4米重復(fù)噴射接樁，防止出現(xiàn)斷樁。

g.高噴孔噴射成樁結(jié)束后，應(yīng)采用含水泥漿較多的孔口返漿回灌，防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降，以保證樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。

h.因地下孔隙等原因造成返漿不正常，漏漿時(shí)，應(yīng)停止提升，用水泥漿灌注，直至返漿正常后才能提升。

i.實(shí)行技術(shù)人員隨班作業(yè)制，技術(shù)人員必須時(shí)刻注意檢查漿液初凝時(shí)間，注漿流量，風(fēng)量，壓力，旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理施工中的質(zhì)量隱患。

j.根據(jù)地質(zhì)條件的變化情況及時(shí)調(diào)整施工工藝參數(shù)，以確保樁的施工質(zhì)量。調(diào)整參數(shù)前應(yīng)及時(shí)向業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)部門報(bào)告，經(jīng)同意后調(diào)整。

結(jié)語(yǔ)：

旋噴樁雖然施工費(fèi)用要高于水泥攪拌樁，但其施工設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、占地少，并且施工機(jī)具的振動(dòng)很小，噪音也較低，不會(huì)對(duì)周圍建筑物帶來(lái)振動(dòng)的影響和產(chǎn)生噪音等公害；同時(shí)高壓旋噴樁形成的漿流能夠有效的包裹回填土中存在的碎石、磚石等雜物，基本不會(huì)影響樁體形成的之類。

軟土地基加固是一項(xiàng)非常重要的施工環(huán)節(jié)，必須要采用正確的施工技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行加固處理；對(duì)于存在人工填土（碎石、磚石含量大）及施工空間受限的路基處理，建議優(yōu)先采用旋噴樁。

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