高壓噴射注漿技術(shù)在軟土地基加固中的應(yīng)用

郁 偉方志楊

（杭州市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310006）

軟土地基加固是公路建設(shè)過程中經(jīng)常要遇到的工程問題，也是影響公路工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資的重要工程內(nèi)容，隨著我國公路建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，對(duì)公路軟土地基的處治也提出了越來越高的技術(shù)要求。高壓噴射注漿法是以注漿法為基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的公路軟土地基加固技術(shù)，與其它地基處理的技術(shù)相比，該技術(shù)具有適用地基范圍廣，施工操作簡單，地基耐久性良好的特點(diǎn)，是一種便捷地、有效地的地基處理技術(shù)。

一、高壓噴射注漿技術(shù)概述

高壓噴射注漿法是采用高壓水射流切割技術(shù)，通過將水泥漿等漿液射入地層，并在攪拌地層的過程中凝結(jié)成固結(jié)體，從而改變了原土層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以此來達(dá)到提高原地基的承載能力和抗?jié)B能力的目的。高壓噴射注漿法的工藝流程是首先采用鉆機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造孔，成孔后再將帶有噴頭的注漿管深入土層直至預(yù)定的設(shè)計(jì)深度，然后通過高壓水泵將配制好的漿液以的高壓射流射入土體，通過漿液的高速?zèng)_擊力來破壞預(yù)定深度的土體。由于該漿液的高壓射流速度極快，能量極大，且其射流動(dòng)壓呈脈動(dòng)狀態(tài)輸出，當(dāng)射流動(dòng)壓的強(qiáng)度超過土體的強(qiáng)度時(shí)，便將土體逐漸剝離出粗細(xì)不等的土粒，其中的細(xì)小土粒被漿液帶出地面，而其余較粗的土粒則在漿液的沖擊作用下，與急劇減速的漿液噴射流混合攪拌，并按照一定的規(guī)律和漿土比例自動(dòng)進(jìn)行重新排列布置，最終在土體中形成新的固結(jié)體。而在噴射漿液時(shí)，如果采用一邊提升注漿管一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的操作方法，其形成的固結(jié)體便呈柱狀，即為通常所說的旋噴樁；而如果采用一邊提升注漿管一邊進(jìn)行擺動(dòng)的操作方法，其形成的固結(jié)體便呈墻狀。

二、高壓噴射注漿技術(shù)的作用機(jī)理

1、加固機(jī)理：高壓噴射注漿技術(shù)主要是通過高壓噴射流對(duì)土體進(jìn)行破壞后纏身漿土固結(jié)體而進(jìn)行的。一般情況下固結(jié)體會(huì)因?yàn)橥翆拥挠绊懚a(chǎn)生出凹凸不平的變化，但相對(duì)來說硬土的固結(jié)直徑范圍則比較小。同時(shí)，隨著固結(jié)體強(qiáng)度的逐漸增長，其強(qiáng)度一般可以增加1.5倍左右。所以只要在不受凍的條件下，該固結(jié)體的質(zhì)量就可以用來作為永久性地基使用。

2、地基的重新復(fù)合機(jī)理：復(fù)合地基利用高壓噴注漿的過程中，就一般情況而言，基本都是由不相連的多個(gè)噴樁所組成。高壓噴注漿在噴射的過程中需要有較固定的形體和直徑的旋樁，在旋樁的外面還需要有一部分連接的支體，這類支體的形成以及形狀大小、數(shù)量多少和長短都和噴漿過程中的噴射技術(shù)及其參數(shù)有直接的關(guān)系。從另一個(gè)角度來說，高壓噴注漿的復(fù)合地基之所以能使高壓噴注漿構(gòu)筑地下防滲帷幕、復(fù)合地基等不同形式的構(gòu)建物的質(zhì)量得到有效的保證，很大程度上取決于高壓噴注漿和周邊的支體對(duì)于樁間土力學(xué)性能的增強(qiáng)，在進(jìn)一步提高復(fù)合地基的承載力以后，也在一定的程度上將復(fù)合地基的沉降量大大降低。

3、漿液的配置機(jī)理：高壓噴射管注漿技術(shù)之中一個(gè)重要的組成部分是注漿材料以及它的配制方法。主劑和助劑是注漿材料的重要部分。就一般的注漿材料來說，其主劑可以是一種也有可能包含多種，助劑也一樣如此，但是也有可能出現(xiàn)沒有助劑的情況。把注漿材料溶在水中或者其他溶液之中按照一定比例配制出來的液體就叫做漿液。一種注漿材料的配制有時(shí)候會(huì)有不同的幾種配方。漿液在進(jìn)過一定的物理變化或者化學(xué)變化之后，可以有液體狀態(tài)變?yōu)楣腆w狀態(tài)。化學(xué)類和水泥類是注漿材料經(jīng)常劃分的兩大類型，但是在公路交通行業(yè)中化學(xué)類的注漿材料應(yīng)用得不多。

三、高壓噴射注漿技術(shù)的施工工序

1、鉆機(jī)的就位：鉆機(jī)應(yīng)垂直安放在預(yù)先設(shè)計(jì)好的孔位上，同時(shí)。還要保持在施工過程中施噴管的允許傾斜度為1.5%左右。

2、鉆孔：施工過程中預(yù)先在地基的土體中采用震動(dòng)打樁機(jī)，然后待貫入帶活動(dòng)樁靴的套管達(dá)到事先設(shè)計(jì)的標(biāo)高后，在將套管提升至規(guī)定的高度。

3、插管：將三重管插入預(yù)定的地基深度，然后開始進(jìn)行旋噴。

4、噴射作業(yè)：當(dāng)插入噴管至預(yù)定的深度后，方可以進(jìn)行噴射作業(yè)，噴射作業(yè)需自上而下進(jìn)行。噴射過程中要隨時(shí)對(duì)漿液初凝時(shí)間，風(fēng)量，旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)進(jìn)行記錄，以便隨時(shí)檢查所有記錄是否符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，還要講這些記錄繪制成相應(yīng)的過程曲線圖。

5、沖洗：噴射作業(yè)完成后，應(yīng)及時(shí)把注漿管等施工機(jī)具沖洗干凈，確保管內(nèi)、機(jī)內(nèi)沒有殘存的水泥漿等雜物。一般情況下還需要用水在地面上進(jìn)行噴射，以便排除泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液。

四、常見問題及技術(shù)處理要點(diǎn)

1、冒漿的產(chǎn)生:在注漿的過程中，由于對(duì)土層的破壞，就會(huì)導(dǎo)致部分細(xì)小土粒的產(chǎn)生，這些細(xì)小的土粒就會(huì)隨著漿液回流至地面。在高壓噴射注漿過程中防止冒漿的主要措施有：一是適當(dāng)控制噴嘴的直徑；二是提升旋轉(zhuǎn)的速度；三是噴射的壓力的提高。通過對(duì)冒漿的觀察，還可以進(jìn)一步掌握相關(guān)注漿參數(shù)的合理性。

2、固結(jié)體的不完整:在噴射注漿完成后或噴射過程中中斷，均會(huì)導(dǎo)致地基與主體結(jié)構(gòu)的脫空現(xiàn)象。為了進(jìn)一步防止?jié){液凝固收縮狀況的發(fā)生，可以采用第二次注漿、回灌冒漿等措施，這樣可以進(jìn)一步避免斷樁狀況的發(fā)生，同時(shí)，還可以在每次重新下注漿管途中，預(yù)先對(duì)停頓部位的搭接長度進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)，這樣才能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)固結(jié)體的完整性。

3、固結(jié)體強(qiáng)度不一:由于地基土層的各種不同特性導(dǎo)致噴射注漿過程中固結(jié)體的強(qiáng)度和直徑也有所不同。例如地基土層比較堅(jiān)硬的部分，樁徑相對(duì)來說就比較小，而且固結(jié)體的硬化程度也會(huì)相應(yīng)地受到影響，從而，最終造成固結(jié)體的強(qiáng)度降低。所以，在具體的工程施工過程中，應(yīng)根據(jù)不同的土層厚度和深度及時(shí)對(duì)噴射參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

4、噴射流壓力的變化:高壓泵的壓力偏低就會(huì)相應(yīng)地減小噴射流的破壞力，從而是地基加固達(dá)不到預(yù)定的效果?？赡艿漠a(chǎn)生的原因主要有漿液的泄漏、高壓泵的距離過遠(yuǎn)、高壓泵的性能較低等。然而，在實(shí)際的工程施工過程中，首先應(yīng)該對(duì)高壓泵的各個(gè)部位進(jìn)行仔細(xì)檢查，必要時(shí)還可以拔出注漿管，檢查其密封性能是否良好。

結(jié)語：

高壓噴射注漿技術(shù)在砂土液化的防止、減小地基壓力和提高承載力、增強(qiáng)強(qiáng)度方面有著很好的效果。同時(shí)，采用經(jīng)過高壓噴射注漿技術(shù)加固的地基，不僅質(zhì)量高、而且地基的可靠性能也相對(duì)良好，是公路工程地基處理中的一種新型、實(shí)用的軟土地基加固方法，

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