高壓旋噴樁地基加固技術(shù)淺析

代 靜

(沈陽(yáng)華新環(huán)境藝術(shù)工程有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

高壓噴射注漿技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)地基加固、易破壞部位加固等方面應(yīng)用廣泛。高壓旋噴法是在靜壓灌漿基礎(chǔ)上，采用高壓水流切割技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的。在噴射的過(guò)程中，噴嘴是邊旋轉(zhuǎn)邊提升，固體呈圓柱狀，形成旋噴樁體，與周圍土體形成復(fù)合地基，主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形模量。近年來(lái)，由于高壓旋噴法加固地基可靠，不會(huì)影響建筑物的正常使用功能，能在狹窄和較低矮的現(xiàn)場(chǎng)貼近建筑物施工，且具有施工機(jī)具簡(jiǎn)單、有較好的耐久性、施工簡(jiǎn)便、噪聲小、無(wú)污染等特點(diǎn)，已逐漸成為了我國(guó)常用的地基處理方法之一。本文就高壓旋噴樁在地基加固中的應(yīng)用展開簡(jiǎn)要闡述。

一、高壓旋噴法的工作機(jī)理

高壓旋噴法是利用鉆機(jī)等設(shè)備，把安裝在注漿管底部側(cè)面的特殊噴嘴，置入土層預(yù)定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以20-40Mpa左右的壓力把漿液從噴嘴中噴射出去沖擊破壞土體。當(dāng)能量大，速度快和呈脈動(dòng)狀的噴射流的動(dòng)壓超過(guò)土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，土粘被切開，一部分細(xì)小的土粘隨著漿液冒出水面，其余土粘在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，同時(shí)借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使?jié){液把從土體上崩落下來(lái)的土攪拌混合，經(jīng)一定時(shí)間的凝固，便在土中形成圓柱狀的固結(jié)體，與周圍土共同承受荷載。

二、主要工序施工流程方法

1、高噴設(shè)備的安裝、調(diào)試、就位等作業(yè)前的準(zhǔn)備工作

首先將雙管高壓旋噴注漿施工所需全套設(shè)備輔助設(shè)備，按施工場(chǎng)地情況進(jìn)行合理布置、安裝。然后分別檢查氣、漿兩大系統(tǒng)各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，管路是否暢通（進(jìn)行地面管路試噴），測(cè)試監(jiān)控儀器是否齊備、完好。確信無(wú)誤后方可進(jìn)入下一步工序。各種設(shè)備檢查完畢后在地表進(jìn)行聯(lián)合試機(jī)/試噴檢查，以確定各種設(shè)備能否常進(jìn)行工作。把各種壓力和流量調(diào)到噴射注漿施工的要求值進(jìn)行試噴，不僅可以了解各種管路是否暢通/密封，而且可以了解漿風(fēng)嘴的加工質(zhì)量。在更換新漿嘴、風(fēng)嘴時(shí)都應(yīng)在地面進(jìn)行試噴，調(diào)節(jié)好噴射效果后方可下入孔內(nèi)使用。

2、測(cè)量放線

建立施工臨時(shí)控制網(wǎng)，為保證樁位定點(diǎn)的準(zhǔn)確性，采用外圍控制網(wǎng)及場(chǎng)內(nèi)定點(diǎn)控制網(wǎng)的方法進(jìn)行施工測(cè)量、定點(diǎn)。

為確保施工定位的準(zhǔn)確無(wú)誤，根據(jù)施工圖紙各軸線關(guān)系，選擇控制軸線，延伸至施工現(xiàn)場(chǎng)外建立控制點(diǎn)網(wǎng)，以便校對(duì)樁位時(shí)進(jìn)行測(cè)量復(fù)核。

（二）建立場(chǎng)內(nèi)控制網(wǎng)

根據(jù)宜工程樁位軸線的特點(diǎn)及其走向，在場(chǎng)內(nèi)建立與場(chǎng)外控制網(wǎng)關(guān)聯(lián)的牢固網(wǎng)點(diǎn)，進(jìn)行雙向控制。

（三）放樁定位

在建立控制網(wǎng)后，對(duì)場(chǎng)內(nèi)旋噴樁位進(jìn)行放樣，建立固定標(biāo)樁；標(biāo)樁采用≥φ 16鋼筋，其埋設(shè)深度不少于0.8m，可用沖擊鉆在砌石層沖擊鉆孔，而后打入，并高出地面10cm，標(biāo)樁固定用砼覆蓋加以保護(hù)。立標(biāo)樁時(shí)，反復(fù)測(cè)量核對(duì)，建立放線冊(cè)，交付監(jiān)理單位存檔及現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核。

3、鉆孔就位

鉆機(jī)就位是噴射注漿的第一道工序，鉆機(jī)應(yīng)安置在設(shè)計(jì)的孔位上，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位的中心。同時(shí)為保證鉆孔后達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度，鉆機(jī)就位后，必須作水平校正，使其鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。為防止施工竄漿，施工旋噴樁應(yīng)先完成單排樁，再完成雙排樁。最少間隔時(shí)間不少于24小時(shí)。

4、鉆孔

根據(jù)某工程有較厚的砂袋堆砌層的特點(diǎn)，以及旋噴樁的垂直度，保證鉆孔孔壁的穩(wěn)定，采用SZ型工程鉆機(jī)進(jìn)行預(yù)先成孔，孔徑為130，用于穿透上部砂層，對(duì)于礫砂層以及強(qiáng)分化層也進(jìn)行預(yù)先鉆孔。

以本院2017年1月到2018年1月收治的78例胸外科患者為研究對(duì)象，將所有胸外科患者按照隨機(jī)數(shù)字表隨機(jī)常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)組，每組39例，所有患者均行右上肺切除術(shù)，排除肺部感染、肺心病、胸廓畸形、有胸部手術(shù)史的患者。78例胸外科患者在年齡、性別等一般資料方面均無(wú)明顯差異，不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。

（一）在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)精心操作，精神集中，合理掌握鉆進(jìn)參數(shù)，合理掌握鉆進(jìn)速度，防止埋鉆、卡鉆等各種孔內(nèi)事故。一旦發(fā)生孔內(nèi)事故，爭(zhēng)取一切時(shí)間盡快處理，并備齊必要的事故打撈工具。

（二）為避免鉆孔傾斜，在鉆機(jī)就位和鉆孔過(guò)程中，要隨時(shí)注意校核鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜及時(shí)糾正，以確保鉆孔傾斜度在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)；鉆速要打慢檔，并采用導(dǎo)正裝置防止孔傾斜。

5、下注漿管

下注漿管時(shí)對(duì)噴頭加以保護(hù)，防止風(fēng)嘴、漿嘴堵塞。當(dāng)遇有高噴管下不到位或下不去現(xiàn)象時(shí)（軟土層），應(yīng)視不同的情況采取不同方法處理，只要不是發(fā)生較嚴(yán)重的塌孔事故，噴管都不難下到位。一般可采用以下方法：壓注漿泵送水泥漿邊擺動(dòng)噴管邊下管；同時(shí)送風(fēng)、送漿邊擺動(dòng)邊下管。

6、制漿

采用標(biāo)號(hào) 32.5級(jí)（425#）普通硅酸鹽水泥，控制進(jìn)漿比重1.5～1.55，按通過(guò)試驗(yàn)確定的液水灰比、外加劑種類與添加量，使用攪拌機(jī)拌制水泥漿液。制漿時(shí)應(yīng)注意：

（一）制漿材料采用重量或體積稱量法，其誤差不大于5%。

（二）高速攪拌時(shí)間不少于60秒，普通攪拌不少于90秒。

（三）漿液溫度宜控制在5～40℃之間。自制備至用完的時(shí)間應(yīng)少于4小時(shí)，超過(guò)時(shí)間應(yīng)廢棄。

7、噴射注漿作業(yè)

將注漿管下到預(yù)定位置后，依次送漿、送風(fēng)，在孔底定噴數(shù)秒，調(diào)整泵壓、風(fēng)壓至設(shè)計(jì)值并孔口返漿正常后開始邊旋轉(zhuǎn)邊提升，按試驗(yàn)確定的各項(xiàng)高噴參數(shù)進(jìn)行施工。高噴過(guò)程中經(jīng)常測(cè)試水泥漿液進(jìn)漿比重，當(dāng)其達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，立即暫停噴桿提升并調(diào)整水灰比，然后迅速恢復(fù)噴漿作業(yè)。施工過(guò)程中，按要求隨時(shí)檢驗(yàn)并記錄提升速度、噴漿壓力與流量、氣壓與氣量、進(jìn)漿和回漿比重等；每孔需作制漿與耗漿（水泥量）統(tǒng)計(jì)和記錄。

8、回灌漿液

高壓噴灌結(jié)束后，在孔內(nèi)水泥漿液固結(jié)過(guò)程中因體積收縮，同時(shí)孔內(nèi)漿液仍向孔壁四周范圍有一定滲漏，孔內(nèi)漿液將出現(xiàn)一段時(shí)間的沉面下降，不間斷地將漿液回灌到已噴孔內(nèi)，并保持壓漿作用，直至孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。

三、高壓旋噴樁加固方案優(yōu)化及相關(guān)施工注意事項(xiàng)

高壓旋噴樁在加固工程中占有較大比例。然而在方案設(shè)計(jì)完成之后，施工單位往往在結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)方案優(yōu)化部分做的不夠好，導(dǎo)致施工工期長(zhǎng)、浪費(fèi)人力物力、材料浪費(fèi)等一系列問(wèn)題。

1、在對(duì)方案優(yōu)化過(guò)程中，對(duì)于軟塑地基較嚴(yán)重的地段。在方案后期應(yīng)加大噴射壓力，進(jìn)而會(huì)使得新形成的地基有較高強(qiáng)度。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)，如若現(xiàn)場(chǎng)施工面積較大或者距離較長(zhǎng)時(shí)，高壓輸送管的距離要得到保證，超過(guò)50m時(shí)，對(duì)高壓泵輸出壓力要相應(yīng)提高1-5kpa，以保證噴嘴處的輸出壓力。

2、方案實(shí)施過(guò)程中，鉆孔嚴(yán)禁用水鉆孔，水鉆孔會(huì)造成土壤液化嚴(yán)重含水量上升等問(wèn)題，加劇土壤地基的軟化。必要時(shí)候采用空壓機(jī)風(fēng)動(dòng)成孔，此項(xiàng)措施能有效減少在高壓旋噴樁灌注時(shí)對(duì)建筑物產(chǎn)生的附加沉降，降低對(duì)既有建筑的破壞。

3、方案優(yōu)化過(guò)程中要保證，分段灌注高壓旋噴樁的每段搭接長(zhǎng)度應(yīng)該小于100mm。并且為了保證槳面不再下降，應(yīng)該由專業(yè)施工人員進(jìn)行二次灌注。

4、對(duì)于高壓旋噴樁所用水泥，在施工期間要加大檢查力度。嚴(yán)禁使用過(guò)期、失效的水泥。并且旋噴樁一定要按設(shè)計(jì)方案的水灰比嚴(yán)格執(zhí)行。

5、對(duì)于已經(jīng)施工完畢的高壓旋噴樁，應(yīng)該選擇有代表性的樁位和樁點(diǎn)，進(jìn)行長(zhǎng)效檢測(cè)，同時(shí)選擇樁的數(shù)量不應(yīng)少于百分之十。在水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)期內(nèi)應(yīng)達(dá)到3-5天一檢測(cè)，對(duì)于后期應(yīng)達(dá)到一月一檢測(cè)，為期6-10個(gè)月，形成相應(yīng)的檢查記錄，方便日后取用。

高壓旋噴樁造價(jià)較低，在水利工程中也是防滲常用的技術(shù)。然而水利工程的高壓噴射灌漿施工技術(shù)由于其特殊性，給施工質(zhì)量控制工作帶來(lái)一定的難度。一定要先熟悉其施工工藝過(guò)做好全過(guò)程質(zhì)量管理，控制好關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能保證工程質(zhì)量。

[1]胡毅夫.高壓旋噴擴(kuò)底樁承載機(jī)理的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[EB/OL]www. xkdx.com

[4]陳驍文.高壓旋噴樁在武廣客運(yùn)專線路基加固中的應(yīng)用[J].鐵道建筑.2007(12)