高壓旋噴樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用探討

郝 浩 棟

(山西振興公路監(jiān)理有限公司,山西 太原 030000)

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高壓旋噴樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用探討

郝 浩 棟

(山西振興公路監(jiān)理有限公司,山西 太原 030000)

以某高速公路中的匝道路基為例，從高壓旋噴樁技術(shù)原理和高速公路軟基處理中對(duì)高壓旋噴樁的技術(shù)應(yīng)用兩個(gè)方面，對(duì)高速公路軟基處理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，對(duì)提高高速公路軟基處理效果，加強(qiáng)對(duì)高壓旋噴樁的應(yīng)用都具有重要的意義。

高速公路，軟基，高壓旋噴樁，工藝流程

0 引言

高速公路相較于一般公路來說，車流量大、行車速度快，對(duì)路基和路面提出了更高的要求，一方面路堤的穩(wěn)定性需要滿足要求，另一方面后期的沉降幅度也應(yīng)該比較小，尤其是不均勻沉降量需要格外重視。但是在實(shí)際工程中，常常由于軟基處理不到位，導(dǎo)致后期車輛在通行的過程中出現(xiàn)“橋頭跳車”問題，威脅著車輛的運(yùn)行安全。因此在施工過程中需要加強(qiáng)對(duì)這一方面的處理，保證其穩(wěn)定性和強(qiáng)度都能夠滿足施工要求。

1 高壓旋噴樁

1)施工原理。

高壓旋噴樁指的是利用鉆機(jī)向土層中鉆進(jìn)帶有噴嘴的注漿管，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度之后，從噴嘴中噴出的水或漿液，在高壓力下，破壞原有的土層結(jié)構(gòu)。當(dāng)注漿管中的射流速度快、能量大的時(shí)候，所產(chǎn)生的動(dòng)壓就會(huì)超過其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而使土層中的土顆粒剝落下來，其中一部分會(huì)冒出地面，另外一部分會(huì)在射流重力、離心力以及沖擊力等作用下，與水或漿液混合，形成一定質(zhì)量大小和比例的漿液，當(dāng)完全凝固之后就能夠最終在土層中形成規(guī)律排列的固結(jié)體，且具有一定強(qiáng)度，這就是所謂的高壓旋噴樁[1]。

2)工藝流程。

根據(jù)所使用的設(shè)備不同，高壓旋噴樁可以分為單管噴射流、二重管噴射流、三重管噴射流和多重管噴射流四種。其中單管噴射流指的是高壓水泥漿噴射流較為單一；二重管噴射流指的是在施工中除了有高壓漿液噴射流之外，在外部還有環(huán)繞的壓縮空氣噴射流，兩個(gè)噴射流之間相互組合，形成復(fù)合式高壓噴射流；三重管噴射流指的是所使用的噴射流是由高壓水形成的，并與壓縮空氣噴射流相結(jié)合，形成復(fù)合式高壓噴射流；多重管噴射流指的是高壓水噴射流。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，建筑施工單位需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇合適的施工方式，保證質(zhì)量能夠滿足工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。一般在施工過程中，首先需要將場(chǎng)地進(jìn)行平整，同時(shí)將空中及地下的障礙清除干凈，并進(jìn)行工藝試樁；其次是進(jìn)行放線測(cè)量，將樁位確定下來；再次就是施工環(huán)節(jié)，在施工中需要遵循“先近后遠(yuǎn)”的原則，即離主線路基近的先施工，離主線路基遠(yuǎn)的后施工；最后是對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)的話則需要及時(shí)的處理，保證整體施工質(zhì)量都能夠滿足要求[2]。

3)用途與優(yōu)點(diǎn)。

高壓旋噴樁由于施工方便、設(shè)備簡(jiǎn)單、料源充裕、無公害，管理方便，且旋噴樁的可控性也比較高、耐久性好，因此在大量的永久性工程中都得到廣泛的應(yīng)用[3]。其用途主要是防滲和加固，由于其自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠很好的解決各種施工難題。

2 高壓旋噴樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用

本文選取某高速公路中的匝道路基為例，對(duì)施工中應(yīng)用的高壓旋噴樁進(jìn)行深入分析。在該段路基中，主要是被殘積土層和沖洪積層覆蓋，其中在殘積土層中分布的主要是亞粘土，在沖洪積層中主要分布的有淤泥質(zhì)亞粘土、亞粘土以及粗砂，除粗砂外，其他土質(zhì)的顆粒粒徑都比較小，粘性較強(qiáng)。

1)處理方案設(shè)計(jì)。

由于該段路基的淤泥層比較深、比較厚，且地下水位較高，因此必須加強(qiáng)軟基處理，由于受到各個(gè)方面的限制，在軟基處理中就需要應(yīng)用高壓旋噴樁。所使用的施工機(jī)械為MD-50錨桿鉆機(jī)，旋噴樁的樁間距和樁徑分別為1 300 mm，600 mm，相互之間呈正三角形分布，根據(jù)路基的實(shí)際情況，樁長(zhǎng)需要控制在22 m左右，這一長(zhǎng)度能夠很好的保證旋噴樁穿過淤泥層，并保證粘土中的樁長(zhǎng)超過0.6 m[4]。固化劑應(yīng)用的是普通硅酸鹽水泥，相對(duì)密度和水灰比需要控制在1.35，1∶1左右[5]。注漿管的噴嘴是兩個(gè)，漿液流量需要控制在90 L/min～100 L/min，漿液壓力則需要控制在30 MPa～40 MPa，旋轉(zhuǎn)速度為18 r/min～23 r/min[6]。

2)施工方法。

使用的是單管旋噴法施工，在打樁施工的時(shí)候采用跳躍式，即施工的時(shí)候每次都隔一條樁，這樣就能夠?qū)蓚€(gè)相鄰樁基之間形成的影響降到最低。施工步驟如下：

a.平整施工場(chǎng)地。將排漿溝挖好，并用鉆機(jī)定位；鉆機(jī)始終保持水平狀態(tài)，鉆桿垂直，如果出現(xiàn)傾斜的話，傾斜度也需要控制在1.5%之內(nèi)。

b.成孔。嚴(yán)格的按照地質(zhì)條件選擇最佳的成孔工藝，如果地下存在障礙的話，則應(yīng)該使用地質(zhì)鉆機(jī)。

c.插管。在預(yù)定深度的鉆孔中插入注漿管，并做好接頭的密封工作，有效的避免水或漿液出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

d.噴射作業(yè)。在噴射之前需要對(duì)噴嘴和管道進(jìn)行檢查，避免在施工中出現(xiàn)堵塞、滲漏等問題，當(dāng)確定不存在異常問題之后，就能夠按照施工標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行規(guī)范施工。同時(shí)在施工過程中，還需要對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，一旦出現(xiàn)異常情況，就能夠及時(shí)的停止施工，當(dāng)找出問題原因并有效處理之后才能夠繼續(xù)施工。

e.所有噴射作業(yè)都完成之后，將注漿管拔出。

f.當(dāng)注漿管拔出之后，及時(shí)用清水沖洗干凈。

g.當(dāng)確保該樁體施工完成之后，就能夠進(jìn)行下一個(gè)樁體施工，工序與上述相同，并最終完成所有樁體施工。

3)質(zhì)量檢測(cè)。

在本工程中，共有719根旋噴樁，為了對(duì)加固效果進(jìn)行有效檢測(cè)和評(píng)價(jià)，對(duì)樁體進(jìn)行了復(fù)合地基平板荷載試驗(yàn)、單樁靜載荷試驗(yàn)、樁頭開挖以及抽芯檢測(cè)。在復(fù)合地基平板荷載試驗(yàn)中，應(yīng)用的是慢速維持荷載法，試驗(yàn)樁體的沉降量都比較小，且在卸載后都出現(xiàn)了較大的回升，這也就表示樁體的強(qiáng)度、剛度和彈性模量都比較大，其承載力達(dá)到了試驗(yàn)要求。單樁靜載荷試驗(yàn)中使用的是快速荷載法，其中最大荷載值是設(shè)計(jì)荷載值的兩倍。在抽芯檢測(cè)中，樁芯都比較完整，呈均勻長(zhǎng)柱狀，抗壓強(qiáng)度在4 MPa左右。開挖檢測(cè)中都抽取了10個(gè)樁頭，在觀察和測(cè)量后得出，整體的垂直度都比較好，最小樁徑大于0.6 m，咬合密實(shí)性良好，樁體承重能力比較強(qiáng)。

3 結(jié)語

高壓旋噴樁由于其自身優(yōu)勢(shì)，能夠在軟土地基處理中得到廣泛應(yīng)用，通過這種方式進(jìn)行加固處理，能夠有效地提升整體的穩(wěn)定性和承載力，增強(qiáng)軟土地基處理效果。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，建設(shè)施工單位需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇最佳的施工方案，合理設(shè)計(jì)高壓旋噴樁的樁徑和樁距，并在施工過程中加強(qiáng)控制，保證施工質(zhì)量能夠滿足工程要求。

[1] 劉愛榮,李小斐.高壓旋噴樁在高速公路軟土地基處理中的應(yīng)用探討[J].中外建筑,2011(5):107-108.

[2] 高小巍,吳雪昕.單管高壓旋噴樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].中華建設(shè),2011(9):182-183.

[3] 宋艷清,郭抗美,許凱軍.高壓旋噴樁在南港工業(yè)區(qū)道路軟基處理中的應(yīng)用[J].路基工程,2011(5):169-171.

[4] 呂若冰,孔綱強(qiáng),沈 揚(yáng),等.高壓旋噴樁法在既有高速公路軟基治理中的應(yīng)用[J].建筑機(jī)械化,2015(1):70-73.

[5] 徐學(xué)軍.高壓旋噴樁在高速公路路基治理中的應(yīng)用[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2013(10):80-83.

[6] 徐陽光.高壓旋噴樁在高速公路路面裂縫處治中的應(yīng)用研究[J].路基工程,2016(1):146-150.

On application of high-pressure jet grouting pile in soft foundation treatment on expressways

Hao Haodong

(Shanxi Zhenxing Road Supervision Co., Ltd, Taiyuan 030000, China)

Taking the ramp embankment of some expressway as the example, the paper analyzes and researches the soft foundation treatment on expressways from the principle for the high-pressure jet grouting technique and application of the technique in the treatment of the soft foundation treatment, and indicates it can be meaningful for promoting the soft foundation treatment of the expressways and enhancing the application of the high-pressure jet grouting piles.

expressway, soft foundation, high-pressure jet grouting pile, craft procedure

1009-6825(2017)16-0153-02

2017-03-24

郝浩棟(1986- )，男，助理工程師

U416.1

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