路橋軟基處理中高壓旋噴樁的應(yīng)用

賴欽獅，賴晏生

(1.中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司；2.中交三航(廈門)工程有限公司，福建 廈門 361000)

路橋軟基處理中高壓旋噴樁的應(yīng)用

賴欽獅1，賴晏生2

(1.中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司；2.中交三航(廈門)工程有限公司，福建 廈門 361000)

基于目前路橋軟基處理過程中出現(xiàn)的問題，文章分析了高壓旋噴樁在路橋軟基處理中應(yīng)用的重要性以及應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出了優(yōu)化高壓旋噴樁施工技術(shù)的方法，其目的是為相關(guān)人員提供借鑒。

路橋工程；軟基處理；高壓旋噴樁

1 工程概況

國道319線漳州段改線一期工程(廈漳同城大道)K23+889-K23+916.5段路基填土高度在8.80～9.39 m。由于地下水埋深在1.5 m以內(nèi)，工程建設(shè)受軟土地基的影響嚴(yán)重，原設(shè)計(jì)采用CFG樁處理軟基，因高壓線凈空高度較低(最低處約21 m),CFG樁處理設(shè)備的樁架高度較高(24 m),不滿足施工安全距離的要求。為確保施工安全，根據(jù)實(shí)際情況采用高壓旋噴樁來進(jìn)行軟土地基處理。

2 路橋軟基處理中高壓旋噴樁施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 高壓旋噴樁冒漿

造成路橋軟基處理施工中高壓旋噴樁冒漿問題發(fā)生的原因是有效噴射范圍與注漿量不匹配，這就增加了旋噴樁的冒漿量。

2.2 固結(jié)體頂部收縮

在實(shí)際路橋軟基處理工程施工建設(shè)過程中，很多施工單位采用高壓旋噴機(jī)來對(duì)純水泥漿進(jìn)行噴射。然而，當(dāng)土粒與漿液攪拌在一起后，由于漿液析水的影響使得凝固的過程中發(fā)生了不同程度的收縮問題。這種情況，就容易導(dǎo)致高壓旋噴樁的固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴。而發(fā)生凹穴的深度，是隨著工程建設(shè)的地層結(jié)構(gòu)、固結(jié)體全長以及固結(jié)體的直徑來決定的。

2.3 設(shè)備運(yùn)行壓力上升

高壓旋噴樁設(shè)備運(yùn)行的壓力驟然上升，是因?yàn)樽{泵水泥漿儲(chǔ)備箱與高壓泵的吸水管沒有設(shè)置相應(yīng)的過濾網(wǎng)造成的。由于高壓旋噴樁設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中，會(huì)在風(fēng)道、水道以及漿道內(nèi)產(chǎn)生運(yùn)行垃圾。此外，高壓泵、注漿泵以及空壓機(jī)沒有按照正確的順序進(jìn)行開動(dòng)，這就使得在風(fēng)道和高壓水在相對(duì)壓力的作用下，泵送的水泥漿的過程容易受到堵塞。對(duì)于高壓旋噴樁的注漿泵沒有進(jìn)行定期的保養(yǎng)工作，使得其在實(shí)際運(yùn)行過程中容易發(fā)生設(shè)備故障。

3 優(yōu)化路橋軟基處理高壓旋噴樁施工技術(shù)方法

3.1 成樁施工技術(shù)

首先，旋噴機(jī)或鉆機(jī)在就位時(shí)要保證其機(jī)座平穩(wěn)，而且無論是轉(zhuǎn)盤與孔位還是立軸要進(jìn)行對(duì)正。同時(shí)，旋噴機(jī)與鉆機(jī)設(shè)備的實(shí)際傾角與設(shè)計(jì)間的誤差要控制在0.5°以內(nèi)。其次，在利用高壓旋噴樁進(jìn)行噴射注漿前，施工操作人員要檢查其運(yùn)行的管路系統(tǒng)和相關(guān)高壓設(shè)備。具體來說，就是指設(shè)備的排量和壓力要與工藝性試樁成功后提取的參數(shù)保持一致。此外，對(duì)于管路系統(tǒng)中的密封圈必須要處于正常使用狀態(tài)，即噴嘴與通道內(nèi)不能存在雜物垃圾。再次，對(duì)于噴射注漿過程中，開動(dòng)注漿泵要在估算水泥漿峰值后才開始提升注漿管。在鉆進(jìn)的過程中，要采用清水旋噴成孔的方式進(jìn)行成樁。當(dāng)高壓旋噴樁的鉆頭鉆進(jìn)距離樁底標(biāo)高1 m的位置后，需要對(duì)其進(jìn)行噴漿處理。此狀態(tài)持續(xù)1 min后，再按照自下而上方式進(jìn)行提速。最后，在成型高壓旋噴樁的過程中，要以避免固結(jié)體脫節(jié)為原則，是噴漿的孔段與前段保持0.1 m的搭接。

3.2 注漿技術(shù)

路橋工程處理軟基問題的高壓旋噴樁的注漿施工技術(shù)，主要是利用鉆機(jī)對(duì)帶有噴嘴的注漿管鉆到設(shè)定好的土層深度，然后通過相應(yīng)的高壓設(shè)備將漿液和水的壓力在20 MPa以上的高壓流從噴嘴中向外噴射，進(jìn)而使土體遭到破壞。當(dāng)能量過大，速度也過快，并且呈現(xiàn)出脈動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其噴射流的動(dòng)壓比土體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度大，土粒就會(huì)從土體上切割下來。其中有一小部分土粒是隨著漿液而出現(xiàn)的，另外的部分是在噴射流以及沖擊力、離心力等的作用下，和漿液進(jìn)行攪拌，同時(shí)按照相應(yīng)的漿土比例以及質(zhì)量的大小，按照一定的規(guī)律進(jìn)行重新排列的，當(dāng)漿液產(chǎn)生凝固后，就會(huì)有相應(yīng)的固結(jié)體在土中形成。其中，固結(jié)體和噴射流噴射的方向有著直接的關(guān)系，一般情況下，可以分為旋轉(zhuǎn)噴射和定向噴射兩種形式。在這種情況下，可以利用高壓旋噴注漿法進(jìn)行淤泥、粘性土、粉性土以及黃土等的處理。這一方式既能在既有建筑地基處理施工中應(yīng)用，使其地基得到加固，也可以在新建筑地基中應(yīng)用，對(duì)其地基進(jìn)行科學(xué)處理。

3.3 施工工藝控制

在實(shí)際的施工過程中，高壓旋噴的施工工藝要按照如下方法進(jìn)行作業(yè)。首先，施工前，施工技術(shù)人員要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置情況，來復(fù)核高壓噴射注漿的設(shè)計(jì)孔位。即根據(jù)地質(zhì)情況選取具有代表性點(diǎn)來進(jìn)行不少于5根工藝性試樁，其目的是，檢驗(yàn)機(jī)具性能及施工工藝中各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，即水泥漿稠度、工作壓力、提升速度以及鉆進(jìn)等是否與實(shí)際情況相符。如表1所示，為質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)。

表1 質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)

其次，明確施工工藝流程：場(chǎng)地平整、測(cè)量、鉆機(jī)就位、鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高、由下而上旋噴成樁、成樁、移動(dòng)鉆機(jī)以及進(jìn)行下一樁體施工。由于噴射漿液的離析作用，一般會(huì)產(chǎn)生不同程度的收縮，這就導(dǎo)致固結(jié)頂端出現(xiàn)一定的凹穴，因此需要將水灰比為0.5的水泥漿進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)灌，并且防止其他鉆孔排出的泥土泥雜物進(jìn)入。對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行移動(dòng)就位，將其設(shè)置在設(shè)計(jì)的孔位上，在對(duì)這一工序進(jìn)行施工的過程中，進(jìn)行旋噴機(jī)傾斜度的控制，使其傾斜度控制在1.5%以內(nèi)。進(jìn)行制樁施工時(shí)，首先進(jìn)行間隔打樁，然后實(shí)施隔排施工，相鄰兩樁施工時(shí)間間隔不小于48 h,間距不小于4～6 m。再次，當(dāng)施工結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行注漿管等機(jī)具的沖洗，但是要注意的是，保證管內(nèi)和機(jī)內(nèi)不能殘存在水泥漿。為了使樁位的準(zhǔn)確度得到保障，施工技術(shù)人員要對(duì)樁位進(jìn)行測(cè)量放樣和交底，各班的機(jī)長應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的書面交接和現(xiàn)場(chǎng)交接。最后，進(jìn)行噴射施工時(shí)，為了滿足設(shè)計(jì)樁徑及強(qiáng)度要求，必須嚴(yán)格保證注漿壓力及注漿量，對(duì)于深層硬土，為了避免固結(jié)體尺寸減小，可以采取提高注漿壓力、泵壓以及降低回轉(zhuǎn)，提升設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度。值得注意的是，為保證樁底端的作業(yè)質(zhì)量，設(shè)備應(yīng)在底部旋轉(zhuǎn)30 s左右，再邊噴漿邊提升注漿管。此過程，施工技術(shù)人員要隨時(shí)注意泵壓的調(diào)整和異常情況。對(duì)于噴漿過程中的冒漿情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即采取有效措施對(duì)其進(jìn)行處理，以提高成樁的質(zhì)量。

[1] 王文明.高壓旋噴樁在路橋軟基處理中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012,(17):76-78.

[2] 任艷玲.高壓旋噴樁在道路軟基處理中的應(yīng)用[J].山東交通科技,2014,(6):97-98.

[3] 劉黎,崔曉峰.高壓旋噴樁處理技術(shù)在軟土地基中的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2011,(11):131-134.

2016-12-28

賴欽獅(1988-)，男，福建泉州人，助理工程師，研究方向：路橋施工管理技術(shù)。

U416.1

C

1008-3383(2017)02-0052-02