討論高壓旋噴樁在松軟土、液化土路基地基加固中應(yīng)用

章金勇

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，江蘇 徐州 221000）

1 工程概況

1.1 工程簡介

高壓旋噴樁地基加固區(qū)段為DK156+068～DK158+029 段，為松軟土、液化土路基，根據(jù)現(xiàn)場條件進(jìn)行針對性試樁，樁間距為1.5m，加固深度為9.9-13.4，高壓旋噴樁樁徑0.5m，加固樁平面布置形式為正三角形 。設(shè)計要求28 天樁身水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不得低于2.5MPa，樁體抗壓模量不小于80～90MPa。

1.2 地層巖性及工程地質(zhì)條件

1）2-2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（Q4m1）：灰黑色，軟塑，局部夾少量粉、細(xì)砂?；境休d力，σ0=60kPa，Ⅱ級；2）4-1 粉土Q4a1）：黃褐色、褐灰色，松散，間夾淤泥，Ⅰ級。為液化土。3）4-2 粉土Q4a1）：黃褐色、褐灰色，稍密，飽和，基本承載力，σ0=110kPa（液化前），Ⅰ級，為液化土。4）3-3 粉質(zhì)黏土（Q4a1）：可塑?；境休d力，σ0=140kPa，Ⅱ級；5）1-4 粉質(zhì)黏土（Q3a1）：黃褐色，稍濕硬塑?；境休d力，σ0=200kPa，Ⅲ級。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造、特殊地質(zhì)及不良地質(zhì)

1）本段為松軟土地基、液化土路基。

2）地震動峰值加速度為0.15g。

1.4 水文地質(zhì)

地下水為孔隙潛水，較發(fā)育，地下水埋深1.0-2.0m。下伏基巖為巖溶水。

2 施工方案

高壓旋噴樁具體施工順序如下：施工準(zhǔn)備→測量放線→鉆機(jī)就位調(diào)平→鉆進(jìn)成孔，同時漿液配制→至設(shè)計標(biāo)高停鉆→泵送空氣壓力和漿液、提鉆→至設(shè)計標(biāo)高停泵→提鉆至孔口→成樁。

2.1 測量放線

測量放線，定出控制軸線、場地邊線并測量地面平整后標(biāo)高。根據(jù)設(shè)計圖紙要求的布樁原則進(jìn)行布樁，每個樁位對應(yīng)樁位平面布置圖做好標(biāo)志，并采用小彩旗進(jìn)行標(biāo)識，經(jīng)復(fù)核無誤后方可施工。

2.2 樁機(jī)就位

就位鉆機(jī)后，要對中與調(diào)平樁機(jī)，使其垂直度得以調(diào)整，確保一致的鉆桿和樁位位置，50mm 為偏差范圍，不能超過1%的鉆孔垂直度誤差；壓漿泵調(diào)試要在鉆孔前，才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備；鉆桿長度校驗(yàn)同時用紅油漆標(biāo)注深度線于鉆塔旁，使孔底標(biāo)達(dá)到設(shè)計深度。

2.3 鉆孔

施工前對地質(zhì)進(jìn)行核查，根據(jù)核查結(jié)果擬采用單管法進(jìn)行施工。

前期鉆機(jī)施工，要試噴于地面，當(dāng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)鉆孔機(jī)械后，便可引孔鉆進(jìn)。鉆桿節(jié)數(shù)要認(rèn)真記錄再鉆孔期間，確保鉆孔深度準(zhǔn)確性。

2.4 攪拌制漿

水泥選用合格的普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號為PO42.5 級，水泥漿配合比經(jīng)有相關(guān)資質(zhì)單位進(jìn)行設(shè)計，高壓旋噴樁配合比試驗(yàn)合格后方可使用。

2.5 旋噴提升

當(dāng)噴射注漿管插入設(shè)計深度后，由下而上噴射注漿，旋噴時噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)提升。

2.6 機(jī)具清洗

當(dāng)樁的設(shè)計標(biāo)高噴射后，噴射管要提升，對輸漿管路與灌漿泵定時清洗，為了防止由于不徹底和不及時清洗造成結(jié)塊于管道中與機(jī)具，堵塞噴嘴與輸漿管路而對下一個孔的施工造成影響[1]。

2.7 試噴工藝參數(shù)

1）提升速度：20～25cm/min；

2）水灰比=1：1：0.2；

3）試噴壓力：20～25MPa。

3 施工注意事項(xiàng)

1）施工場地與樁架標(biāo)高要定時測量，這樣樁底、樁頂、樁深的標(biāo)高修正才及時。2）管路系統(tǒng)與高壓設(shè)備要在施噴前檢查好，其流量與壓力要使設(shè)計要求滿足。20～25MPa 為注漿壓力。不能存在雜物于注漿管和噴嘴，良好的注漿管接頭處的密封。3）高壓噴射期間，噴嘴避免被堵，注漿管要快拆卸與安裝時，若注漿孔被堵，迅速進(jìn)行清洗，并進(jìn)行落管復(fù)噴作業(yè)。4）噴射期間，量測記錄工作如：流量、壓力、提升速度等都要做好。5）水泥、粉煤灰均有出廠質(zhì)保書，試驗(yàn)通過后才可使用。6）深層旋噴時，應(yīng)噴漿后旋轉(zhuǎn)提升，以防止注漿管扭斷。7）樁頂、樁底1m 范圍內(nèi)放慢旋噴速度，且進(jìn)行復(fù)噴。8）結(jié)束施工后，注漿管馬上拔出并清洗干凈注漿管與泵，水泥漿不得殘留管內(nèi)。

4 技術(shù)要求

4.1 注漿工藝

高壓旋噴樁注漿固結(jié)體影響質(zhì)量有不少因素，當(dāng)中主要為注漿工藝。自下而上的為高壓旋噴樁注漿，如果停機(jī)故障出現(xiàn)于連續(xù)當(dāng)中，噴射作業(yè)修理好時，不低于0.5m的向下搭接長度，確保固結(jié)體的整體性。

4.2 水泥用量的控制

提升噴漿期間，水泥用量控制很重要。噴嘴直徑、水灰比、噴漿壓力等直接影響著水泥用量，控制方法如下：

1）水泥用量確定后，如剩余水泥量，措施如下：噴漿壓力可增加；噴嘴直徑加大；提升速度要減慢。

2）水泥用量確定后，水泥量不夠，措施如下：樁徑得以保證下，壓力要適當(dāng)減小；減小噴嘴直徑；提升速度要加快；水灰比值要提高。

4.3 固結(jié)體控形

控制固結(jié)體形狀可經(jīng)過對注漿量、旋噴壓力調(diào)節(jié)。因?yàn)閳A柱狀為該工程的設(shè)計，施工期間邊注漿運(yùn)用邊旋轉(zhuǎn)邊提升，對深層部位的考慮，壓力加大于噴射底部時，提升速度與旋轉(zhuǎn)速度要降低，旋噴做重復(fù)，使得達(dá)到勻稱的固結(jié)體，樁徑偏差保證不大[2]。

4.4 處理樁頭部位

當(dāng)提高到樁頂?shù)男龂姽軙r，開始于樁頂一下1m，提高速度變慢，緩慢提高至樁頂面要于旋噴數(shù)秒后，輸送水泥漿要達(dá)到樁頂標(biāo)高時，從地面提出噴漿管。

4.5 質(zhì)量通病與處理

4.5.1 冒漿少或不冒漿

主要原因是較大加固土體粒徑，較多空隙，采取措施：1）加大漿液濃度；2）灌注黏土漿或者中砂、細(xì)砂，填滿空隙后可繼續(xù)噴射；3）骨料摻加于漿液中；4）繼續(xù)噴射于封閉加泥球后；

4.5.2 過大冒漿量

主要有效噴射范圍同噴漿量不適應(yīng)相關(guān)，采取措施：1）噴射壓力提高；2）適當(dāng)縮小直徑關(guān)于噴射嘴；3）適當(dāng)加快提升速度。

4.5.3 偏樁

主要存在垂直度超標(biāo)、樁平移偏差。因場地原因、不仔細(xì)樁機(jī)對位、鉆桿由于鉆孔跑偏、地層等原因造成。

可采取措施：地下障礙要施工前清除，鉆機(jī)不偏斜要對場地平整壓實(shí)；認(rèn)真仔細(xì)放樁位，誤差控制要嚴(yán)格。要反復(fù)檢查開鉆前與鉆進(jìn)期間的樁機(jī)的水平度和垂直度。

4.5.4 斷樁、縮徑

由于噴漿管提升過快或者噴射壓力不足造成樁體縮徑，由于噴射過程中斷，未進(jìn)行搭接噴射時造成斷樁。控制措施：1）嚴(yán)格控制提升速度同時控制試噴壓力；2）每次噴漿中斷時，在噴漿管上做好標(biāo)記且做好施工記錄。3）若提升過程中斷樁，重新進(jìn)行噴漿，斷樁時間較長在樁位處重新施工。

4.5.5 樁身強(qiáng)度不足

受水泥漿液的配合比影響，如果水灰比值偏大，水泥漿液的強(qiáng)度降低，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度較低。可控制措施：嚴(yán)格管理隊(duì)伍，按照設(shè)計配合比拌制漿液。

4.5.6 樁頭質(zhì)量問題

由于樁頭埋深太淺，噴射時導(dǎo)致土體冒起造成樁頭質(zhì)量問題。措施：適當(dāng)降低壓力，放慢提升速度，反復(fù)噴射。

6 結(jié)語

對試樁進(jìn)行28 天樁身水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測強(qiáng)度為3.5～5.2MPa，單樁承載力為220～250kN，能夠滿足設(shè)計要求。為保證施工質(zhì)量，施工過程中加強(qiáng)對提升速度、噴漿壓力、水泥漿比重等控制，加強(qiáng)樁身完整性檢測。對常見質(zhì)量問題進(jìn)行總結(jié)分析，提高施工質(zhì)量和工作效率。