旋噴樁土木工程地基檢測理論的研究及應(yīng)用

孫玉川+馬廣東+陳俊伊+呂榮鑫+姜策文+包琳

摘 要：旋噴樁施工技術(shù)也被稱為噴射注漿法，是一種常見的地基施工方法，在各個(gè)大型建設(shè)工程的地基建設(shè)環(huán)節(jié)之中被頻繁應(yīng)用，對(duì)于一些特殊的地基有良好的引用效果，主要是淤泥地基、粘性土地基以及人工填土地基等。再將其應(yīng)用于這幾種特殊的地基之中的時(shí)候，可以有效地對(duì)地基環(huán)境進(jìn)行改善，提升地基的穩(wěn)固性，更好地支撐起整個(gè)工程系統(tǒng)。為了使旋噴樁地基施工技術(shù)能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地基建設(shè)情況，技術(shù)人員對(duì)其理論進(jìn)行了研究，尤其是檢測方面的技術(shù)理論。

關(guān)鍵詞：旋噴樁施工技術(shù)；土木工程；檢測理論；研究；應(yīng)用

地基建設(shè)作為大部分工程的基礎(chǔ)建設(shè)工作在現(xiàn)代的施工工程之中占有重要地位。但是在實(shí)際的地基施工活動(dòng)之中，施工人員常常會(huì)遭遇極其不穩(wěn)定的地基環(huán)境，這種地基建設(shè)條件，提升了地基建設(shè)工作的難度。旋噴樁施工技術(shù)可以幫助地基建設(shè)人員更好地面對(duì)不良的地基施工情況，借助兩個(gè)環(huán)節(jié)的施工工作就可以確保地基的穩(wěn)固性。但是如果存在操作不當(dāng)?shù)那闆r也會(huì)導(dǎo)致旋噴樁施工工作失去控制，因此需要檢測工作來對(duì)其施工效果進(jìn)行有效評(píng)估。本文對(duì)與其地基檢測工作相關(guān)的理論進(jìn)行研究，并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 檢測理論分析

現(xiàn)有的旋噴樁檢測理論可以對(duì)以下三方面的旋噴樁使用效果進(jìn)行研究：

1.1 對(duì)樁體材料進(jìn)行檢測

在應(yīng)用旋噴樁施工方法的時(shí)候，施工人員需要使用的材料包括外加劑、水泥以及已經(jīng)完成配制的漿液材料等。因此開展檢測工作的時(shí)候，首先需要對(duì)這幾部分材料進(jìn)行檢測，由于使用的材料數(shù)量過多，因此檢測人員一般會(huì)選用抽樣檢測的方法來確定材料的質(zhì)量。對(duì)漿液進(jìn)行檢測的時(shí)候，檢測人員應(yīng)用的檢測方法與對(duì)一般材料進(jìn)行檢測的方法有所不同，檢測人員必須要對(duì)每一根樁進(jìn)行至少2次的抽樣性檢驗(yàn)，對(duì)漿液的密度進(jìn)行檢查，同時(shí)還要對(duì)成樁的效率以及強(qiáng)度進(jìn)行檢查。

1.2 對(duì)成樁效果進(jìn)行檢測

開挖檢查、鉆孔取芯、觸探法等均可在此方面適用，具體選擇要結(jié)合工程的實(shí)際條件和相關(guān)單位的檢測經(jīng)驗(yàn)等靈活進(jìn)行，目前鉆孔取芯方法最為常見，其通常利用地質(zhì)鉆機(jī)在樁徑方向1/4位置垂直選取數(shù)量在樁數(shù)2‰但不低于3根的樁芯，通過樁芯對(duì)旋噴樁的連續(xù)性、長度、密度、均勻性、強(qiáng)度等方面進(jìn)行檢驗(yàn)，在將選取的樁芯制作成樣本的前提下，可根據(jù)其具體強(qiáng)度與2兆帕的關(guān)系，進(jìn)行承載比實(shí)驗(yàn)機(jī)和小型壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)的靈活選取，做出檢測報(bào)告，對(duì)旋噴樁的整體性能進(jìn)行反映。在芯樣選擇前應(yīng)先進(jìn)行檢測點(diǎn)的布置，通常以具有代表性的樁位、發(fā)生過異常情況的部位、底基構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜的部位為檢測點(diǎn)的主要選擇對(duì)象，在檢測點(diǎn)布置的過程中，應(yīng)保證其數(shù)量在6個(gè)以上，且在施工孔數(shù)的2%以上。

1.3 對(duì)樁體加固效果進(jìn)行檢測

在對(duì)旋噴樁技術(shù)的加固效果進(jìn)行研究的時(shí)候，檢測人員需要進(jìn)行平板載荷檢測實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)旋噴樁的本體具有的強(qiáng)度提出了要求，其強(qiáng)度必須要滿足實(shí)驗(yàn)載荷條件如果沒有滿足這個(gè)條件，就會(huì)導(dǎo)致旋噴樁的性能以及外觀形狀受到影響，降低加固效果監(jiān)測的效果。一般存在兩種實(shí)驗(yàn)情況，即多樁與單樁兩種，單樁監(jiān)測實(shí)驗(yàn)需要對(duì)承壓板進(jìn)行應(yīng)用，承壓板的形狀一般為方形或者圓形，多樁檢測工作也需要借助承壓板進(jìn)行檢測，形狀有所不同，除了需要應(yīng)用方形承壓板之外，還可以應(yīng)用矩形承壓板。

在承壓板設(shè)置時(shí)，其中心與旋噴樁中心、荷載作用等應(yīng)一致，并將厚度在5至15厘米間的粗砂鋪設(shè)在其下，在測試的過程中，需要注意其施加的壓力在驗(yàn)收測試中應(yīng)在設(shè)計(jì)的樁體荷載2倍以內(nèi)，目前，實(shí)驗(yàn)中通常以千斤頂作為施壓的主要工具。加固效果的測試實(shí)際上是對(duì)處理后的地基承載能力的綜合評(píng)估，是對(duì)土木工程后期建設(shè)對(duì)地基承載力的模擬實(shí)驗(yàn)，所以其檢測的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到后期土木建筑應(yīng)用的安全性，現(xiàn)實(shí)意義突出。

2 實(shí)際應(yīng)用分析

旋噴樁是利用鉆機(jī)將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設(shè)計(jì)高程，將預(yù)先配制好的漿液通過高壓發(fā)生裝置使液流獲得巨大能量后，從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，使?jié){液與土體充分?jǐn)嚢杌旌?，在土中形成一定直徑的柱狀固結(jié)體，從而使地基得到加固。

某項(xiàng)土木工程地基處理設(shè)計(jì)中選用旋噴樁復(fù)合地基，其設(shè)計(jì)的復(fù)合地基承載力特征值為200kPa，預(yù)計(jì)單樁承載力特征為300kN，為對(duì)其土木工程地基的施工效果產(chǎn)生全面的認(rèn)識(shí)，在檢測中，對(duì)以下因素進(jìn)行了檢測：首先，在施工28天后，檢測土體強(qiáng)度的平均值為4670kPa，樁端已經(jīng)進(jìn)入作為持力層的卵石層半米以上，所形成的旋噴樁形狀為方體，長度平均在7.2 米左右，檢測結(jié)果證明，所形成的旋噴樁的樁體完整性較高，基本可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期尺寸要求；其次，在針對(duì)性的平板荷載實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，其復(fù)合地基承載力特征值為240kPa，在設(shè)計(jì)時(shí)要求的200kPa以上，所以旋噴樁的強(qiáng)度可以達(dá)到預(yù)期的效果；再次，通過現(xiàn)場單樁荷載實(shí)驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn)，單樁豎向承載力特征值為167kN，相比設(shè)計(jì)要求的300kN差距較大，難以滿足實(shí)際需要，所以需要對(duì)此方面進(jìn)行完善處理。

在完成檢測工作之后發(fā)現(xiàn)在地基施工環(huán)節(jié)之中，基本可以確定旋噴樁施工技術(shù)在地基施工之中的使用問題，根據(jù)本次檢驗(yàn)結(jié)果可以了解到，本次旋噴樁施工技術(shù)具有的主要問題是單樁的承載力不夠，難以起到良好的承載效果，但是平板載荷情況卻基本達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，因此可以證明本次工程的土與樁的復(fù)合型受力情況相對(duì)穩(wěn)定。根據(jù)這個(gè)應(yīng)用效果，可以確定對(duì)檢測方法進(jìn)行改進(jìn)的方向，在對(duì)單樁的情況進(jìn)行檢測的時(shí)候，檢測人員可以直接借助平板載荷檢測方法對(duì)地基具有的承載力進(jìn)一步確定。

在對(duì)不同類型的地基進(jìn)行檢測的時(shí)候，檢測人員需要根據(jù)土木工程的具體情況來確定檢測工作，通過檢測活動(dòng)來確定旋噴樁施工技術(shù)的漏洞所在，以便于確定改善工程建設(shè)情況的方法，降低地基施工行為造成的風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)束語

旋噴樁地基施工技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間比較早，因此在地基建設(shè)工作的不斷應(yīng)用的影響之下，被不斷完善，與過去的旋噴樁施工技術(shù)相比已經(jīng)有了極為明顯的進(jìn)步。施工人員再對(duì)其進(jìn)行使用的時(shí)候，必須要將每米樁之中的漿與土的比例控制好，避免因比例失調(diào)而出現(xiàn)地基施工失誤問題。因此在完成一個(gè)階段的旋噴樁施工技術(shù)應(yīng)用工作之后，施工人員必須要通過合理的檢測方法對(duì)其運(yùn)用效果進(jìn)行檢測，通過檢測實(shí)踐活動(dòng)對(duì)檢測理論體系進(jìn)一步完善。當(dāng)前應(yīng)用的檢測技術(shù)可以對(duì)加固效果、樁體材料以及成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測，其檢測內(nèi)容還可以被擴(kuò)充。

參考文獻(xiàn)

[1]劉萬金.工程模糊集理論在基坑降水方案中的優(yōu)化比選[D].黑龍江大學(xué)，2015.

[2]謝莉莉.淺談高壓旋噴樁施工[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2013（03）.

[3]陳國輝，龐雙喜.高壓旋噴樁施工技術(shù)探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（20）.

[4]司慧軍.預(yù)應(yīng)力管樁在地基處理中的應(yīng)用分析[J].山西建筑，2017（22）.

*作者簡介：馬廣東（1979，02-），男，碩士，講師，從事建筑工程，工程圖學(xué)研究。