旋噴樁工藝在涵洞沉降處理中的應(yīng)用研究

田 瑞 生

(山西交通控股集團(tuán)有限公司晉中高速公路分公司，山西 晉中 030600)

涵洞在公路工程中較為常見，涵洞的穩(wěn)定性對(duì)于公路工程的質(zhì)量有著較為重要的影響。由于地質(zhì)條件的不同，部分涵洞會(huì)出現(xiàn)沉降的情況，如果不對(duì)其有效地進(jìn)行處理，將影響行車安全。在對(duì)涵洞沉降進(jìn)行處理的過程中，旋噴樁是一種較為常見的工藝，旋噴樁是在高壓噴射注漿法的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的，旋噴樁工藝融合了靜壓注漿法和水力學(xué)技術(shù)。在應(yīng)用旋噴樁工藝的時(shí)候，主要是利用射流實(shí)現(xiàn)對(duì)地層的切割和攪拌，在將漿液與土體混合體充分?jǐn)嚢柚?，再使其形成固結(jié)體，進(jìn)而將原地層的結(jié)構(gòu)和組成改變，實(shí)現(xiàn)對(duì)于地基的加固。在一些不良地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行涵洞建設(shè)時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)涵洞沉降的情況，而通過旋噴樁工藝，可以有效地對(duì)涵洞沉降問題加以處理，從而保證涵洞建設(shè)的質(zhì)量。

1 旋噴樁工藝概述

旋噴樁工藝的主要作用就體現(xiàn)在對(duì)土體的改良上，因此在地基處理中常常會(huì)應(yīng)用到旋噴樁工藝。旋噴樁工藝不同于鉆孔灌注樁，在應(yīng)用旋噴樁工藝的時(shí)候，其鉆孔機(jī)所采用的是改制鉆頭，先將鉆桿鉆至要求的土層深度，并且在鉆桿內(nèi)孔還有專門的孔道，通過該孔道可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥漿液的輸送。在鉆機(jī)鉆進(jìn)的過程中，水泥漿液也隨著鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)葉片向四周土體進(jìn)行噴射。在鉆桿提升的過程中，旋轉(zhuǎn)葉片會(huì)從下到上把周圍的土體打碎，同時(shí)通過噴射配置好的水泥漿液，一邊打碎一邊攪拌，待攪拌完成之后，水泥土體混合物就會(huì)固化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于土體的加固，顯著地提高其承載力。

作為一種有效地不良地基處理方式，旋噴樁對(duì)于地基以及周邊的建筑物所造成的影響非常小，而且在施工過程中所產(chǎn)生的噪聲也非常低，同時(shí)相應(yīng)的施工活動(dòng)的安全風(fēng)險(xiǎn)也較低，尤其是在處理軟土地基的過程中，能夠有效地控制地表下沉。所以將其應(yīng)用在涵洞沉降處理之中能夠有效地提高涵洞地基的承載力。

2 涵洞沉降處理中旋噴樁工藝要點(diǎn)

2.1 鉆機(jī)準(zhǔn)備

在應(yīng)用旋噴樁工藝進(jìn)行涵洞沉降處理的時(shí)候，鉆機(jī)是非常重要的設(shè)備，因此需要先進(jìn)行鉆機(jī)準(zhǔn)備。在進(jìn)行鉆機(jī)準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按照涵洞加固方案要求，對(duì)于孔位加以確定，并且預(yù)先做好相應(yīng)的標(biāo)記。在鉆機(jī)到位之后，將其調(diào)平并且安裝穩(wěn)固。安裝時(shí)應(yīng)該保證轉(zhuǎn)盤、鉆桿軸線對(duì)準(zhǔn)設(shè)定的樁位，確保軸線位置的偏差不超過2 cm，然后再對(duì)鉆架和鉆桿進(jìn)行調(diào)整，確保鉆桿的垂直度偏差不超過1%。最后再對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行搭設(shè)，將攪拌機(jī)、高壓泥漿泵、水電頭、閘閥等安裝到位，并且對(duì)管路系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行檢查，確保連接密封完好。在準(zhǔn)備好鉆機(jī)之后，還需要進(jìn)行開機(jī)試運(yùn)行，確認(rèn)鉆機(jī)各項(xiàng)性能正常之后，才能夠進(jìn)行成孔施工。

2.2 成孔施工

在準(zhǔn)備好鉆機(jī)之后，即可開始成孔施工，在成孔的過程中，首先需要通過鉆機(jī)預(yù)鉆導(dǎo)孔成孔，在正式進(jìn)行鉆孔施工之前，需要對(duì)每一根鉆桿的長(zhǎng)度進(jìn)行編號(hào)，并且對(duì)鉆桿的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，按照測(cè)量的結(jié)果以及設(shè)計(jì)樁底的標(biāo)高對(duì)于鉆桿的鉆土深度加以確定。鉆進(jìn)過程中，需要在鉆桿壁上將鉆入深度控制表現(xiàn)標(biāo)記出來，以對(duì)鉆孔深度進(jìn)行控制，而且在鉆孔過程中需要注意記錄地層的情況。

2.3 配置漿液

漿液配置也是旋噴樁技術(shù)中一個(gè)重要的內(nèi)容，漿液的配置應(yīng)該在旋噴前1 h內(nèi)進(jìn)行，而且在配置漿液的過程中，必須要將硬塊以及砂石等雜質(zhì)去除干凈，避免出現(xiàn)管路以及噴嘴堵塞的情況。同時(shí)還需要將水灰比控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，為了避免漿液出現(xiàn)離析的情況以及保證漿液具有良好的可噴性，同時(shí)減緩漿液的沉淀速度，可以在漿液之中加入適量的膨潤(rùn)土，漿液配置好之后需要及時(shí)地使用。

2.4 旋噴施工

旋噴施工時(shí)，首先需要將旋噴管下沉到設(shè)計(jì)深度，在開始旋噴之前，需要先進(jìn)行試噴，通過試噴確定注漿系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，在確認(rèn)注漿系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好之后，再使用注漿泵將水泥漿液輸送到旋噴管，待水泥漿液開始從噴嘴流出之后，按照設(shè)計(jì)方案要求對(duì)鉆頭轉(zhuǎn)速加以控制，并且同時(shí)按照要求速度對(duì)鉆桿進(jìn)行提升，此外，還需要對(duì)于注漿泵壓力以及流量加以控制。在旋噴施工過程中，需要注重對(duì)漿液流量、注漿壓力、旋轉(zhuǎn)速度以及提升速度等進(jìn)行檢測(cè)，并且形成記錄。噴射注漿施工一般情況下需一次性完成，如在施工過程中需要對(duì)注漿管進(jìn)行拆卸，則應(yīng)該先停止提升和旋轉(zhuǎn)，然后停止送漿，最后停機(jī)之后再進(jìn)行注漿管的拆卸。在旋噴管提升到接近地面標(biāo)高時(shí)，應(yīng)該從地面標(biāo)高1 m以下的位置開始減緩提升速度。在到達(dá)地面之后，應(yīng)該立即停止提升，并且繼續(xù)在原地旋噴約40 s，再停止旋噴。

2.5 拔管

在旋噴注漿達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)高之后，還需要繼續(xù)通過注漿管進(jìn)行漿液的輸送，直至漿液從孔口返出時(shí)，才能夠停止送漿。停止送漿之后應(yīng)該及時(shí)將輸漿管拔出，并且及時(shí)將輸漿管放入清水中進(jìn)行清洗，將注漿管以及注漿泵之中的水泥漿液清除，最后再停泵。

2.6 驗(yàn)收

在利用旋噴樁工藝完成了涵洞的沉降處理之后，必須要對(duì)施工的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，在加固之后應(yīng)該對(duì)加固位置的沉降情況進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間一般為1個(gè)月～3個(gè)月，通過觀測(cè)涵洞的最大沉降量判斷涵洞是否穩(wěn)定。如果通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)涵洞的最大沉降量低于規(guī)定值，則表明涵洞的沉降已經(jīng)穩(wěn)定，說明加固效果良好，可以交付使用。

3 涵洞沉降處理中旋噴樁施工質(zhì)量控制措施

3.1 加強(qiáng)工序銜接管理

在利用旋噴樁工藝進(jìn)行涵洞沉降處理時(shí)，主要涉及到定位、鉆進(jìn)和噴漿等幾道關(guān)鍵工藝，各個(gè)工序之間的銜接對(duì)于沉降處理的質(zhì)量有著非常重要的影響，所以必須要加強(qiáng)各道工序之間的銜接管理。在每一道工序完畢之后，必須要及時(shí)地對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，在完成了鉆機(jī)定位之后必須要檢測(cè)鉆機(jī)定位的誤差，確保鉆機(jī)偏差、鉆桿垂直度誤差在規(guī)定的限值之內(nèi)時(shí)才能夠進(jìn)入下一道工序，在完成鉆進(jìn)之后，必須要對(duì)成孔的標(biāo)高進(jìn)行檢查，保證標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求才能夠繼續(xù)進(jìn)行下一道工序，在噴漿完成之后，必須要對(duì)加固的效果進(jìn)行檢查，確保涵洞沉降穩(wěn)定之后才能夠結(jié)束施工。

3.2 嚴(yán)格按照方案施工

在利用旋噴樁工藝進(jìn)行涵洞沉降處理時(shí)，必須要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，所有工藝參數(shù)不得隨意變更。同時(shí)在制定旋噴樁施工方案的時(shí)候，也需要針對(duì)一些常見的問題制定專門的應(yīng)急處理預(yù)案，例如泵壓的突升、突降、大量冒漿等，針對(duì)這些異常情況必須要有專門的應(yīng)急預(yù)案，在施工過程中一旦出現(xiàn)這些問題，按照預(yù)案對(duì)其進(jìn)行處理。

3.3 加強(qiáng)施工檢查

加強(qiáng)施工檢查也是保證涵洞沉降處理質(zhì)量的一個(gè)有效措施，應(yīng)用旋噴樁工藝進(jìn)行涵洞沉降處理的過程中，施工檢查主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容，第一是施工前的檢查，第二是施工過程中的檢查，第三是施工后的檢查。施工前的檢查主要包括原材料、機(jī)械設(shè)備以及噴射工藝的檢查，通過施工前的檢查可以為施工活動(dòng)的開展奠定良好的基礎(chǔ)。施工中的檢查主要包括鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、沉鉆速度、提鉆速度、注漿壓力、注漿速度等內(nèi)容，只有控制好這些工藝參數(shù)，才能夠更好地保證注漿施工的質(zhì)量。而施工后的檢查則主要包括固結(jié)土體的整體性及均勻性、有效直徑、強(qiáng)度、抗?jié)B性及耐久性等。在施工檢查過程中，常見的檢查項(xiàng)目及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)注和檢查方法如表1所示。

表1 旋噴樁施工檢查項(xiàng)目

4 結(jié)語

在涵洞施工過程中，涵洞沉降是較為常見的情況，本文就旋噴樁工藝在涵洞沉降處理中的應(yīng)用進(jìn)行了相應(yīng)的介紹，首先簡(jiǎn)要說明了旋噴樁工藝的概念及特點(diǎn)，然后就涵洞沉降處理中旋噴樁技術(shù)工藝要點(diǎn)進(jìn)行了介紹，最后提出了在涵洞沉降處理過程中旋噴樁施工質(zhì)量控制措施，以期能夠?yàn)樾龂姌豆に囋诤闯两堤幚碇袘?yīng)用提供一定的參考。