淺談高壓旋噴樁在城市道路軟基處理中的應(yīng)用

胡鵬

摘要：作為城市道路軟基處理施工中的一項(xiàng)重要技術(shù)方法，高壓旋噴樁的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)不言而喻，其在提高施工質(zhì)量，優(yōu)化施工流程等方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。本文首先介紹了高壓旋噴樁的相關(guān)內(nèi)容，分析了高壓旋噴樁設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)，探討數(shù)噴射等多個(gè)角度與方面，了高壓旋噴樁在城市道路軟基處理中的應(yīng)用流程，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從參就高壓旋噴樁技術(shù)的施工質(zhì)量控制問題提出了個(gè)人觀點(diǎn)。

Abstract： As an important technical method in the soft foundation treatment construction of urban roads， the application advantages of high-pressure rotary jet grouting piles are self-evident， and they play an irreplaceable important role in improving the construction quality and optimizing the construction process. This article first introduces the relevant content of high-pressure rotary jet grouting piles， analyzes the design and construction points of high-pressure rotary jet grouting piles， discusses multiple angles and aspects such as digital spraying， and discusses the application process of high-pressure rotary jet grouting piles in soft foundation treatment of urban roads. Combined with relevant practical experience， some my personal opinions from the participants on the construction quality control of high pressure rotary jet pile technology are put forward.

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁;城市道路;軟基處理;應(yīng)用

0? 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)快速發(fā)展，城市建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市道路施工環(huán)境日趨復(fù)雜。在城市道路施工中，如何對(duì)軟基進(jìn)行有效處理，成為業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。通過高壓旋噴樁施工技術(shù)的有效應(yīng)用，切實(shí)克服了軟基處理的諸多弊端，優(yōu)化了整體施工效果。本文就此展開了探討。

1? 高壓旋噴樁概述

1.1 概念

高壓旋噴樁屬于高壓噴射注漿法處理地基范疇，通過采用工程鉆機(jī)，將安裝在注漿管底部側(cè)面的特殊噴嘴置入地基特定深度，再用高壓泥漿泵等設(shè)備，在特定壓力的有效作用下將提前預(yù)制好的水泥、水玻璃等材料作為主固化劑的漿液，經(jīng)由噴嘴噴射而出，沖擊破壞既有土層，并在注漿管的定向移動(dòng)下，將土層進(jìn)行充分混合攪拌，待凝固到位后，在地基處形成具有特定性能的固結(jié)體。當(dāng)前，高壓旋噴樁施工技術(shù)已經(jīng)逐漸成為處理城市道路軟基的主流技術(shù)方法之一。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

對(duì)于城市道路軟基處理施工而言，高壓旋噴樁的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)極為顯著，主要表現(xiàn)在：一是可有效改變軟土地基的物理化學(xué)性能，提高道路軟土地基的承載力，減少后期因地基沉降而造成的各類道路病害問題。二是可有效阻止水體流動(dòng)，提高地基的抗剪強(qiáng)度，優(yōu)化道路地基的穩(wěn)定性，具備更為突出的抗變形能力。三是可有效提高道路軟基處理效率，減少了對(duì)人力、物力的需求量，使整個(gè)施工過程趨于高效化、規(guī)范化、科學(xué)化，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2? 高壓旋噴樁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 加固體直徑的設(shè)定

旋噴樁直徑與現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)、土體強(qiáng)度和噴射壓力、流量、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關(guān)，當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可參考工程經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)?shù)貙映蓸峨y度大，難以噴射成樁時(shí)，需要根據(jù)地層情況通過現(xiàn)場(chǎng)做試驗(yàn)樁確定旋噴樁施工技術(shù)參數(shù)，達(dá)到要求的樁徑和成樁質(zhì)量。

2.2 樁的平面布置

樁的平面布置形式需根據(jù)加固的目的給予考慮，分離布置的單樁可用于基礎(chǔ)的承重，排樁、板墻可用作防水帷幕，整體加固則常用于防止基坑底部的涌土或提高土體的穩(wěn)定性，水平封閉樁可用于形成地基中的水平隔水層。

當(dāng)采用整體加固或排樁形式時(shí)，樁的間距不僅取決于樁的直徑，還取決于樁施工時(shí)的構(gòu)鄰樁的搭接應(yīng)根據(jù)工程要求和條件確定，根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家行業(yè)規(guī)范，相鄰樁的搭接不應(yīng)30cm，對(duì)于用作基坑擋水時(shí)，相互搭接應(yīng)有更多的安全儲(chǔ)備，為此有時(shí)需要采用雙排甚至三排樁，而對(duì)基坑內(nèi)部主要用作減少基坑變形的加固，相互搭接可適當(dāng)放寬。

2.3 加固體的強(qiáng)度

加固體的強(qiáng)度與土質(zhì)和施工方法有著密切關(guān)系。施工工藝的不同和土質(zhì)的多變，使加固體強(qiáng)度有很大的離散性。單管法在砂質(zhì)土中的加固體強(qiáng)度一般為2.0～7.0MPa，在黏性土中的加固體強(qiáng)度一般為1.0～5.0MPa，三管法在砂質(zhì)土中的加固體強(qiáng)度為1.5～15.0MPa，在黏性土中的加固體強(qiáng)度通常為0.8～5.0MPa。在一定土質(zhì)條件下，通過調(diào)節(jié)漿液的水灰比和單位時(shí)間的噴射量或改變提升速度等措施，可適當(dāng)提高或降低加固體強(qiáng)度。

3? 高壓旋噴樁施工準(zhǔn)備工作

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

在高壓旋噴樁施工正式開始前，要進(jìn)行必要的技術(shù)準(zhǔn)備，為施工的順利進(jìn)行提供技術(shù)支撐。要嚴(yán)格確定高壓旋噴樁施工配合比，充分確保水泥土側(cè)限抗壓強(qiáng)度，并根據(jù)噴射參數(shù)計(jì)算實(shí)際水泥漿需用量，并根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)被處理的土量，確定水泥土混合液中的水泥、外加劑、土粒和水的比例。要進(jìn)行必要的成樁試驗(yàn)，并以此為依據(jù)選擇最為合適的機(jī)械設(shè)備，設(shè)定最為優(yōu)化的施工流程，合理配置施工資源。要嚴(yán)格開挖檢查固結(jié)體尺寸與連續(xù)性，進(jìn)而確定噴射注漿技術(shù)對(duì)道路軟基地質(zhì)的適用性與可靠性。同時(shí)，還要進(jìn)行科學(xué)合理的載荷和透水試驗(yàn)，只有在滿足特定要求后，方可進(jìn)入正式施工。

3.2 場(chǎng)地準(zhǔn)備

要為高壓旋噴樁的施工準(zhǔn)備合理的場(chǎng)地，提供可靠便利的作業(yè)面，將施工現(xiàn)場(chǎng)既有的所有雜物、垃圾等進(jìn)行徹底清理，并充分整理施工作業(yè)面，徹底壓實(shí)。在此基礎(chǔ)上，開挖排漿溝，設(shè)置回漿池用于回收漿液，避免多余漿液污染施工環(huán)境。

3.3 施工工程機(jī)械準(zhǔn)備

要為高壓旋噴樁施工配備足夠可靠的工程機(jī)械設(shè)備，及時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保其實(shí)際工作狀態(tài)與性能，特別是對(duì)于高壓設(shè)備、管路系統(tǒng)、設(shè)備功率等進(jìn)行重點(diǎn)檢查，確保滿足高壓旋噴樁施工需求。不同的機(jī)械設(shè)備要有不同的檢查側(cè)重點(diǎn)，比如在查看設(shè)備管路時(shí)，要重點(diǎn)查看其密封性能，防止密封圈起皮、倒刺等問題存在;在查看噴嘴等設(shè)備時(shí)，則應(yīng)杜絕雜物堵塞，并配備一定數(shù)量的常規(guī)配件。

3.4 人員準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)施工人員是執(zhí)行施工技術(shù)措施，落實(shí)施工技術(shù)要求的直接實(shí)施者與操作者，其施工能力的高底直接關(guān)系到整體施工效果的好壞。因此要根據(jù)高壓旋噴樁施工實(shí)際需求，對(duì)施工人員進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)與引導(dǎo)，強(qiáng)化其對(duì)高壓旋噴樁施工的理解，提高具體操作技能。同時(shí)，還要強(qiáng)化施工管理人員的質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)，確保施工工作有效銜接。

4? 高壓旋噴樁在城市道路軟基處理中的應(yīng)用流程分析

4.1 試樁、技術(shù)參數(shù)確定

在每個(gè)工點(diǎn)施工前，要先行打入數(shù)根工藝試驗(yàn)樁，用于檢驗(yàn)工程機(jī)械的性能，調(diào)整優(yōu)化施工技術(shù)的各類參數(shù)，具體包含灰漿稠度、工作壓力、鉆機(jī)鉆進(jìn)與提升速度、水灰比、鉆具轉(zhuǎn)速等等，還要根據(jù)軟土地基的土層性質(zhì)及單樁承載力要求，確定水泥摻入量。技術(shù)參數(shù)的確定，可為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)，形成保障，因此在試樁及技術(shù)參數(shù)確定后，后續(xù)所有施工環(huán)節(jié)與流程均要以此為依據(jù)。

4.2 測(cè)量放樣

現(xiàn)場(chǎng)施工人員要結(jié)合施工圖紙標(biāo)注的坐標(biāo)以及施工規(guī)劃圖等資料，對(duì)施工段落進(jìn)行合理布樁，并用顯著顏色對(duì)其做出標(biāo)識(shí)。樁與樁之間的距離要科學(xué)合理，并將誤差控制在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。在對(duì)布樁完成驗(yàn)收合格后，則可進(jìn)入下步施工環(huán)節(jié)。

4.3 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)是高壓旋噴樁施工中的關(guān)鍵設(shè)備之一。在運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，要嚴(yán)格安裝并調(diào)試，待其轉(zhuǎn)速、壓力等指標(biāo)達(dá)到一定運(yùn)行狀態(tài)后，則可正式投入使用。鉆機(jī)就位時(shí)先使鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位標(biāo)志中心，然后雙向調(diào)平鉆桿，并再次復(fù)核對(duì)中及調(diào)平，嚴(yán)格控制垂直度誤差及對(duì)中誤差。

4.4 鉆孔

實(shí)施鉆孔旨在將注漿管置入到特定深度，常用的鉆孔機(jī)械設(shè)備為單管法旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)。在鉆孔開始前，施工管理人員要精確掌握鉆桿長(zhǎng)度，并依據(jù)樁長(zhǎng)、設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高、原地面標(biāo)高等參數(shù)計(jì)算下鉆節(jié)數(shù)，并在最后一節(jié)鉆桿上標(biāo)出下鉆結(jié)束位置。在鉆桿下鉆過程中，要采用一定指標(biāo)的水泥漿壓力，避免噴嘴堵塞，同時(shí)對(duì)土體進(jìn)行首次噴射，使土地成為混合液，降低噴漿過程中可能遭遇到的阻力，提高漿液攪拌程度，鉆到預(yù)定深度。成孔后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)校驗(yàn)，確保其在孔深、孔位、垂直度等方面符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 灰漿的制作

選用合適標(biāo)號(hào)的水泥，根據(jù)攪拌桶的大小、水灰比、泥漿比例等標(biāo)定最高水位線，按照特定比例添加水泥，并充分拌合均勻，測(cè)定泥漿比重達(dá)到相應(yīng)數(shù)值，若不能達(dá)到則要繼續(xù)提高水泥的摻入比例。要確保充分的攪拌時(shí)間，避免攪拌均勻性，超出初凝時(shí)間的漿液不可投入使用。

4.6 旋噴和復(fù)攪

將注漿管下放到特定深度后，調(diào)整回流閥門，使旋噴罐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到特定值。水泥漿達(dá)到噴嘴后，要檢驗(yàn)噴射方向、擺動(dòng)角度等，并嚴(yán)格掌握旋噴壓力、水泥用量參數(shù)等對(duì)樁體均勻程度具有直接影響的要素。由于水灰比的不同對(duì)于樁身強(qiáng)度具有深刻影響，因此必須注重漿液初凝時(shí)間、水泥漿壓力、旋擺角度、噴射方法等，同時(shí)嚴(yán)格施工過程記錄，做好故障問題的應(yīng)對(duì)處理。

5? 高壓旋噴樁技術(shù)的施工質(zhì)量控制探討

5.1 建立健全施工管理制度

在高壓旋噴樁施工中，完善的施工管理制度扮演著不可替代的重要角色，因此要注重建立健全施工管理制度，使具體施工操作有據(jù)可依、有章可循。要注重高壓旋噴樁施工管理制度的可行性、約束性、可操作性，使其始終符合工程施工實(shí)際，避免照抄照搬，因脫離城市道路軟基處理施工實(shí)際而造成的執(zhí)行難、落實(shí)難。要在制度的執(zhí)行過程中，注重其與工程實(shí)際需求、相應(yīng)技術(shù)規(guī)范等不吻合之處，進(jìn)而采取有效措施予以調(diào)整優(yōu)化。

5.2 強(qiáng)化施工材料質(zhì)量控制

對(duì)于高壓旋噴樁施工，施工材料是工程的基本載體與構(gòu)成要素，為保障最終整體施工效果，必須注重施工材料質(zhì)量，防止因施工材料質(zhì)量不過關(guān)而造成的工程質(zhì)量問題。要嚴(yán)把施工材料入口關(guān)，在采購環(huán)節(jié)貨比三家，選擇實(shí)力強(qiáng)、資質(zhì)優(yōu)的生產(chǎn)供應(yīng)商;嚴(yán)把施工材料管理關(guān)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的所有施工材料進(jìn)行嚴(yán)格管理，分類堆放，做出醒目標(biāo)識(shí)，避免混用亂用;嚴(yán)把施工材料檢驗(yàn)關(guān)，強(qiáng)化抽檢力度，提高抽檢頻次，抽檢發(fā)現(xiàn)的不合格產(chǎn)品要一律清理替換。

5.3 提高施工人員整體素養(yǎng)

在工程施工開始前，要向施工人員詳細(xì)介紹清楚城市道路軟基處理的客觀實(shí)際環(huán)境，以及高壓旋噴樁施工技術(shù)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，使其做到心中有數(shù)，規(guī)避施工中的易犯錯(cuò)誤，必要情況下可先行模擬后再行正式施工。要密切關(guān)注高壓旋噴樁施工過程中施工人員的操作規(guī)范程度，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的操作不規(guī)范甚至違章操作等行為及時(shí)進(jìn)行糾正。此外，要縝密排查影響施工安全的潛在要素，防止安全要素蔓延擴(kuò)散，造成更為嚴(yán)重的安全質(zhì)量問題。

5.4 嚴(yán)格掌握施工技術(shù)要點(diǎn)

要依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)城市道路軟基進(jìn)行詳細(xì)勘測(cè)與分析，掌握軟基的土質(zhì)密度等基本情況，并以此為基礎(chǔ)選擇適用的施工技術(shù)工藝，制定行之有效的施工技術(shù)方案。要高度重視凹穴問題的負(fù)面影響愛，并采取科學(xué)方法予以防范，可采取超高噴漿注漿方法使其負(fù)面影響最小化，并在漿液尚未徹底凝固時(shí)，對(duì)冒漿進(jìn)行搗實(shí)操作。

6? 結(jié)語

綜上所述，高壓旋噴樁的諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)決定了其在城市道路軟基處理中的應(yīng)用地位，但受施工技術(shù)、機(jī)械設(shè)備等要素的影響，高壓旋噴樁在實(shí)際應(yīng)用中依舊存在諸多缺陷與不足，制約著城市道路軟基處理效果的有效提升。因此，施工管理人員應(yīng)該從城市道路軟基處理的客觀實(shí)際需求出發(fā)，密切結(jié)合施工環(huán)境，充分遵循高壓旋噴樁施工技術(shù)的基本規(guī)律，多措并舉，切實(shí)優(yōu)化施工流程，提高施工質(zhì)量，為保障城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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