高壓旋噴樁在河堤加固施工中的應(yīng)用分析

摘 要 為了保證水利工程的安全，對于地基比較松軟的河堤，必須采用加固措施對其進行處理以提升其穩(wěn)定性。本文結(jié)合具體案例介紹了高壓旋噴樁在河堤加固施工中的應(yīng)用，首先對高壓旋噴樁加固原理以及其技術(shù)特征進行了分析，然后詳細闡述了高壓旋噴樁施工工藝參數(shù)以及工藝流程，最后驗證了高壓旋噴樁的應(yīng)用效果，發(fā)現(xiàn)高壓旋噴樁施工效果顯著。

關(guān)鍵詞 高壓;旋噴樁;河堤;加固

引言

為了確保相關(guān)水利水電工程項目的安全，我國分別制定了相關(guān)的規(guī)章制度，對防洪工程的標(biāo)準提出了嚴格的要求。標(biāo)準規(guī)定中要求新修建的防洪工程必須能夠抵抗50～100年一遇的大洪水。地基比較松軟的河堤，需要采取加固措施對其進行加固，保證河堤的穩(wěn)定性。大量的實踐經(jīng)驗表明，在河堤加固施工中，高壓旋噴樁具有非常好的應(yīng)用效果，且具有整體施工工藝簡單方便、具有較好的耐久性、可以結(jié)合實際情況對樁身形狀和位置進行靈活調(diào)整等優(yōu)勢。

1工程概況

某河岸河堤當(dāng)遇到水位上漲時會出現(xiàn)不同程度的水平移動和沉降現(xiàn)象，經(jīng)過前期勘察發(fā)現(xiàn)最大的水平位移量超過了1m，最大沉降量達到了1.2m。對該問題如果不及時采取措施進行治理就可能會引發(fā)更加嚴重的安全問題。查閱相關(guān)地質(zhì)勘測文件資料發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域地質(zhì)主要有4種性質(zhì)的土體構(gòu)成，分別為雜填土、黏土、淤泥質(zhì)黏土、黏土混砂。該部分河堤是多年之前被水沖垮后緊急修理的，因此內(nèi)部包含有很多雜填土。搶修過程中沒有對地基進行加固處理，而是直接在原本不是非常穩(wěn)定的地基上進行修建。上次修建雖然解決了臨時性問題，但是松軟的地基不穩(wěn)固，存在較大的安全隱患[1]。

2高壓旋噴樁及其施工技術(shù)

2.1 高壓旋噴樁加固原理分析

高壓旋噴樁的加固基本原理就是將水泥砂漿通過高壓噴射，使其沖入土體內(nèi)部，與土體進行充分混合攪拌使土體的硬度和穩(wěn)定性得到顯著提升。對于一些比較軟弱的地基，比如淤泥、黏性土等，都可以采用高壓旋噴樁加固施工技術(shù)，對土體進行加固處理。高壓旋噴樁在施工完成后，樁身自身具有很強的抗剪能力和抗壓能力，可以很好地抵抗土體的變形和沉降，提升土體的穩(wěn)定性。在河堤中利用高壓旋噴樁進行加固施工，能夠有效避免河堤發(fā)生垮塌破裂的現(xiàn)象，確保河堤的安全和穩(wěn)定。

2.2 高壓旋噴樁施工技術(shù)特征分析

與其他加固施工技術(shù)相比較而言，高壓旋噴樁施工技術(shù)具有其自身的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在施工過程簡單方便、具有很好的耐久性、樁身位置可以根據(jù)實際情況靈活調(diào)整等。

（1）施工工藝簡單方便。利用高壓旋噴裝對河堤進行加固處理時，不需要使用大型的機械裝備，只需要使用鉆孔設(shè)備即可。首先通過專業(yè)的鉆孔設(shè)備在對應(yīng)位置上轉(zhuǎn)出一定直徑的孔洞。施工過程簡單方便，無須太多要求。且施工過程不會對其他方面產(chǎn)生不良影響，也不會受到施工所在區(qū)域地質(zhì)條件的限制，即便是施工區(qū)域非常狹窄也能完成施工過程。這些特征是其他加固方案無法實現(xiàn)的。

（2）具有較好的耐久性?？梢愿鶕?jù)實際使用需要選用具有良好抗水性能的凝膠材料進行施工，同時添加一定數(shù)量的水玻璃，能夠在很大程度上提升抗水性能，避免地下水對樁身造成的不良影響。由于具備良好的耐久性能，所以高壓旋噴樁的使用年限相對較長。這也是其他加固措施所不具備的優(yōu)勢。

（3）可以結(jié)合實際情況對樁體形狀和位置進行靈活調(diào)整。利用高壓旋噴樁進行加工處理，可以充分考慮河堤的實際情況，合理的設(shè)置樁體的位置和樁身的長度。確保在達到加固效果的同時減小施工材料的使用量[2]。

3高壓旋噴樁河堤加固施工技術(shù)研究

在本工程項目中，樁號K1+870～K2+170范圍內(nèi)的河堤土體不滿足實際使用需要，要求對其進行加固處理，以保證河堤的安全。本文通過高壓旋噴裝技術(shù)對該部分河堤土體進行加固處理。需要加固的河堤土體長度為300m。本方案中采用的高壓旋噴樁直徑為0.6m，兩根高壓旋噴樁之間的距離為0.4m，咬合0.5m。整體的布置形狀為“日”字形，沿著河堤方向布置兩排，兩排之間的距離設(shè)置為3m，樁頂高程為20m。為了達到加固的效果，位于堤頂軸線側(cè)一排的高壓旋噴樁施工時需要深入黏土層至少1m。堤頂坡邊和中間部位橫河堤方向上的高壓旋噴樁長度分別為11m和9m。如圖1所示為高壓旋噴樁河堤加固斷面圖。

為了保證高壓旋噴樁的施工質(zhì)量，需要達到以下的施工工藝技術(shù)要求：①鉆孔孔位偏差必須進行嚴格控制，安排專門人員對樁位進行檢測，要求設(shè)計位置與實際位置之間的差值不得超過50mm;②確保鉆孔的垂直度滿足要求，可以在現(xiàn)場通過經(jīng)緯儀對鉆孔的垂直度實施檢測，具體要求垂直度偏差值控制在1%范圍內(nèi);③完成高壓旋噴樁施工之后，同樣需要用專門的設(shè)備對其直接進行檢測，要求直徑的偏差值控制在50mm以內(nèi);④施工中使用的水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量、水泥漿液水灰比、水玻璃摻量分別為34%、1.4%;⑤高壓旋噴樁施工過程中要求氣壓值超過0.7MPa，氣體流量嚴格控制在3.2m3/min。水泥漿壓力同樣需要進行嚴格控制，其大小不得低于20MPa，全噴過程中的提升速度控制在150～200mm/min范圍內(nèi)。

高壓旋噴樁在施工過程中采用的是就近原則，每間隔3m設(shè)置一個施工段面。首先對沿著河堤方向的高壓旋噴樁進行施工，然后再對橫向方向的高壓旋噴樁進行施工。在施工過程中按照先后順序依次進行施工[3]。

4高壓旋噴樁加固施工效果評價

4.1 樁身混凝土質(zhì)量檢驗

在完成所有的高壓旋噴裝施工后，為了保證施工質(zhì)量滿足實際使用需要。邀請了專業(yè)的質(zhì)量檢測機構(gòu)對高壓旋噴樁進行質(zhì)量檢測。在所有的高壓旋噴樁中抽取2%進行質(zhì)量檢驗。經(jīng)過專業(yè)質(zhì)量檢測機構(gòu)檢驗后發(fā)現(xiàn)，施工得到的莊身混凝土整體膠結(jié)性非常好，取出的檢測試驗呈現(xiàn)為短柱狀，柱狀試樣的外表面比較光滑，只有很少一部分區(qū)域出現(xiàn)了氣孔麻面，經(jīng)過分析認為，這些氣孔麻面不會對高壓旋噴樁整體質(zhì)量產(chǎn)生影響。其他方面沒有出現(xiàn)質(zhì)量問題，經(jīng)過檢驗認為高壓旋噴樁施工達到了施工要求。在完成混凝土澆筑后的28d，對混凝土進行取樣檢測強度，在檢測范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)混凝土的強度值在1.8～2.0MPa范圍內(nèi)，而設(shè)計要求的強度值為1.5MPa，可見實際施工得到的混凝土強度已經(jīng)超過了設(shè)計要求。

4.2 河堤加固后地基沉降情況觀測

通過高壓旋噴樁對河堤進行加固處理后，在施工范圍內(nèi)隨機選擇了10個觀測點，對這些點的水平位移和河堤沉降量進行了3次觀測。經(jīng)過多次觀測后發(fā)現(xiàn)，這些觀測點經(jīng)過一段時間的移動和沉降后基本處于穩(wěn)定的狀態(tài)。所有觀測點的累計水平位移都沒有超過20mm，而沉降量分布在20～40mm范圍內(nèi)?；谟^測結(jié)果可以看出，利用高壓旋噴樁對河堤進行加固處理后，河堤的整體情況比較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)較大范圍的水平移動和沉降，達到了期望的效果。

5結(jié)束語

通過對施工結(jié)果的檢驗發(fā)現(xiàn)，得到的高壓旋噴樁施工質(zhì)量良好，能夠滿足實際使用需要。對于軟弱地基土通過高壓旋噴樁進行加固處理后，水平移動以及豎直沉降問題都得到了顯著改善。在后期的觀察中，河堤整體穩(wěn)定安全，可見通過高壓旋噴樁對河堤進行加固施工是成功的。通過本文研究，可以積累高壓旋噴樁加固施工技術(shù)，為其他類似工程項目提供借鑒。

參考文獻

[1] 原麗娜，韓雪冬.喀喇沁旗錦山城區(qū)東段防洪工程河堤初步設(shè)計研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（26）：181.

[2] 王維海.河堤除險加固工程處理措施分析[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2019（21）：95-96，101.

[3] 楊娟.井點降水、高壓旋噴樁在深水承臺擴大基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J].科技信息，2012（3）：450.

作者簡介

朱元堂（1966-），男，湖南桃源人;職稱：工程師，研究方向：水利水電施工方面。