市政工程高壓旋噴樁施工技術(shù)探究

張召永 馬光山

摘? ? 要：在現(xiàn)階段市政工程施工建設(shè)中，很多項(xiàng)目規(guī)模更大，高度更為突出，必然施工建設(shè)中面臨著較大挑戰(zhàn)，尤其是從基礎(chǔ)施工處理方面來看，如果基礎(chǔ)處理不到位，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不佳，勢必會影響到整個市政工程項(xiàng)目的有序建設(shè)。市政工程基礎(chǔ)施工中運(yùn)用高壓旋噴樁施工技術(shù)可以發(fā)揮出積極作用，有助于在優(yōu)化具體施工流程的基礎(chǔ)上，更好保障最終施工效果，成為當(dāng)前頗受重視的施工處理方式。

關(guān)鍵詞：市政工程;高壓旋噴樁;施工技術(shù)

1? 工藝特性

高壓旋噴樁施工技術(shù)主要就是借助于鉆機(jī)以及注漿裝置，將漿液以及其他混合材料，在高壓噴射作用下，實(shí)現(xiàn)對于土體的沖切和擾動，繼而也就可以在相應(yīng)漿液和原有土體的充分混合后，形成相對穩(wěn)定可靠的旋噴樁結(jié)構(gòu)，這一圓柱狀固結(jié)體必然也就能夠較好提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在防滲漏方面也可以發(fā)揮理想作用。從當(dāng)前市政工程項(xiàng)目的施工建設(shè)中來看，因?yàn)槠渖婕暗姆秶絹碓綇V，進(jìn)而也就會遇到較多的不良基礎(chǔ)條件，對于基礎(chǔ)施工處理往往提出了較高的要求，需要恰當(dāng)選擇適宜合理的基礎(chǔ)施工手段。高壓旋噴樁施工技術(shù)在該方面就能夠表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，在淤泥質(zhì)土、粉土、黃土以及粉質(zhì)粘土等多種不良土層中都可以得到良好運(yùn)用，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的改良加固作用較強(qiáng)。在高壓旋噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用后，其往往可以借助于形成的旋噴樁結(jié)構(gòu)發(fā)揮出基礎(chǔ)加固以及防滲效果，應(yīng)該結(jié)合不同土層特點(diǎn)以及市政工程基礎(chǔ)施工要求進(jìn)行優(yōu)化布置。

（1）施工機(jī)動性強(qiáng)。高壓旋噴樁的機(jī)具對比水泥攪拌樁和CFG樁等其他軟基處理機(jī)具體積及占用空間要來得小，機(jī)具進(jìn)出場及架設(shè)比同類軟基處理工藝機(jī)動性更強(qiáng)，更適用于施工現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜、作業(yè)面交叉比較混亂的施工現(xiàn)場，尤其對于綜合管廊上方有高壓或通訊桿線受限的情況，高壓旋噴樁由于其機(jī)具的緊湊性，更能體現(xiàn)其機(jī)動性，做到其他軟基處理無法做到的優(yōu)勢。

（2）適用范圍廣。高壓旋噴注樁對黏性土、素填土、粉土、淤泥、淤泥質(zhì)土、黃土、砂土和碎石土等地基都有良好的處理效果。

（3）成樁效率高。高壓旋噴樁采用漿液與土體強(qiáng)制攪拌混合的方式，就地加固原土，一次性成樁，施工工藝簡便，成樁效率高，工期短。

（4）成樁效果好。高壓旋噴樁樁體水泥含量高，強(qiáng)度高，接近于混凝土樁，形成的基礎(chǔ)強(qiáng)度大，防滲效果好。

（5）對周圍建筑物影響小。綜合管廊建設(shè)多位于城市人口密集處，周邊建筑物多，由于高壓旋噴樁震動小、噪音低，不會對臨近基坑的建筑物產(chǎn)生裂縫或傾斜、地面道路產(chǎn)生開裂、周邊管線產(chǎn)生沉降。

2? 高壓旋噴樁施工工藝

2.1? 試樁、技術(shù)參數(shù)確定

在每個工點(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)。

2.2? 測量放樣

現(xiàn)場施工人員要結(jié)合施工圖紙標(biāo)注的坐標(biāo)以及施工規(guī)劃圖等資料，對施工段落進(jìn)行合理布樁，并用顯著顏色對其做出標(biāo)識。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)。在對布樁完成驗(yàn)收合格后，則可進(jìn)入下步施工環(huán)節(jié)。

2.3? 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)就位時先使鉆頭對準(zhǔn)樁位標(biāo)志中心，然后雙向調(diào)平鉆桿，并再次復(fù)核對中及調(diào)平，嚴(yán)格控制垂直度誤差及對中誤差。

2.4? 鉆孔

高壓旋噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用需要重點(diǎn)關(guān)注于鉆孔環(huán)節(jié)，要求針對鉆機(jī)及其鉆進(jìn)流程進(jìn)行嚴(yán)格管控，以形成較為理想的成樁條件。結(jié)合高壓旋噴樁的施工要求，在鉆機(jī)的選擇中需要體現(xiàn)出較強(qiáng)針對性，能夠針對事先標(biāo)注的點(diǎn)位進(jìn)行精確控制，確保鉆進(jìn)就位穩(wěn)定，鉆頭也能夠處于點(diǎn)位的中心位置，避免出現(xiàn)任何偏斜或者是松動現(xiàn)象。在鉆桿的應(yīng)用中需要實(shí)時調(diào)控，促使鉆桿的垂直度能夠得到良好保障，避免偏差值過大，應(yīng)該盡量控制在 1%以內(nèi)。

2.5? 灰漿的制作

選用合適標(biāo)號的水泥，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間，避免攪拌均勻性，超出初凝時間的漿液不可投入使用。

2.6? 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、擺動角度等，并嚴(yán)格掌握旋噴壓力、水泥用量參數(shù)等對樁體均勻程度具有直接影響的要素。由于水灰比的不同對于樁身強(qiáng)度具有深刻影響，因此必須注重漿液初凝時間、水泥漿壓力、旋擺角度、噴射方法等，同時嚴(yán)格施工過程記錄，做好故障問題的應(yīng)對處理。

3? 高壓旋噴樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1? 旋噴工藝參數(shù)設(shè)計

高壓旋噴樁每個樁基的旋噴壓力、深度以及樁間距等參數(shù)都應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、軟土層分布以及復(fù)合地基的強(qiáng)度要求進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，并且單樁的噴射壓力以及注漿速度等參數(shù)也需要根據(jù)不同深度的土質(zhì)確定。原則上壓縮空氣的流量在每分鐘 0.8m3～1.2m3的范圍，水泥漿流量則應(yīng)在 80L/min～120L/min。此外，當(dāng)高壓旋噴樁的長度較大時，由于其下部隨著深度的增加，受到樁間土的反向擠壓力越來越大，因此需要將樁徑設(shè)計成下粗而上細(xì)的形式，以保障旋噴樁的成樁質(zhì)量與承載力。此外，為了解決這一問題也可以采用重復(fù)旋噴的方式，有效增加旋噴樁的樁徑和強(qiáng)度。

3.2? 基于試驗(yàn)優(yōu)化旋噴樁施工工藝

為了確保軟土地基的處理效果達(dá)到預(yù)期，需要在工藝設(shè)計階段進(jìn)行一系列試驗(yàn)，驗(yàn)證和優(yōu)化高壓旋噴樁施工的工藝參數(shù)、單樁的幾何尺寸以及水泥漿配方。首先需要按照初步工藝設(shè)計進(jìn)行現(xiàn)場的試驗(yàn)性施工，進(jìn)而對定型的固結(jié)體取樣并進(jìn)行物理和力學(xué)性能試驗(yàn)，驗(yàn)證其抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。其次，需要對水泥漿進(jìn)行試拌和試件制作，并且完成規(guī)范性的性能測試，驗(yàn)證其抗?jié)B、抗壓以及固結(jié)速度等參數(shù)，并且在必要時調(diào)整配方，直至其各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到施工工藝要求。

3.3? 冒漿及樁頂凹陷的處理

高壓旋噴樁施工作業(yè)中時常出現(xiàn)水泥漿混合軟土顆粒流出樁孔的現(xiàn)象，如果出漿量不大于注入水泥漿的20%則基本不會影響施工質(zhì)量。當(dāng)觀測到這一數(shù)值超標(biāo)時，必須分析原因并重新評估施工工藝方案的可行性。假如斷定是由于相應(yīng)施工深度的軟土層孔隙率過高，則可以通過在水泥漿中添加速凝劑加以控制，或者調(diào)高旋噴壓力與注漿量，保證這一施工段的成樁效果。而旋噴樁樁頂凹陷通常是由于其頂部水泥漿與軟土的拌合物淅水和干縮造成的，可通過加大旋噴長度并在固化后鑿去大于設(shè)計長度部分的方式加以控制?；虬凑赵O(shè)計長度施工，將樁頂部有缺陷的部分鑿去，再用混凝土填滿或再次注入漿液。也可以在旋噴注漿至設(shè)計標(biāo)高后，在樁體頂部約80cm處再鉆進(jìn)50mm～100cm，原位提桿注漿復(fù)噴一次。

4? 結(jié)語

在市政工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工處理中，高壓旋噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用具備明顯優(yōu)勢，需要結(jié)合市政工程基礎(chǔ)土層的具體狀況，恰當(dāng)選擇適宜合理的水泥漿噴射方式，同時逐步規(guī)范各個具體技術(shù)操作流程，最終更好提升基礎(chǔ)加固效果。

參考文獻(xiàn)：

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