高壓旋噴樁在公路路基施工中的應用

和 琳 寇振姣

（河南鵬程路橋建設有限公司，河南 焦作 454150）

1 高壓旋噴樁的概述

公路建設中經(jīng)常會遇到不良土質路段，如黃土、黏土、膨脹土等，為提高工程質量，必須根據(jù)工程實際情況選擇合適的處理措施。高壓旋噴樁是公路建設中常見的一種施工方法，主要利用鉆機將帶有噴嘴結構的注漿管鉆入至預設位置，再對管內(nèi)的水泥漿進行高壓噴射，這種高壓足以將土體沖破，并促使稀漿與土顆粒均勻混合攪拌，稀漿與土顆粒的混合體凝固之后形成的固結體可以有效提高地基強度。該技術可進行分段施工，對路面交通的影響較小且不會損害邊坡。如果高壓噴射注漿法與深層攪拌處理方式聯(lián)合使用，則可發(fā)揮出更強的技術優(yōu)勢。

2 工程概況

某公路項目施工前地質勘查發(fā)現(xiàn)該區(qū)域地層中上部主要為淤泥和灰色淤泥質粉質黏土，下部主要為沙層，地質條件較為惡劣，若不處理會造成路面出現(xiàn)龜裂、不均勻沉降等病害，給道路運行埋下隱患。技術人員經(jīng)過多次分析討論后決定采用高壓旋噴樁施工技術加以處理，以提高該區(qū)段地基的強度。

3 高壓旋噴樁施工工藝

1）原地面清理。施工之前對施工場地進行清理，減少施工區(qū)域雜質對工程質量的影響。根據(jù)工程地質資料，本項目需清除0.3m厚的表層土，并按照要求整平原地面，保持施工區(qū)域整潔干凈。

2）樁孔與鉆機定位。因為旋噴樁施工的成樁過程是自下而上，所以需要首先利用鉆機進行成孔作業(yè)，以便從設計深度開始進行旋噴作業(yè)。首先通過測量確定樁孔的中心點與中心線，并且將鉆機就位。其次，通過精確地測量和校正調(diào)整鉆機的位置并將其水平固定，將鉆桿軸線與樁孔中心線重合度誤差控制在±1.5%，保證樁孔位置參數(shù)和幾何尺寸的精確度。

3）鉆孔及注漿管插入。在鉆孔工序的施工過程中鉆頭類型、鉆進速度以及采用何種工藝都應以保證樁孔質量和插管過程順利為原則。首先考慮已有施工設備的性能特點，并且依據(jù)軟土層的特點、結構、高壓旋噴樁的深度等進行選擇。在鉆孔過程中則需要實時監(jiān)控鉆進深度，并且同時對噴射裝置進行調(diào)試和檢測，確保泥漿制備、高壓噴射設備以及噴頭能正常運轉。當鉆孔深度達到設計值時，開始將注漿管插入至孔底預定位置，在此過程中應伴隨噴頭射水，以防孔壁脫落的砂土堵塞噴頭和注漿管，同時注意控制水壓和避免對孔壁造成沖擊破壞。為防止孔間串漿，施工時必須采用隔樁調(diào)跳打法，相鄰兩根樁施工間隔時間不小于24h。

4）水泥漿制備及旋噴作業(yè)。高壓旋噴樁施工使用的水泥漿配比是基于精確計算和試驗確定的，要求制備好的漿液不得離析，不得長時間放置，放置超過2h的漿液應廢棄。漿液倒入集料斗時應加篩過濾，避免漿內(nèi)塊狀物損壞噴漿泵。而在旋噴作業(yè)過程中首先需要檢查設備運轉、管道以及噴嘴密封狀態(tài)有無異常，并且經(jīng)過地下試噴檢驗水泥漿能否按預定方向、壓力順利噴射。其次，在從樁孔底部開始旋噴作業(yè)時要實時觀測、記錄和控制好鉆桿提升、旋轉速度以及噴射壓力等工藝參數(shù)，鉆桿提升速度應不大于25cm/min，旋轉速度約16r/min。當發(fā)現(xiàn)噴漿不足時，應整樁復打;當施工因故停機時，應使攪拌頭下沉至停機面以下0.5m處，待恢復供漿后再噴漿提升;當停機超過3h時，應拆卸輸漿管路，清洗后方可繼續(xù)施工，防止?jié){液硬結堵管。當鉆頭提升至距離地面1m時，宜用慢速提升;當噴漿口即將出地面時，應停止提升，攪拌數(shù)秒，保證樁頭攪拌均勻。在旋噴樁施工達到設計的高度時，即可沖洗設備并將其移至下一個樁孔的施工位置。

4 高壓旋噴樁施工質量控制措施

1）噴漿管施工控制。噴漿管在下沉過程中，施工人員應控制好深度，確定噴漿管達到施工設計及要求的深度以后，便可以停止繼續(xù)鉆進。雖然停止鉆進深度，但是鉆桿的旋轉運動仍不能停止，高壓旋噴樁的壓力達到40MPa以后，高壓旋噴樁底座部位就會噴發(fā)出漿體，在高壓噴樁一邊噴漿一邊旋轉的同時，施工人員應依照施工操作標準要求提升鉆桿鉆進速度。如施工過程中使用三重管法，在下管到達一定深度以后，便可以將高壓水管與空壓管進行連接，然后開動水泥泵、高壓清水以及鉆機等相關機械設備一同進行旋轉。

2）冒漿處理。在旋噴施工過程中，如果有土顆粒從注漿管道中冒出，即為冒漿現(xiàn)象。為防止這種問題的發(fā)生，施工人員應實時查看旋噴施工時是否有冒漿的情況發(fā)生，這樣既能科學掌握每段土層發(fā)生的變化情況，同時還能查看旋噴漿效果與質量是否符合施工要求，同時查看各項參數(shù)設計是否符合施工要求。如冒漿量≤20%，屬于正常情況，施工人員大可不必擔心。如冒漿量＞20%或旋噴處不冒漿，這時施工人員應根據(jù)具體情況予以處理。

如果冒漿流量在遭受壓力的情況發(fā)生下降，要及時檢查注漿管，查看注漿管是否有漏漿情況，同時準確尋找出漏漿位置。如注漿管漏漿嚴重，需將注漿管從樁井中全部取出，仔細查找漏漿位置，待修補好以后才能繼續(xù)應用。如果施工土質較為松軟，使注漿管出現(xiàn)冒漿或不冒漿情況，這是正常情況，施工人員只需對其進行再次復噴就可恢復正常。如果施工現(xiàn)場周圍有暗道，致使旋噴管道不冒漿或時斷時續(xù)地冒漿，應向上升起注漿管直到注漿管再次冒漿為止。還可以把注漿管從樁井中拔出，待井底的注漿凝固以后，將注漿管再次放入樁井位置進行注漿。如果該注漿施工環(huán)節(jié)有時間限制，可以采用速凝漿液進行注漿，這樣可以有效節(jié)省注漿凝固時間。另外，在采取減少冒漿措施時，如旋噴設備噴射范圍與實際注漿情況存在差異，這就會使注漿量超出設定范圍，致使冒漿量增多。一旦出現(xiàn)這種問題，施工人員應結合施工現(xiàn)場實際情況調(diào)整噴漿量，同時還要加大旋噴壓力，提升旋轉速度。對于地面出現(xiàn)的冒漿情況，應調(diào)整漿液濃度，從而避免出現(xiàn)返漿回灌情況。

3）樁頭處理與清洗質量控制。旋噴管在提升過程中，一旦接近樁頂位置，施工人員就要降低提升速度，待旋噴管在噴射數(shù)秒以后，再慢慢向上提速，直到旋噴管將樁井位置噴漿完成。在噴漿過程中，如遇到碩石地層，為保證樁徑符合施工要求，應在該層段予以反復噴漿攪拌，一直到噴漿面結束為止。待高壓泥漿噴漿結束以后，施工人員應停止輸送并提升旋噴漿管，然后關閉鉆機。為防止泥漿凝固，應用清水對漿液灌注機進行清洗，在清洗過程中需用高壓泵實施高壓式清洗法，只有這樣才能將漿液罐中殘留的泥漿清洗干凈，同時還要將噴漿管頭位置一并清洗干凈。

4 結束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，公路修建項目逐年增多。在一些公路的路基修建過程中，會遇到紅黏土、膨脹土以及黃土等特殊土層。為提升公路路基穩(wěn)定性，需要對這些特殊土壤進行處理。高壓旋噴樁具有施工速度快、施工快捷和成本低等優(yōu)點，目前已被廣泛應用于軟土路基處理。經(jīng)過高壓旋噴樁施工技術處理后的路基質量可達到預期效果，有效提高了地基承載力，減少了路基沉陷等病害發(fā)生的可能，建議在類似的工程中推廣應用。