公路工程高壓旋噴樁施工技術(shù)

高杰義

(山西晉北高速公路養(yǎng)護(hù)有限公司，山西 晉北 048000)

0 引 言

公路工程中路基質(zhì)量的高低直接影響到公路的路用性能，但是在當(dāng)前公路路基施工過(guò)程中由于地質(zhì)條件的影響經(jīng)常出現(xiàn)路基沉陷等病害問(wèn)題。所以這對(duì)路基出現(xiàn)的各種病害問(wèn)題需要積極的選擇有效的措施進(jìn)行控制。而隨著高壓旋噴樁技術(shù)的出現(xiàn)，可以將路基沉陷相關(guān)問(wèn)題解決，高壓旋噴樁技術(shù)應(yīng)用時(shí)通過(guò)采用高壓水流切割手段對(duì)土體進(jìn)行處理，使其成為旋噴樁體以達(dá)到加固土體質(zhì)量的要求。高壓旋噴樁應(yīng)用時(shí)具備施工效率高、噪音小、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，故而在公路路基工程中得到廣泛應(yīng)用。

1 技術(shù)特點(diǎn)

1.1 施工靈活多變

高壓旋噴樁施工技術(shù)公路工建設(shè)中常用的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)靈活多變可以滿足不同工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及后期維護(hù)的要求。公路工程項(xiàng)目在運(yùn)行中，受限于地質(zhì)條件的影響經(jīng)常出現(xiàn)塌陷問(wèn)題，此時(shí)通過(guò)使用高壓旋噴樁施工技術(shù)，利用設(shè)備噴嘴將準(zhǔn)備好的水泥漿液以規(guī)定壓力噴射到底部塌陷部位上形成穩(wěn)定的主體結(jié)構(gòu)形式，使其成為填充的實(shí)體，提升路基的強(qiáng)度[1]。

1.2 成本較低

高壓旋噴樁施工技術(shù)所使用的材料比較容易取得，在相同條件之下成本是比較低的，所以可以有效的降低成本，具備較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 噪聲小，無(wú)污染

高壓旋噴樁施工技術(shù)在施工中噪聲很小，并且不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染問(wèn)題。傳統(tǒng)施工技術(shù)應(yīng)用中，會(huì)產(chǎn)生很大的施工噪音給周邊群眾產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。而高壓旋噴樁施工技術(shù)在具體的操作中，施工機(jī)械產(chǎn)生的噪音非常小，同時(shí)不會(huì)破壞周圍環(huán)境，起到了環(huán)保的作用。

2 工程概況

某高速公路施工項(xiàng)目全長(zhǎng)53 km，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目處在第四紀(jì)松散沉淀物的區(qū)域內(nèi)，包含粘性土、粉性土與砂土的土質(zhì)形式。這一地質(zhì)條件不能達(dá)到公路路基的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，所以在項(xiàng)目開(kāi)展施工前，需要做好軟土路基的加固處理，才能滿足工程的要求。綜合分析現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，技術(shù)人員確定應(yīng)用高壓旋噴樁的方式開(kāi)展地質(zhì)處理，并且開(kāi)展路基施工。

3 施工技術(shù)參數(shù)確定

在高壓旋噴樁施工前，需要先結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行試樁試驗(yàn)，確定最為科學(xué)合理的工程技術(shù)參數(shù)，保證提桿速度、泵入壓力符合技術(shù)保準(zhǔn)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，確定采用樁徑0.6 m、樁間距1.3 m、三角形布置方式進(jìn)行施工，總計(jì)需要使用8根試驗(yàn)樁，編號(hào)1#～8#，試驗(yàn)樁長(zhǎng)約16.0 m。

圖1 工藝性試驗(yàn)樁布置

在試驗(yàn)中，樁體施工方式采取單管法進(jìn)行，試塊結(jié)構(gòu)的28 d齡期立方體抗壓強(qiáng)度在1 800 kPa以上，單樁允許承載力。

4 高壓旋噴樁施工技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備

高壓旋噴樁作業(yè)前，準(zhǔn)備好各項(xiàng)施工機(jī)械設(shè)備，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況做好安裝施工，檢查設(shè)備的各項(xiàng)功能，沒(méi)有任何故障問(wèn)題，保證達(dá)到要求后才能投入到工程中施工。按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，檢查完畢后，對(duì)設(shè)備開(kāi)展聯(lián)機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)。檢測(cè)階段，各個(gè)設(shè)備的壓力、流量等達(dá)到漿液噴射施工標(biāo)準(zhǔn)。如果經(jīng)過(guò)檢查需要進(jìn)行漿嘴與風(fēng)嘴的更換，可以先開(kāi)展試噴作業(yè)，符合噴射的標(biāo)準(zhǔn)要求后才能正式施工。

4.2 測(cè)量放線

為了使得樁體結(jié)構(gòu)定位達(dá)到精確的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該根據(jù)要求設(shè)置外圍控制網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置內(nèi)部控制點(diǎn)網(wǎng)，然后做好樁位檢測(cè)確定。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，按照各個(gè)樁位樁位的情況做好現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)控制網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)置，一般會(huì)通過(guò)外圍、場(chǎng)內(nèi)兩個(gè)控制網(wǎng)的設(shè)置，以達(dá)到樁位精度的標(biāo)準(zhǔn)?？刂凭W(wǎng)確定完成后，開(kāi)始樁位測(cè)量放樣。樁位確定后，在現(xiàn)場(chǎng)需要埋設(shè)標(biāo)樁，選擇直徑16 mm以上的鋼筋制作標(biāo)樁，埋設(shè)深度在0.8 m以上。為了防止施工階段導(dǎo)致標(biāo)樁損壞，應(yīng)該加強(qiáng)保護(hù)處理。標(biāo)樁設(shè)置后，要做好測(cè)量復(fù)核檢測(cè)，達(dá)到精度要求才能由監(jiān)理工程師檢測(cè)確定。

4.3 鉆孔就位

根據(jù)確定的孔位進(jìn)行樁機(jī)安裝施工，與孔位是對(duì)正的，精度合格。鉆機(jī)安裝完成后，保證垂直度符合標(biāo)準(zhǔn)，如果發(fā)現(xiàn)不能滿足設(shè)計(jì)要求，需要做好校正處理，避免在鉆孔樁出現(xiàn)傾斜等質(zhì)量問(wèn)題。鉆機(jī)作業(yè)環(huán)節(jié)，防止發(fā)生竄漿的情況，開(kāi)始先做好單排樁的旋噴作業(yè)，然后是雙排樁旋噴施工，這兩個(gè)部分的施工間隔超過(guò)24 h[2]。

4.4 鉆孔

為了使得樁孔垂直度合格，孔壁穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)，通過(guò)鉆機(jī)實(shí)施預(yù)先成孔作業(yè)。鉆孔直徑為130 mm，以預(yù)先成孔方法穿越上部砂層的結(jié)構(gòu)。鉆孔作業(yè)階段，隨時(shí)檢查確定，保證垂直度達(dá)標(biāo)，以提升鉆孔施工質(zhì)量。如果鉆進(jìn)環(huán)節(jié)有鉆桿傾斜的情況發(fā)生，應(yīng)該立即糾正處理。鉆孔作業(yè)環(huán)節(jié)，鉆進(jìn)速度的控制非常重要，確保傾斜缺陷問(wèn)題得到解決。

4.5 下注漿管

下注漿管環(huán)節(jié)做好噴頭防護(hù)工作尤為重要可以預(yù)防發(fā)生風(fēng)嘴、漿嘴的堵塞問(wèn)題。如果下入注漿管的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)高噴管不能下入，需要結(jié)合實(shí)際情況做好現(xiàn)場(chǎng)處理工作。從工程具體情況出發(fā)，如果沒(méi)有嚴(yán)重的塌孔問(wèn)題發(fā)生，需要將噴嘴下入到規(guī)定深度。注漿管無(wú)法下入到內(nèi)部空間，可以通過(guò)壓注漿泵送水泥方式進(jìn)行噴管擺動(dòng)處理，擺動(dòng)的同時(shí)下管作業(yè)。

4.6 制漿

本次項(xiàng)目中選擇應(yīng)用的是強(qiáng)度為32.5普通硅酸鹽水泥材料，漿液比重為1.6～1.8之間。根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，合理確定水灰比參數(shù)，各個(gè)原材料加入比例合格。利用攪拌機(jī)制作水泥漿液，且制作環(huán)節(jié)要提起足夠的重視，利用稱重的方式進(jìn)行各個(gè)材料加入比例符合要求，各個(gè)材料的加入比例偏差不能超過(guò)5%。如果選擇高速攪拌處理法方式，時(shí)間不能超過(guò)60 s，如果普通攪拌處理，攪拌時(shí)間不超過(guò)90 s。漿液溫度嚴(yán)格控制，以5～40 ℃之間為最佳。漿液結(jié)束后，4 h內(nèi)全部使用完畢，如果超出規(guī)定時(shí)間，應(yīng)該做廢棄處理，禁止使用[3]。

4.7 噴射注漿作業(yè)

注漿管插入到規(guī)定施工位置，根據(jù)送漿、送風(fēng)的方法開(kāi)展施工。首先是孔底部位上進(jìn)行連續(xù)數(shù)秒的定噴作業(yè)，然按照設(shè)計(jì)要求調(diào)解泵壓與風(fēng)壓參數(shù)，在孔口返漿符合要求后，就要根據(jù)旋轉(zhuǎn)、提升同時(shí)的作業(yè)方式開(kāi)展施工。旋轉(zhuǎn)速度為20～25轉(zhuǎn)/min之間，提升的速度則應(yīng)控制在20～25 cm/min之間。樁頭下部1 m施工區(qū)間內(nèi)，提鉆應(yīng)該按照最慢的速度進(jìn)行，然后進(jìn)行復(fù)噴施工，此時(shí)可以提高樁體密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)。

噴漿作業(yè)后，要做好注漿孔的二次回灌施工。根據(jù)施工試驗(yàn)的要求，明確具體技術(shù)參數(shù)，然后是做好高壓旋噴作業(yè)施工。在施工環(huán)節(jié)，需要及時(shí)做好水泥漿液比重的檢查，如果漿液的比重?zé)o法達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)該停止噴桿的提示施工，并且做好漿液水灰比參數(shù)的調(diào)整，經(jīng)過(guò)檢查符合工程要求才能再次噴漿作業(yè)。噴射注漿階段，技術(shù)人員需要做好各項(xiàng)參數(shù)的記錄，最為關(guān)鍵的就是提升速度、噴射壓力、流量、氣壓等。高壓旋噴灌注作業(yè)階段，保證施工連續(xù)進(jìn)行，且重復(fù)噴射灌漿的長(zhǎng)度要超過(guò)0.3 m。如果灌漿環(huán)節(jié)，有壓力突然提升或者下降的情況發(fā)生，需要及時(shí)檢測(cè)孔口回漿濃度，經(jīng)過(guò)處理后才能繼續(xù)施工[4-5]。

4.8 回灌漿液

高壓噴灌作業(yè)結(jié)束后，因?yàn)闈{液固結(jié)環(huán)節(jié)會(huì)存在體積收縮的情況，孔內(nèi)漿液下降的速度會(huì)比較快，所以此時(shí)連續(xù)進(jìn)行噴孔的漿液回灌處理，且要連續(xù)壓漿施工，如果漿液沒(méi)有再次下降即為合格。

4.9 提管沖洗

漿液噴射作業(yè)階段，應(yīng)該把注漿泵的吸管轉(zhuǎn)移到水箱內(nèi)部，同時(shí)需要及時(shí)進(jìn)行管道的清洗處理，達(dá)到潔凈度的要求，防止管道內(nèi)部有漿液存在而產(chǎn)生堵塞的問(wèn)題，否則將會(huì)給后續(xù)施工產(chǎn)生不利的影響。

5 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，在高速公路工程施工中，對(duì)于路基工程的承載力、強(qiáng)度有著很高的要求。但是由于地質(zhì)條件等綜合影視的影響是的路基工程的指標(biāo)達(dá)不到實(shí)質(zhì)要求，而通過(guò)高壓旋噴樁技術(shù)的應(yīng)用后可改善路基土體強(qiáng)度的性能，使得路基各方面綜合參數(shù)滿足實(shí)施要求，對(duì)推進(jìn)公路工程的建設(shè)有積極作用。