高壓旋噴樁施工技術(shù)要點及質(zhì)量保證措施探析

黃靈玲，蔣如潔，何文光

（浙江省正邦水電建設(shè)有限公司，杭州 311200）

高壓旋噴樁技術(shù)是通過鉆床向深土層內(nèi)安裝注漿管，用高壓注漿從噴頭噴出的方式，沖擊破壞沙土，鉆桿在此過程中會將漿液與沙土粒等材料混合攪拌，最終成為一個圓柱狀的漿液沙土凝固體。目前，高壓旋噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，相關(guān)工藝技術(shù)在實踐中逐步完善。文章以三門縣海塘加固工程為例，重點對高壓旋噴樁施工技術(shù)工藝的選擇、施工技術(shù)要點以及施工質(zhì)量控制等方面進行分析。

1 工程簡介

三門縣海塘加固工程（浦壩北岸閉合塘標(biāo)段）位于三門縣東南部的浦壩港鎮(zhèn)，是三門縣海塘加固工程組成部分。本工程在長壩頭閘站的上、下游消力池等部位地基采用高壓旋噴樁加固，設(shè)計樁徑為600mm，樁距1m，樁數(shù)量為1703根，樁長8m。該工程采用水泥型號為42.5R，水泥摻入量計劃按21%（113kg/m）分別進行現(xiàn)場施工；水灰比為1(漿液密度：1.51g/cm3)；提升速度0.20m/min；設(shè)計要求28d無側(cè)限抗壓強度達(dá)到1.5MPa，單樁承載力與復(fù)合地基承載力分別高于80kN與90kPa。

2 施工工藝與技術(shù)要點

2.1 施工工藝流程

本工程采用單重管高壓旋噴樁施工工藝，施工工藝流程圖，如圖1 所示。

圖1 旋噴樁施工工藝流程圖

2.2 施工技術(shù)要點

2.2.1 樁位放樣

在開始施工之前，需用全站儀放樣以確定每個樁位的位置，確保樁孔偏差在合理范圍以內(nèi)。

2.2.2 鉆機就位

鉆機進場后需到達(dá)指定位置進行開工前的準(zhǔn)備工作，包括調(diào)平、對中等，器械工作參數(shù)均須達(dá)到開工標(biāo)準(zhǔn)；鉆機調(diào)整完畢后，施工時所需的空氣壓縮機、高壓泵以及泥漿泵等設(shè)備也需進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，盡量避免在工作時出現(xiàn)問題；鉆機工作前需對鉆桿尺寸進行調(diào)整，要符合工程的設(shè)計需求[1]。

2.2.3 鉆進

在鉆進工作正式開始前，需將運行中的機械在地面進行試噴，試噴效果符合要求后，保持機器的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進行鉆進工作。此時還需要噴水配合鉆進作業(yè)，噴水的目的是避免砂土泥漿堵塞噴口，水壓不宜過大，保持在1MPa 以內(nèi)即可，在此配合之下，繼續(xù)鉆進作業(yè)。同時應(yīng)注意鉆進過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的記載，隨時記錄鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆孔深度數(shù)據(jù)，在達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后停止鉆進工作。

2.2.4 漿液配置

水灰比例一般取1.0~1.5，水泥型號為42.5R，在施工正式開始前1h 需將水泥漿準(zhǔn)備妥當(dāng)，攪拌時，按照正確的順序依次添加水和水泥，攪拌時間要超過3min，漿液的攪拌不能停頓，直至在攪拌機內(nèi)達(dá)到噴漿。在將漿液排放至料倉的過程中需要篩除里面未能充分溶解的水泥硬塊，最后，將準(zhǔn)備好的水泥漿送至器械內(nèi)即可開始噴射注漿作業(yè)。

2.2.5 高壓噴射注漿

高壓噴射注漿作業(yè)是需要連續(xù)進行的，整體作業(yè)方向是從下到上的。作業(yè)流程是需要先零荷載開啟空壓機，空壓機可以正常運轉(zhuǎn)之后，繼續(xù)零荷載開啟高壓泵，同時向孔內(nèi)輸送風(fēng)與水，在輸送的風(fēng)量和泵壓達(dá)到預(yù)定值的時候，方可開啟注漿泵，當(dāng)泵頭有水泥漿噴出后開始提升作業(yè)。鉆桿的作業(yè)狀態(tài)應(yīng)在施工過程中盡可能保持不間斷地進行鉆進工作，工作時不要輕易中斷，如果工作時鉆機出現(xiàn)意外，需要立即停止相關(guān)施工作業(yè)，在切斷電源之后對鉆機進行檢修。在鉆機旋噴時，可以通過適當(dāng)延長噴漿時間保證樁底部乃至整個樁的質(zhì)量，提高成樁率。隨著鉆進工作的持續(xù)進行，需及時觀察土層性質(zhì)的變化，適時調(diào)整旋噴參數(shù)，以適應(yīng)工作要求。

2.2.6 鉆機移位

當(dāng)鉆機旋噴提升達(dá)到工程設(shè)計的數(shù)值時，需要立即停止作業(yè)，并將機械放置在合理的位置，不對樁造成影響，工作結(jié)束后，需清洗注漿泵和運輸管道，最后將鉆機移位，以待后續(xù)工作。

2.3 高壓旋噴樁施工主要技術(shù)參數(shù)

表1 高壓旋噴樁施工主要技術(shù)參數(shù)

2.4 施工控制要點

1）施工前應(yīng)處理好場地，確?！叭ㄒ黄健?，報告工程監(jiān)理；對所有的進場水泥量、每日使用水泥量做好登記管理記錄，方便隨時查驗復(fù)核等工作進行；高壓旋噴樁的施工作業(yè)應(yīng)由專業(yè)人員負(fù)責(zé)，并且施工過程需要相關(guān)人員的全程監(jiān)控，并做好施工日志記錄表，按照要求工作。

2）樁的長度需要按照設(shè)計要求施工作業(yè)；在鉆機進入場地之后開始作業(yè)之前，需要及時進行調(diào)平、對中等工作；鉆桿長度也應(yīng)用相對明顯的顏色畫出刻度線，方便施工人員了解鉆孔深度，在成樁4 周后的時間點要鉆孔取芯，測量樁長度鉆機就位時底座需要及時調(diào)整平穩(wěn)，并且立軸、轉(zhuǎn)盤需與孔位對準(zhǔn)，傾角誤差不能超過1%；噴漿前要確保鉆桿尺寸已經(jīng)校準(zhǔn)符合施工要求，在成樁28d 后鉆孔取芯，檢查成樁效果。

3）在正式作業(yè)之前，需對相關(guān)機械設(shè)備做統(tǒng)一檢修，使機械設(shè)備的各項性能指標(biāo)，可以達(dá)到施工作業(yè)時所要求的相關(guān)參數(shù)；當(dāng)注漿泵機啟動后，特別注意不要一開始就注漿提升，一定要等泥漿流出噴嘴時才能開始噴漿，并且噴漿時需要從下到上開始旋噴注漿。

4）在旋噴樁的施工作業(yè)中，將常會有沙土伴隨漿液冒出地面的情況發(fā)生（即冒漿）。需要觀察冒出漿液的量有多少。一般情況下，只要冒漿量不超過20%都是正常的；但也不能完全無冒漿或者冒漿量過大超過20%，出現(xiàn)這兩種情況時表示施工作業(yè)可能存在問題，需要及時查明情況，并采取正確的措施[2]。

3 質(zhì)量要求與保證措施

3.1 質(zhì)量要求

3.1.1 質(zhì)量檢驗

在成樁的第3 天，應(yīng)用輕型動力觸探檢查樁身的均勻性；無側(cè)限抗壓強度試驗需要達(dá)到28d 1.5MPa；在28d 荷載試驗中，需單樁承載力與復(fù)合地基承載力分別超過80kN 與90kPa。

3.1.2 外觀檢查

樁體外觀檢查，樁體表面應(yīng)均勻圓滑，沒有凹陷情況，也沒有縮頸現(xiàn)象；水泥漿液的攪拌施工足夠均勻，樁體凝結(jié)密實，不松散。

3.1.3 檢驗標(biāo)準(zhǔn)

高壓旋噴樁的檢查標(biāo)準(zhǔn)，如表2 所示。

表2 高壓旋噴樁的檢查標(biāo)準(zhǔn)

3.1.4 檢驗程序

①施工準(zhǔn)備→②編制施工方案→③施工技術(shù)交底→④現(xiàn)場試樁→⑤檢樁→⑥檢測合格后→⑦高壓旋噴樁施工。

3.1.5 施工檢查內(nèi)容

1）施工前檢查：

在施工前，需檢查原材料的質(zhì)量合格證書，謹(jǐn)防質(zhì)量造假；漿液配比需要符合工程條件；設(shè)備運轉(zhuǎn)是否正常，尤其是高壓旋噴設(shè)備、空壓機、泥漿泵等，在正常作業(yè)之前都應(yīng)開機試運行，確保所有設(shè)備都能正常運行；檢查樁位的位置信息不能出錯，檢查相應(yīng)儀表、儀器的功能，需均可正常工作，不能出現(xiàn)停表、反應(yīng)遲鈍等狀況，還需保證供壓、供水等的數(shù)值符合標(biāo)準(zhǔn)；在施工作業(yè)前需進行試運行，根據(jù)實際情況及時調(diào)整施工參數(shù)[3]。

2）施工時檢查：

在施工時，需要經(jīng)常檢查的項目有以下幾種：要確定鉆機鉆桿的垂直程度和鉆頭的相對位置；明確水泥漿液的配比數(shù)據(jù)；確定噴射注漿時的噴射壓力、噴射速度以及噴射量等；還有鉆機轉(zhuǎn)速、沉鉆與提鉆速度等。

3）施工后檢查：

在施工完畢后，主要檢查固結(jié)體是否達(dá)到設(shè)計的要求，會選用相關(guān)的參數(shù)進行綜合檢查評估。

3.1.6 成樁質(zhì)量檢查

在高壓噴射注漿結(jié)束后28d 左右進行成樁質(zhì)量檢查，通過檢查關(guān)鍵部位的內(nèi)芯情況確定樁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對于不合格的需要進行補充噴漿，直至達(dá)到質(zhì)量檢查的要求方可。

3.2 質(zhì)量保證措施

為使施工質(zhì)量達(dá)到工程要求，在工程中經(jīng)常采用一些質(zhì)量保證措施，在本次工程中，采用的質(zhì)量保證措施有如下10 種：

1）在正式灌漿之前，還需先在地面試驗，待符合要求之后可以開啟注漿施工作業(yè)。

2）施工盡量避免相鄰孔噴漿，相鄰孔之間容易出現(xiàn)串漿的情況，提高了噴漿失敗的概率。

3）施工所用材料均須出具質(zhì)量合格證明，并分批次抽查，對不合格的材料不予使用；尤其是水泥，既要做好前期的質(zhì)量控制，也要做好后期的質(zhì)量管理，特別是做好防水。

4）在確定施工材料配比之前，需先試樁，試樁效果符合要求之后，正式施工作業(yè)即可應(yīng)用試樁時的材料配比，每日的施工作業(yè)就有保障。

5）正式施工前需要進行成樁試驗，由參與工程的各個單位共同決定相關(guān)施工參數(shù)，保證成樁直徑符合設(shè)計要求。

6）在噴漿施工時，需將速度控制在合理范圍之內(nèi)，整個噴漿過程應(yīng)當(dāng)保持均勻、連續(xù)，盡量避免噴漿間斷情況的發(fā)生；施工過程中出現(xiàn)任何問題，可根據(jù)需要暫停施工作業(yè)，檢查問題并排除故障，再次噴漿時需要增加50cm 的接樁量，避免出現(xiàn)斷樁之類的情況。

7）高壓噴樁成樁之后，需要返漿回灌，保證在樁體凝固收縮后的高度符合設(shè)計標(biāo)高，需要注意的是回灌的水泥漿液濃度配比應(yīng)較大。

8）施工作業(yè)現(xiàn)場需配置技術(shù)人員，技術(shù)員應(yīng)及時注意檢查相關(guān)技術(shù)參數(shù)保持在合理的范圍內(nèi)，如注漿速度等參數(shù)均須滿足設(shè)計要求，同時對于施工現(xiàn)場出現(xiàn)的特殊狀況、質(zhì)量隱患等需及時處理。在施工中遇到原有地質(zhì)報告與實際鉆孔情況有出入的，應(yīng)如實記錄，真實反映當(dāng)前工作的實際狀況。

9）在施工中當(dāng)做到靈活應(yīng)變，在實際的施工中會出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)情況，比如地質(zhì)條件變化與原有設(shè)計不符，此時需核對施工工藝，如有需要，及時調(diào)整施工工藝參數(shù)，保證樁的施工質(zhì)量，同時應(yīng)就參數(shù)調(diào)整等事項及時和各單位部門做好溝通，取得同意后方可在新的參數(shù)指標(biāo)下繼續(xù)施工。

10）在施工現(xiàn)場，除了應(yīng)用中的設(shè)備之外，需要多配備一些配件，尤其是容易損壞的、容易出現(xiàn)故障的、使用頻率高的配件，對于這些設(shè)備配件要多做準(zhǔn)備，避免機械設(shè)備發(fā)生故障時不能工作，延誤工期，增加成本。

4 結(jié) 語

在三門縣海塘加固工程中，通過采用單重管高壓旋噴樁施工技術(shù)在需要加固的地基處進行加固，路基的承載能力得到了提高，并且應(yīng)用高壓旋噴樁施工技術(shù)有效減少了基礎(chǔ)工程的不均勻地基沉降，發(fā)揮了該工藝的優(yōu)勢。在施工過程中，根據(jù)要求控制相關(guān)技術(shù)要點，并且質(zhì)量控制工作貫穿施工的前、中、后各個階段，按照要求施工、檢查，充分保證工程質(zhì)量。