樊喜銘

（身份證號(hào)碼：210682198411176418）

淺談地基處理高壓旋噴樁試樁施工

樊喜銘

（身份證號(hào)碼：210682198411176418）

本文結(jié)合青島至連云港鐵路路基工程，介紹了地基處理高壓旋噴樁試樁施工，進(jìn)行分析得出相關(guān)施工參數(shù)。從而為該項(xiàng)工藝在本項(xiàng)目全面施工應(yīng)用奠定條件，為相關(guān)工程的類似研究提供參考。

地基處理 高壓旋噴樁 試樁 施工工藝

1. 工程概況

1.1 概況

根據(jù)地質(zhì)鉆探，本工程所處地層為海相沉積平原，地形平坦，下有軟臥層，地層從上至下主要為：粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粗砂、泥質(zhì)砂巖。采用高壓旋噴樁對(duì)基底進(jìn)行加固處理。

1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

高壓旋噴樁設(shè)計(jì)樁徑d=0.6m，樁間距1.4m，樁長(zhǎng)12.7米。由路基面中心向兩邊按三角形布置；加固后旋噴樁要求單樁承載力不得低于280KN，復(fù)合地基承載力不得低于171Kpa，其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不得小于3MPa。

旋噴樁試樁選定三種配合比，每種配合比4根試樁，編號(hào)分別為XP1-1～4、XP2-1～4、XP3-1～4。三種配合比（水泥:粉煤灰:干土：水）分別為：① 1:0.33:3.32:1.33② 1:0.428:3.56:1.428③1:0.538:3.838:1.538

2. 試樁目的

1)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)樁施工確定滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的水泥及粉煤灰摻量、水泥漿的配合比以及水泥漿比重。

2)確定機(jī)械性能能否滿足要求。

3)確定合適的高壓水泥漿泵漿壓力值。

4)確定合適的鉆桿提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)。

5)驗(yàn)證成樁的均勻性、連續(xù)性和樁徑大小以及28天樁體抽芯無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。由此確定本標(biāo)段的高壓旋噴樁的施工工藝及技術(shù)參數(shù)，以確保正式施工時(shí)高壓旋噴樁的施工質(zhì)量。

2.6 達(dá)到檢驗(yàn)、校核設(shè)計(jì)提供的相關(guān)軟基處理數(shù)據(jù)的目的。

3. 施工工藝流程及方法

3.1 配比試驗(yàn)

水泥采用PO42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于40%（重量比），水泥漿水灰比選用0.65～0.75之間，在施工現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)，確定漿液最佳配合比。

因本段地下水對(duì)混凝土有侵蝕性，采用普通硅酸鹽水泥和粉煤灰作為膠凝材料，粉煤灰為摻合料。摻量一般按水泥總量的25%～35%之間。

3.2 施工準(zhǔn)備

作好場(chǎng)地平整，保證路通、水通、電通，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量定位，用白灰點(diǎn)標(biāo)示，并插上小三角旗。對(duì)參加施工的人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)、技術(shù)交底等工作。

3.3 施工流程

單重管法施工時(shí)，同時(shí)壓入水泥漿和壓縮空氣，使用外徑為42mm的鋼管為注漿管，噴射流為漿液，初定泵壓為20MPa，水泥漿從噴嘴中噴出直接沖擊切削土體，達(dá)到水泥漿置換土體顆粒，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.4 施工方法

施工時(shí)首先用鉆機(jī)引孔，再用旋噴機(jī)噴射，即先把漿液管下到預(yù)定加固范圍最深點(diǎn)，然后自下而上進(jìn)行高壓噴射注漿切割土體，將開(kāi)孔和灌注樁體同時(shí)進(jìn)行，一次成樁，其工作步驟為：

①鉆機(jī)就位：鉆機(jī)需平置于牢固堅(jiān)實(shí)的地方，鉆桿對(duì)準(zhǔn)孔位中心，水平位置偏差不超過(guò)5cm，豎直度控制在1%樁長(zhǎng)內(nèi)。

②鉆孔下管：鉆孔的目的是將注漿管順利置入預(yù)定位置，在下管過(guò)程中，需防止管外泥砂堵塞噴嘴，確保下管順利，下管過(guò)程中同時(shí)輸送壓縮氣流，直至注漿噴頭下到預(yù)定位置（預(yù)定加固范圍最深點(diǎn)）。

③制漿：噴射注漿材料采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比根據(jù)適配暫定為0.65～0.75。

④試管：當(dāng)注漿管置入土層預(yù)定深度后應(yīng)用清水試壓，檢查注漿設(shè)備和高壓管路安全正常，則可攪拌制作水泥漿開(kāi)始高壓注漿作業(yè)。

⑤高壓注漿：高壓射漿自下而上連續(xù)進(jìn)行，注意檢查漿液初凝時(shí)間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)和提升速度等參數(shù)，應(yīng)符合操作規(guī)程要求。開(kāi)動(dòng)高壓注漿泵，開(kāi)始注漿，當(dāng)注漿壓力和電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定并達(dá)到試樁設(shè)計(jì)參數(shù)后，再按試樁設(shè)計(jì)提升速度開(kāi)始提升鉆桿，邊旋轉(zhuǎn)邊噴漿邊提升。

⑥噴漿結(jié)束與拔管：噴漿由下而上至設(shè)計(jì)高度后，停止噴漿，拔出噴漿管，噴漿即告結(jié)束，把漿液填入注漿孔中，多余的清除掉，但需防止?jié){液凝固時(shí)產(chǎn)生收縮的影響，拔管要及時(shí)，不可久留孔中，否則漿液凝固后將難以拔出。

⑦設(shè)備清洗：當(dāng)噴漿結(jié)束后，立即清洗高壓泵、輸漿管路和注漿管及噴頭。⑧移位：樁機(jī)移至下一樁位，重復(fù)進(jìn)行上述步驟的施工。

3.5試樁檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖深度1m,目測(cè)檢查樁身攪拌均勻；尺量直徑為61cm,63cm,61cm，滿足大于設(shè)計(jì)樁徑60cm的要求。

經(jīng)取芯檢測(cè)，每根試樁樁身連續(xù)性、均勻性、完整性均較好，芯樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度值3.0Mpa。

利用油壓千斤頂、壓力表及百分表對(duì)2根（XP2、XP3）高壓旋噴樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，豎向抗壓承載力特征值均為280KN，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 試樁結(jié)論

經(jīng)檢測(cè)，本次試樁結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)分析確定旋噴樁施工采用SJ6配合比，工藝參數(shù)如下：

（1）鉆機(jī)使用型號(hào)為MGJ-50型。

（2）水泥：粉煤灰：水=1:0.428:1.428施工工藝為兩鉆一噴。

（3）水泥漿也到達(dá)出漿口后，應(yīng)噴漿攪拌30s，在水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?，再開(kāi)始提升攪拌頭。

（4）旋噴速度20r/min,提升速度20cm/min。（5）供漿必須連續(xù)，拌合必須均勻。

4. 施工注意事項(xiàng)及質(zhì)量保證措施

4.1 施工注意事項(xiàng)

鉆機(jī)就位后應(yīng)進(jìn)行水平、垂直校正，鉆桿應(yīng)與樁位吻合，偏差控制在10mm內(nèi)。

旋噴樁管達(dá)到預(yù)定深度后，應(yīng)進(jìn)行高壓射水試驗(yàn)，合格后方可噴射漿液，待達(dá)到預(yù)定壓力排量后，再逐漸提升旋噴管，深層旋噴時(shí)應(yīng)先噴漿后旋噴和提升，防止注漿管扭斷。

旋噴冒漿處理：在旋噴過(guò)程中往往有一定數(shù)量土粒隨著一部分漿液沿著注漿管冒出地面，通過(guò)對(duì)冒漿觀察，冒漿量小于注漿量20%為正?，F(xiàn)象，超過(guò)20%或完全不冒漿者，應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)的措施。

地層中有較大的空隙而引起不冒漿，則可在漿液中摻加適量的速凝劑，使?jié){液在一定范圍內(nèi)凝固。另外，還可在空隙地段增大注漿量，填滿空隙，再繼續(xù)正常旋噴。冒漿量過(guò)大是有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng)所致，可采取提高噴射壓力、適當(dāng)縮小噴嘴直徑、加快提升和旋噴速度等措施，減小冒漿量。

在插管旋噴過(guò)程中，要注意防止噴嘴被堵，壓力和流量必須符合設(shè)計(jì)值，否則要拔管清洗，再重新進(jìn)行插管和旋噴。插管過(guò)程中，為防止泥砂堵塞，可邊射水邊插管，以免泥砂堵塞。

選用水泥應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)及過(guò)篩，其細(xì)度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)篩（孔徑0.08mm）的篩余量不大于15%，漿液攪拌后不得超過(guò)4 小時(shí)。

鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷，拆卸鉆桿要保持鉆桿有0.3m 以上搭接長(zhǎng)度，以免旋噴固結(jié)體脫節(jié)。中途機(jī)械發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)停止提升和旋噴，以防斷樁。并應(yīng)立即檢查，排除故障。為提高旋噴樁樁體質(zhì)量，在樁底部3m 范圍內(nèi)應(yīng)采取較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的措施。

旋噴樁施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)不能隨意堆放重物，防止旋噴樁變形。

4.2 旋噴樁施工質(zhì)量保障措施

（1）加強(qiáng)施工機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備，鉆機(jī)提升所用電動(dòng)機(jī)應(yīng)能保證鉆桿順利提升，鉆桿旋轉(zhuǎn)所用電機(jī)能保證鉆桿順利按正常勻速旋轉(zhuǎn)，防止出現(xiàn)卡鉆和堵管現(xiàn)象。

（2）做好材料準(zhǔn)備和現(xiàn)場(chǎng)其它準(zhǔn)備工作，對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥作好檢驗(yàn),質(zhì)量要滿足試樁材料要求。現(xiàn)場(chǎng)所用攪拌桶、電動(dòng)機(jī)及相關(guān)施工工具安裝調(diào)試完好，比重儀、鋼尺和垂球等檢查儀器準(zhǔn)備好，確保能順利施工。

（3）加強(qiáng)施工過(guò)程控制，開(kāi)鉆前檢查鉆桿的垂直度和鉆桿長(zhǎng)度滿足鉆孔深度，孔底注漿穩(wěn)定一段時(shí)間并由現(xiàn)場(chǎng)值班技術(shù)人員檢查后才能上提，認(rèn)真監(jiān)督提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，出現(xiàn)卡鉆后要重新下鉆注漿，確保整個(gè)施工處于可控狀態(tài)。

5 .結(jié)語(yǔ)

為保證路基地基處理質(zhì)量，加快項(xiàng)目工程建設(shè)，通過(guò)試樁施工為后續(xù)全面施工提供了切實(shí)可行的施工技術(shù)資料及試驗(yàn)參數(shù)，對(duì)全線路基地基處理高壓旋噴樁施工起到了一定的指導(dǎo)作用。

[1]《客貨共線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》（TZ202-2008）

[2]《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TB10414-2003)

[3]《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》（TB10106）

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1007-6344（2015）12-0083-02