董學志（福建華東巖土工程有限公司）

?

分析高壓旋噴樁施工技術及其應用

董學志（福建華東巖土工程有限公司）

高壓旋噴樁施工技術以其振動小、占地少、施工方便的優(yōu)勢被廣泛應用于市政工程中，也可以被應用于狹窄和陡峭的位置，現(xiàn)已發(fā)展成為重要的地基加固方法。本文結合高壓旋噴樁的施工過程，總結了施工要點，結合實際案例分析了這一施工技術的應用。

高壓旋噴樁；施工要點；技術應用

高壓旋噴樁借助噴射注漿法成樁，對地基進行加固處理，技術應用過程中先應用鉆孔設備將注漿管底部的噴嘴置入設計深度的土層中，之后借助高壓泥漿泵以20MPa左右的壓力將預先制備好的水泥、水玻璃等建筑材料形成的漿液高壓噴出，對土體造成較大的沖擊力。在注漿管旋轉和垂直云頂?shù)倪^程中，可以保證漿液及時攪拌崩落土體，攪拌一定時間后凝固，在土體中形成圓柱狀且具有較高強度的固結體，該固結體具有較強的抗?jié)B能力，很大程度上提高了地基承載力。本文重點對該施工技術的應用進行分析，探究了施工要點。

1　高壓旋噴樁施工過程

高壓旋噴樁施工過程主要包括定孔位、鉆機就位、鉆進成孔、插管和水泥漿配置、噴射等，旋噴固結體的形成示意如圖1所示。

圖1　旋噴固結體的形成示意

高壓旋噴樁正視施工之前，需要對實際地質環(huán)境有充分的了解，及時選取具有代表性的點位進行試樁，為了準確獲得符合設計規(guī)范的工藝控制參數(shù)，工藝性試樁數(shù)量在5根以上。以下為簡要施工流程。

定孔位：結合設計需求放樣定位，將點位誤差控制在允許的范圍內(nèi)，將小木楔打入所定樁位的中心點，及時做好標記。

鉆機就位：以設計孔位為基準設置鉆機，鉆桿與孔位的中心線在同一直線上。為了保證鉆孔能夠滿足設計的垂直度要求，需要在鉆機就位后及時進行水平校正，即保證鉆桿軸線和鉆孔中心位置重合，旋噴注漿管的最大傾斜度在1.5%以內(nèi)。

鉆進成孔：應用鉆機在設計樁位的中心鉆出一個導孔，導孔尺寸以旋噴注漿管的直徑為依據(jù)，導孔深度滿足工藝要求。施工過程中準確記錄孔位、孔深和不同鉆孔內(nèi)部的涌水情況、巖土地質資料等。

插管及水泥漿配制：鉆孔結束后及時插入旋噴注漿管，在插管的過程中配置水泥漿，高壓旋噴樁應用的水泥強度等級一般為C32.5的普通硅酸鹽水泥，水泥漿配備之前檢查水泥質量，保證無結塊，配置過程中將水灰比控制為1：1。為了避免配置時出現(xiàn)離析問題，將水泥用量2%的早強劑加入其中。針對單樁而言，其水泥用量必須結合現(xiàn)場試噴工藝進行確定。施工前在不同的攪拌桶上做好明確的標記，加入一定量的水泥和水，充分攪拌后保證液面達到相應標記的位置［1］。

噴射作業(yè)：噴射作業(yè)是高壓旋噴樁施工過程中最關鍵的部分，將噴頭裝置安裝在旋噴轉桿位置，旋噴轉桿達到預定的深度后啟動高壓泵設備，及時檢查泵壓，各項參數(shù)滿足施工要求后，從孔底開始自下而上開始噴射施工，在噴射過程中及時提升旋噴鉆桿，直到達到設計標準為止。

施工結束后及時清洗注漿管和相應機具設備，注漿管內(nèi)機具內(nèi)不得殘留水泥漿，之后將鉆機設備移動到下一個孔位。

2　高壓旋噴樁施工技術要點

水泥攪拌系統(tǒng)中需要安裝有精確的計量設備，將流量表和壓力計等檢測裝置配置在噴漿系統(tǒng)中，還應有可靠的測速裝置在噴漿過程中對注漿管的提升速度進行測定。

施工前需要在監(jiān)理工程師的指導下正確標定出漿液的流量、噴漿壓力和噴嘴的提升速度等參數(shù)。施工過程中一般將鉆機和注漿泵的距離控制在50～80m范圍內(nèi)，可以結合實際施工場地的大小做出調整。如果施工中出現(xiàn)設備故障，必須立即停止注漿管提升和旋噴作業(yè)，查明故障并排除后進行復噴，復噴的高度控制在50cm以上，設備修理過程中需要將注漿管沖洗干凈，避免下次噴射時阻塞管路。

施工中應用的水泥漿必須在旋噴作業(yè)開始前1h內(nèi)攪拌均勻，噴射時保證鉆孔中正常的冒漿量在20%以下，如果不滿足該指標，必須采取可靠的措施解決。施工過程中安排專業(yè)人員做好施工記錄，例如定位測量結果、漿液配置比例、噴漿壓力和漿液流量等。

施工過程中保證鉆機機座平穩(wěn)，立軸和轉盤對準孔位中心，傾角與設計值的誤差控制在0.5°以內(nèi)。旋噴注漿強雞翅檢查設備的狀態(tài)，例如高壓設備和管理系統(tǒng)的性能等，設備的壓力和排量必須都應滿足設計需求，其中的管路系統(tǒng)需要有密封圈可靠密封，不同的通道和噴嘴必須清潔［2］。

噴射注漿過程中先打開注漿泵，判斷水泥漿的前峰流出噴嘴后提升注漿管，鉆進工藝中需要借助清水旋噴成孔，如果鉆頭進入到距離樁底標高1m以內(nèi)后，需要停止1min后再進行噴射注漿，提升注漿管。

為了避免固結體脫節(jié)，最開始噴射注漿的孔端需要與前段搭接0.1m長度，保證注漿均勻。噴射注漿作業(yè)結束后，需要重點考慮漿液的析水作用，固結體出現(xiàn)不同程度的收縮形變，固結體的頂端出現(xiàn)凹穴，此時需要應用水灰比在0.6～1.0范圍內(nèi)的水泥漿進行補灌，同時避免泥土和雜物進入。

3　高壓旋噴樁在建筑工程中的應用

某污水處理廠調節(jié)池地基處理。工程廠址為內(nèi)海邊灘土，地形廣闊平坦。場地位于海洋與陸地的交界處，為海岸漫灘地貌單元。廠址上覆蓋層為較深的淤泥軟土層，厚度在5～15m之間。調節(jié)池為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，尺寸為36.4m×18.2m× （5.38～8.05）m，采用筏板基礎，底板厚50cm，側墻厚45cm，結構自重約為18434kN，有效容積為2550m3，運營期間調節(jié)池出現(xiàn)地基不均勻沉降。地基變形主要表現(xiàn)為：南側沉降約為50cm，北側沉降約為 10cm，結構沉降差約 40cm，傾斜率0.0219，超過規(guī)范限制要求，且不均勻導致調節(jié)池外圍變形嚴重，墻體開裂，出現(xiàn)污水外滲，以及刮泥機軌道變形嚴重，影響調節(jié)池的正常使用，及時應用可靠的工程措施進行治理。

為了調整調節(jié)池不均勻沉降，本工程中應用高壓旋噴樁法加固地基并適當糾偏。設計樁長超過淤泥層進入到殘積土層1m左右，高壓旋噴樁樁徑設計為500mm。根據(jù)《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2012）的要求，對本地基處理工程進行施工全過程的監(jiān)測。調節(jié)池沉降觀測點延調節(jié)池四周布置，用于監(jiān)測高壓旋噴對底板的影響。

根據(jù)本工程特點設備選擇如表1所示。

表1　設備選型

其中主機鉆桿的內(nèi)徑為53mm，外徑76mm，鉆頭上設置的噴嘴直徑2.8mm，主塔高度18.5m。主體借助液壓撐腿進行調平，可以結合實際設備的性能和地面深度對參數(shù)進行調整，保證一次成孔［3］。

參數(shù)控制：施工中應用金牛牌普通硅酸鹽水泥，強度P. O42.5R；外摻劑應用改性高效減水劑和早強劑，水泥漿水灰比為1：1，水泥漿用量150kg/m，沉降嚴重部位采用200kg/m，鉆進過程中將鉆桿的轉速控制為20r/min，注漿管的提升速度控制為0.1～0.25m/min范圍內(nèi)，沉降嚴重部位將高壓泵的壓力控制在28～30MPa范圍，一般沉降部位壓力控制在20～22MPa范圍。高壓泵流量控制為80L/min。

施工效果：本工程中共應用67根高壓旋噴樁，工程結束后，建筑物的沉降變形問題得到有效解決。工程竣工后對建筑物連續(xù)觀察一個水文年，建筑物目前沒有再出現(xiàn)嚴重的沉降變形問題，處理效果良好。

4　結束語

隨著城市建設事業(yè)的發(fā)展，高壓旋噴樁以其獨特的技術優(yōu)勢獲得了廣泛的應用。該項施工技術應用的過程中，必須明確施工流程，對不同環(huán)節(jié)的施工質量進行監(jiān)督。成樁后及時作出質量檢驗，發(fā)現(xiàn)問題后及時解決，以提高整體成樁質量。

［1］韓 東，趙 雪，丁潤華，等.高壓旋噴樁施工工藝［J］.現(xiàn)代交通，2014，26（4）：80.

［2］顧紅偉，孔綱強，丁選明，等.高壓旋噴樁處治已通車高速公路軟基分析［J］.施工技術，2014，43（7）：63.

［3］狄宏規(guī)，冷伍明，周順華，等.某客運專線路基斜向高壓旋噴樁加固效果［J］.同濟大學學報（自然科學版），2013，41（12）：181.

2016-5-1

U416.1

A

2095-2066（2016）14-0175-02