周秀堅(jiān)，何孝龍，許有富

(溫州宏源建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 溫州 325000 )

所謂的防洪堤，即是為有效阻止河流決堤所建設(shè)的堤壩，常建于地理環(huán)境較為復(fù)雜、降水量較大的區(qū)域之中。其不僅僅是維護(hù)社會(huì)秩序、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要建設(shè)，同時(shí)也是我國(guó)人民群眾生命安全與財(cái)產(chǎn)安全的重要保障。但基于現(xiàn)階段真實(shí)的堤防大壩建設(shè)工程而言，仍舊存在耗時(shí)長(zhǎng)、資金投入大、使用材料復(fù)雜等特點(diǎn)，致使堤防大壩建設(shè)工程的質(zhì)量始終無(wú)法得到有效控制。因而需要加強(qiáng)對(duì)如高壓旋噴樁等技術(shù)的研究與分析，以?xún)?yōu)化相關(guān)建設(shè)工程組織結(jié)構(gòu)，提升技術(shù)水平。

1 工程概述

本工程位于紹興市曹娥江區(qū)域，主要范圍涵蓋新昌縣、上虞區(qū)、柯橋區(qū)以及濱海新城四個(gè)區(qū)域，工程涉及范圍主要為曹娥江干流以及支流小舜江。治理河道總長(zhǎng)度為147.6 km，曹娥江干流段以鏡嶺大橋?yàn)槠鹗?、以曹娥江大閘為終，治理長(zhǎng)度約為140 km；支流小舜江段以漁家渡橋?yàn)槠鹗?、以小舜江與曹娥江交匯處為終，治理長(zhǎng)度約7.6 km。本工程主要對(duì)上文提及范圍內(nèi)總長(zhǎng)度為14 409.2 m的6處防洪堤進(jìn)行加固處理，具體施工環(huán)節(jié)可細(xì)分為堤頂?shù)缆诽嵘脑?、堤身高壓旋噴樁防滲等?？傮w工程級(jí)別為Ⅱ等，堤防等級(jí)為4級(jí)，工程以20年一遇的堤防防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固，校核洪水位所對(duì)應(yīng)的暴潮水位2.23 m(p=2%)。

2 高壓旋噴樁施工過(guò)程以及質(zhì)量控制

2.1 施工基本原理以及工藝

本工程所采用的主要施工技術(shù)為高壓旋噴樁三管法旋噴技術(shù)，輔以二噴二攪法，共同作用于堤防加固作業(yè)。高壓旋噴樁三管法旋噴技術(shù)廣泛性地結(jié)合了液體、氣體噴射法以及漿液灌注噴射技術(shù)。換言之，就是利用三層噴射管道口，讓高壓水以及高壓氣體同時(shí)橫向噴射對(duì)堤防地基地下土層進(jìn)行切割，再借助空氣的上升力排除其余碎土。而后通過(guò)最后一個(gè)噴嘴將事先配置好的漿液以低壓力的方式注入至已完成攪拌抑或是切割作業(yè)的地基中。促使?jié){液與既有土層進(jìn)行混合，最終實(shí)現(xiàn)融合固化，以為后續(xù)的工程奠定基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，現(xiàn)階段高壓旋噴樁技術(shù)的固化直徑范圍已經(jīng)可以達(dá)到800～2500 mm的程度，能夠滿足絕大部分建筑工程的建設(shè)需求[1-3]。

2.2 高壓旋噴樁

2.2.1 施工準(zhǔn)備階段

(1)引導(dǎo)相關(guān)施工人員、技術(shù)人員以及方案設(shè)計(jì)人員等深入至施工場(chǎng)地對(duì)場(chǎng)地條件以及周?chē)h(huán)境等進(jìn)行實(shí)地勘察，待完成對(duì)實(shí)際資料的收集后，進(jìn)一步優(yōu)化、完善施工方案。

(2)依照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行場(chǎng)地清理，針對(duì)施工場(chǎng)地雜草、垃圾等障礙物進(jìn)行清理，而后夯實(shí)、整平地面，確保整體施工區(qū)域高差不超過(guò)0.25 m。而后由施工人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)高壓旋噴樁的具體樁位，同時(shí)進(jìn)行標(biāo)記，確保樁之間的偏差在。依照施工場(chǎng)地實(shí)際條件進(jìn)一步完成對(duì)施工設(shè)備、電力設(shè)備線路、材料輸送管路等的規(guī)劃，確保施工現(xiàn)場(chǎng)滿足“三通一平”要求[4]。

(3)確認(rèn)工程所用機(jī)械設(shè)備質(zhì)量、調(diào)試相關(guān)參數(shù)、反復(fù)確定樁基作業(yè)能力與輸料管道的暢通性。完成對(duì)電腦記錄儀、計(jì)量?jī)x等數(shù)字化設(shè)備質(zhì)量的確認(rèn)，利用數(shù)字化技術(shù)精準(zhǔn)控制水泥用量以及噴漿均勻程度。檢查施工材料質(zhì)量，完成抽樣送檢工作，同時(shí)依照實(shí)際施工需求設(shè)置水泥、砂石等材料存放場(chǎng)地，完成上述步驟后組織材料進(jìn)場(chǎng)[5]。

(4)修建排污以及灰漿拌制系統(tǒng)。以高壓旋噴樁技術(shù)為依托的建設(shè)工程可能會(huì)產(chǎn)生10%左右的回漿量，故而需要將相關(guān)廢漿液引入至固定區(qū)域中，以保障施工秩序以及施工場(chǎng)地的生態(tài)環(huán)境。

(5)正式施工開(kāi)始之前完成測(cè)量放線，須現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員依照設(shè)計(jì)方案以及測(cè)量控制點(diǎn)，規(guī)劃確定堤軸線，并且以堤軸線為基礎(chǔ)規(guī)劃高壓旋噴防滲墻的中心線。高壓旋噴樁有效墻體的厚度應(yīng)維持在0.6 m以上，呈一字型單排布置。放樣開(kāi)始后，確定施噴樁的起始點(diǎn)、中心點(diǎn)，以0.8 m的間距依次完成每根樁的定位，最大誤差不宜超過(guò)5 cm。

(6)依照施工標(biāo)準(zhǔn)確定溝槽規(guī)格，利用挖機(jī)開(kāi)挖溝槽，同時(shí)清除地下障礙物。注意文明施工，及時(shí)、妥善處理溝槽余土以及工程廢物，以保障其周邊環(huán)境不受破壞，維護(hù)高壓旋噴樁施工的穩(wěn)定性。

2.2.2 樁機(jī)就位

以實(shí)際工程需求以及施工方案標(biāo)準(zhǔn)為依托，由樁機(jī)機(jī)長(zhǎng)對(duì)樁機(jī)位置進(jìn)行指揮。在移動(dòng)樁機(jī)之前須相關(guān)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行勘察與清整，以保障樁機(jī)移動(dòng)過(guò)程的安全性與平穩(wěn)性。待到樁機(jī)定位后，引導(dǎo)測(cè)量員對(duì)樁機(jī)中位線進(jìn)行反復(fù)核查，保障高壓旋噴樁位與樁機(jī)之間的誤差在5 cm之內(nèi)[6]。

上述內(nèi)容確定無(wú)誤后，依照高壓旋噴樁機(jī)自身的水平裝置對(duì)樁機(jī)垂直度、水平度進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，需要保障鉆桿、導(dǎo)向架與地面保持垂直，傾斜程度在1%之內(nèi)，鉆桿與樁位之間的誤差在0.1 cm之內(nèi)。本工程施工過(guò)程中不同區(qū)域之中的高壓旋噴樁樁長(zhǎng)以及鉆孔深度并不完全相同，故而需要在施工之前在鉆桿上設(shè)置深度標(biāo)記，保障設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)始終大于高壓旋噴樁樁長(zhǎng)。并且在實(shí)際施工開(kāi)始之后，也要定時(shí)對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行檢查，在其長(zhǎng)度有所變化的情況下及時(shí)調(diào)整、更換標(biāo)記。

2.2.3 引孔鉆進(jìn)

無(wú)論是在實(shí)際工程開(kāi)始之前抑或是階段性高壓旋噴作業(yè)過(guò)程中，都需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)施工地面開(kāi)展試噴作業(yè)，在工程相關(guān)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常之后引孔鉆進(jìn)。同時(shí)在實(shí)際施工過(guò)程中，還應(yīng)該及時(shí)對(duì)鉆桿節(jié)數(shù)進(jìn)行記錄與調(diào)整，以保障鉆孔深度能夠滿足于建設(shè)需求。

2.2.4 水泥漿拌制

本項(xiàng)目主要通過(guò)電子秤以及實(shí)時(shí)測(cè)量的方式完成對(duì)水泥以及水的重量控制。在施工開(kāi)始之前打設(shè)水泥漿液拌制平臺(tái)，同時(shí)在平臺(tái)周邊放置一臺(tái)水泥罐，以機(jī)械拌漿的方式完成作業(yè)[7]。拌漿開(kāi)始之前，與相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行研討與交底工作，以嚴(yán)格控制水泥與水的使用量，可以通過(guò)在漿中進(jìn)行標(biāo)記的方式對(duì)材料使用量加以約束。本工程所采用的水泥配料為P·O42.5級(jí)別的普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.8～1.2之間，水泥摻入量控制在25%左右。

2.2.5 旋噴提升

為保障噴嘴暢通，可在低壓輸送水、氣、泥漿的同時(shí)完成下管，抑或是采取臨時(shí)包扎膠布、塑料布等防護(hù)措施。待噴射注漿管深入至標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)深度后，及時(shí)完成漿液輸送管接通工作，采用由下至上的旋噴技術(shù)穩(wěn)定輸送水、氣、泥漿，靜噴1～3 min，同時(shí)有效清理泥漿。注漿作業(yè)至漿液冒出后，依照事前確定的提升、旋轉(zhuǎn)以及擺動(dòng)速度，由下至上地進(jìn)行作業(yè)，轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)保持?jǐn)[動(dòng)、提升，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高速。而后停止水、氣、漿的輸送工作，緩慢提出噴射管。將攪拌鉆頭提升到樁頂上方50 cm左右的高度后關(guān)閉灰漿泵，而后依照設(shè)計(jì)速度與深度完成下沉，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后完成噴漿、重復(fù)提升，直至提升到地面[8]。

完成噴射作業(yè)后，須相關(guān)工作人員及時(shí)沖洗各路鉆孔及其周邊區(qū)域，避免渣滓、工業(yè)廢料等的殘留，以免導(dǎo)致鉆孔堵塞。

2.2.6 鉆機(jī)移位

完成上一處的旋噴作業(yè)后，提升鉆頭出鉆孔，將樁機(jī)精準(zhǔn)移動(dòng)至下一樁位，重復(fù)上文所述施工步驟。

2.3 質(zhì)量控制舉措

首先，在施工正式開(kāi)始之前應(yīng)完成對(duì)機(jī)械設(shè)備、噴射工藝以及施工場(chǎng)地等的檢查，檢查內(nèi)容主要可以集中在如下方面：(1)確保水泥、懸浮劑、速凝劑等原材料的質(zhì)量、數(shù)量等符合施工標(biāo)準(zhǔn)。(2)反復(fù)核實(shí)漿液配比符合施工標(biāo)準(zhǔn)以及施工區(qū)域土質(zhì)。(3)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的檢查，重點(diǎn)對(duì)高壓旋噴設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行核實(shí)，確保鉆頭以及導(dǎo)流器的通暢性。在實(shí)際施工開(kāi)始之后也需要定期、定量開(kāi)展相關(guān)檢查工作，以保障工程建設(shè)的穩(wěn)定性；

其次，應(yīng)對(duì)成樁進(jìn)行質(zhì)量檢查工作。應(yīng)在基本作業(yè)完成后立即對(duì)成樁進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，而后在噴漿結(jié)束一周左右的時(shí)間段對(duì)噴射施工質(zhì)量進(jìn)行二次檢驗(yàn)?？赏ㄟ^(guò)取芯試驗(yàn)完成檢測(cè)，通過(guò)對(duì)在固定結(jié)構(gòu)取得的巖芯進(jìn)行物理力學(xué)檢測(cè)，以獲取精準(zhǔn)的成樁質(zhì)量[8]。

3 施工難點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)解決措施

3.1 鉆孔沉管難點(diǎn)及解決方案

地下障礙物清理效果不佳、鉆桿傾斜、地層中孔隙較大等問(wèn)題都可能引發(fā)鉆孔沉管、鉆孔傾斜抑或是冒漿等情況，對(duì)整體工程的穩(wěn)定性以及質(zhì)量等都會(huì)造成一定影響，故而需要相關(guān)工作人員加以注意，可以依照如下方法進(jìn)行合理解決。

首先，可在放置樁位上開(kāi)展鉆探作業(yè)，以對(duì)地底障礙物、埋設(shè)物等進(jìn)行探測(cè)。發(fā)現(xiàn)障礙物后可根據(jù)其清除難度采取就地清理以及更換鉆樁位置等舉措。

其次，應(yīng)反復(fù)核查鉆桿的垂直度，可設(shè)置專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)懲機(jī)制，以保障施工人員能夠在注漿作業(yè)開(kāi)始之前自覺(jué)檢查。

最后，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水泥漿液配置比例的認(rèn)知，進(jìn)而能夠以絕對(duì)科學(xué)的比例進(jìn)行配置。同時(shí)為有效規(guī)避冒漿，可以采取在漿液中適當(dāng)添加速凝劑的方式，但需要嚴(yán)格控制添加比例[9]。

3.2 凝結(jié)體凹穴及解決方案

由于漿液自身便具有一定的析水特制，加之在水泥漿與施工區(qū)域土層進(jìn)行攪拌后，不同土壤與漿液的融合效果會(huì)進(jìn)一步加劇其收縮效果，因而凝結(jié)體頂部極易出現(xiàn)下陷、凹穴等問(wèn)題。該問(wèn)題的出現(xiàn)，與土質(zhì)漿液的析水性抑或凝結(jié)體自身的長(zhǎng)度、直徑、質(zhì)量等都有一定相關(guān)性。為有效避免這一問(wèn)題的發(fā)生，可以在噴射作業(yè)徹底結(jié)束后，引導(dǎo)施工人員隨機(jī)在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填注漿，待到孔口液面不再下沉后停止作業(yè)?；蛘咴趪娚渥鳂I(yè)中，依照實(shí)際情況適當(dāng)將噴射長(zhǎng)度延長(zhǎng)0.3～1.0 cm，由此便能夠保持凝結(jié)體的平整度。

4 結(jié) 語(yǔ)

高壓旋噴樁技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用對(duì)于防洪堤等基礎(chǔ)建設(shè)而言具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，使用該技術(shù)所能呈現(xiàn)的建設(shè)效果也是建筑施工行業(yè)所追求的發(fā)展方向與目標(biāo)。盡管現(xiàn)階段實(shí)際施工過(guò)程中仍舊存在一定的質(zhì)量、安全等方面的隱患，但是隨著我國(guó)相關(guān)單位重視程度的增加，以及技術(shù)的不斷創(chuàng)新、優(yōu)化，其應(yīng)用效果勢(shì)必會(huì)有所提高。防洪堤是我國(guó)社會(huì)的基礎(chǔ)保障，所與針對(duì)防洪堤建設(shè)、加固、修復(fù)等技術(shù)應(yīng)當(dāng)持續(xù)推進(jìn)，故此謹(jǐn)以本文作拋磚引玉，以期能為相關(guān)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步提供理論參考。