單管旋噴注漿加固地基施工法

陳輝龍河南省公路工程局集團有限公司，河南鄭州 450009

單管旋噴注漿加固地基施工法

陳輝龍
河南省公路工程局集團有限公司，河南鄭州 450009

本文根據(jù)某工程案例，對單管旋噴注漿加固地基施工方法進行了詳細的闡述。

單管旋噴；注漿加固；地基施工

1 工程簡介

連霍高速公路東西貫穿河南省，是國家高速公路網(wǎng)主骨架的重要組成部分。蘭考至劉江段是連霍高速河南境內的重要組成部分，也是河南省東西向最為繁忙的運輸通道。該路段于1994年建成通車，隨著交通量的大量增長，改擴建工程勢在必行，改擴建工程基本在原路基礎上進行加寬改建，路線走向與老路走向相同。該項目全線采用八車道高速公路標準，設計行車速度120km/h，路基寬度42m。由于涉及新老路基需要縱向搭接，老路基經(jīng)過僅20余年的沉降，路基已經(jīng)基本趨于穩(wěn)定，但是新加寬路基新建，必然存在一個沉降的過程和沉降量，如何將新老路基沉降量降至最小，是改擴建高速公路質量控制的關鍵，此設計單位提出采用目前地基處理較為成熟的單管旋噴注漿技術，并根據(jù)工程建設實際情況，將此技術運用在高填方過渡段以及涵洞基底、臺背基底、新老路基結合部分地基加固中，本人有幸參與本項目這次地基加固降低沉降的單管旋噴注漿技術處理施工，并成功地實踐了這一工法。

2 工法特點

旋噴樁施工設備不復雜。單管旋噴施工設備結構緊湊，體積小，機動性強，能在低矮、狹窄的場地施工作業(yè)。

施工技術和工藝具體明確，施工質量可靠；主要材料水泥料源豐富，運輸方便，成本低廉。

旋噴固結體具有較高的強度和剛度，在加固地基改善地基結構方面有其獨特之處，目前在建筑應用領域非常廣闊。

噪音低，污染小，對周圍環(huán)境的干擾微弱。

3 適用范圍

1 ）地質條件：本工法適用于粒徑為0.1mm～5mm、標準貫入度小于20、樁體直徑在0.4m～0.8m之間的砂類土地基。

2 ）工程條件

（1）增大地基強度、提高地基承載力；增大地基剛度、減小地基變形和沉降量；

（2）易發(fā)生振動液化的不良地基；

（3）含水量較大，可能發(fā)生翻漿冒泥和凍漲的路基基底。

4 工藝原理

旋噴樁是利用鉆機鉆孔至預定深度，通過高壓泵產(chǎn)生的高壓作用于漿液，漿液形成的高壓噴射流從特殊的噴嘴中旋轉噴出，與周圍土體強制性拌合，并在旋轉的同時按一定速度提升鉆桿而形成的螺旋狀圓柱樁體。它是通過高速高壓射流切割土體，與土體顆粒相互作用，經(jīng)過壓縮、滲透、固結等一系列過程而形成的一個高度密實的高強柱狀結構。

根據(jù)地質及旋噴樁樁徑大小可選用單管注漿、二重管注漿及三重管注漿等旋噴手段。本工法工藝參數(shù)是以單管注漿為例而介紹的。

5 施工工藝與操作要點

5.1 施工準備

1 ）正式開工前，應合理布置施工現(xiàn)場，編制可行性施工組織設計并上報監(jiān)理工程師批復；現(xiàn)場保證“三通一平”，并對現(xiàn)場工班及技術人員進行技術和安全作業(yè)交底；開挖漿液流槽；進行機械試運轉等前期準備工作；

2 ）施工前，旋噴樁施工區(qū)域進行整平壓實。施工區(qū)域內挖除0.3m～0.5m厚種植土，用碎石土回填壓實達設計標高+0.15m，且壓實后的地基系數(shù)K30不小于70MPa/m2，壓實系數(shù)K不小于0.86。

5.2 樁孔定位

準確測定線路中心線及施工區(qū)域，之后用鋼尺布設其余各樁點，每一施工樁位以直徑為10mm左右的竹竿或其它桿狀物標明樁點位置。樁位的誤差≤50mm。

5.3 旋噴樁機就位

旋噴機就位時，鉆頭中心與樁位標志中心位置偏差在50mm以內，并通過精確量測，確保導向架（或鉆桿）的傾斜度≤1.5%。

5.4 成孔

根據(jù)兩階段施工施工圖樁頂設計標高，將噴嘴置入預定深度后，投入阻水球閥，即可進行噴射施工作業(yè)。成孔過程中，嚴格遵守以下操作要點操作：

1 ）根據(jù)設計單位提供地層地質情況，并結合現(xiàn)場施工實際，靈活掌握并控制鉆頭的置入速度；

2 ）準確量測，根據(jù)設計單位提供施工圖紙，嚴格控制樁底高程，確保旋噴固結體的有效長度符合設計及規(guī)范要求。

5.5 高壓旋噴

成孔結束后，按選定的噴射工藝參數(shù)由下而上進行噴射作業(yè)。為保證噴射作業(yè)質量，各機組應遵守如下操作：

1 ）噴射作業(yè)前，保證高壓泵性能正常和管路暢通；

2 ）嚴格執(zhí)行水灰比和水泥用量的規(guī)定；

3 ）水泥漿拌制在噴射作業(yè)前1小時內進行；

4 ）鉆桿提升前，確保旋噴壓力達到選定的參數(shù)要求（20MPa）；

5 ）樁底部噴射提升速度≤20cm/min；為更好地保證效果，在距樁底1/3樁長范圍內進行復噴；

6 ）拆卸鉆桿時，預先停止旋噴、提升和注漿，并確保分段提升時的搭接長度不小于100mm；

7 ）隨時觀察噴射過程的冒漿情況。當冒漿量小于注漿量的20%時為正常，否則，必須停止噴射作業(yè)，查明原因并采取措施，確保施工質量始終處于受控狀態(tài)。

5.6 樁頂回灌

旋噴樁樁頂在水泥漿的凝固過程中，因析水收縮而形成中心凹陷一般10cm～20cm左右。為確保樁長及施工質量，各樁成樁后，均應在相鄰樁的噴射中用冒漿進行補灌。

注漿液配制工藝：

1 ）注漿材料及配合比：采用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；水灰比1：1；

2 ）漿液配制：根據(jù)配合比，首先將水泥加入攪拌池，再將水泥倒入，然后開動攪拌機攪拌15min左右，再將漿液過濾后，即可注漿使用。

5.7 注意事項

1 ）每個工點施工前，均應進行試樁，至少兩根，以掌握該工點地層地質變化規(guī)律，獲取施工參數(shù)，正確指導施工；

2 ）為保證施工質量符合設計要求，在整個作業(yè)過程中，應注意如下事項：

（1）每個工點施工前，根據(jù)設計單位提供資料，繪制準確的樁點平面布置圖，隨施工進度及時進行標識，杜絕發(fā)生漏樁、漏噴現(xiàn)象；

（2）現(xiàn)場準確、完整、及時地填寫施工記錄，實現(xiàn)施工過程的可追溯性；

（3）水泥使用前，需仔細檢查水泥出廠合格證書，同時工地試驗室還應需對水泥進行取樣作質量鑒定，使之具備出廠時的良好性能，不過期，不受潮結塊；攪拌水泥漿所用的水應符合《混凝土拌合用水標準》。

6 施工設備

每個工點主要配備如下施工設備：

序號 機具名稱 數(shù)量 規(guī)格及型號1旋噴機 1臺 液壓30型2高壓泵 1臺 羅馬400型3攪拌機 1臺 3m3 4儲漿箱 1只 2.5 m3 5鉆桿 20m 直徑42mm 6鉆頭 5只 直徑60mm 7高壓管 50m 直徑25mm

7 勞動組織及安全措施

7.1 勞動組織

施工時，每工點最經(jīng)濟人員配備為五人，其中機械操作人員2名，普工2名，技術人員1名。設備操作人員應能夠熟練操用機械，明確工藝參數(shù)及控制手段；普工負責拆卸鉆桿、沖洗機具管道、倒運水泥等輔助性工作；技術人員主要負責施工過程中工藝參數(shù)等技術的監(jiān)控及施工記錄填制以及處理施工中突發(fā)事件。

7.2 安全措施

作業(yè)過程中，當旋噴作業(yè)至地面時，應及時停止噴射，避免噴射流傷及人員。

成孔過程中必須邊射水邊鉆進。

機組人員嚴格按相應操作規(guī)程進行作業(yè)。

施工結束后，為避免堵塞和損壞設備，對機具和孔口及時進行清洗，以保持機具的良好性能。

8 質量要求

對旋噴樁固結體的質量檢驗主要有：固結體的整體性和均勻性；固結體的有效直徑；固結體的強度等項。

根據(jù)中華人民共和國交通部發(fā)布《公路路基施工技術規(guī)范》（JTJ033-95）、中華人民共和國交通部發(fā)布《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）、以及建設部發(fā)布《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2002）規(guī)定并結合設計單位和投資方方要求，旋噴樁質量完整性檢驗方法有開挖、鉆孔取芯、靜載試驗等；檢驗點的數(shù)量滿足：每工點不低于施工注漿孔數(shù)的2%且不少于2根；檢驗時間應在噴射注漿結束1周后進行。

質量標準：固結體連續(xù)均勻，樁體直徑不小于設計；鉆孔取芯試驗，其無側限抗壓強度不小于1.2MPa；靜載試驗時，其復合地基承載力不小于150kPa。

9 工程實例

2011年4月～5月，連霍高速公路改擴建蘭劉段第16合同段K542+000-K544+370在高填方路段以及沿線兩座中橋橋、涵洞通道臺背與路基過渡段基底內成功地實踐了本工法。旋噴樁樁長8.0m，樁徑0.5m，樁間距1.3m，正方形布局；在施工將近100個工點、近4km長的地基基底中完成旋噴樁25 000根，計20萬延米。

施工中采用42.5號普通硅酸鹽水泥，水灰比1：1，主要注漿參數(shù)為：

噴射壓力20MPa，旋轉速度20rpm～25rpm，提升速度0.25m/min。噴嘴直徑2.9mm。

根據(jù)檢驗標準，各項技術指標符合要求，檢測各項指標一次通過驗收。

通過我們的沉降監(jiān)控顯示，通過處理的地基基底在完成填土或結構物施工后半年，沉降觀測資料顯示：松軟無加固地基（填高8m）沉降為1.5cm左右，而結構物過渡段旋噴樁地基沉降為0cm～0.5cm，地基變形遠遠低于無加固地基沉降量，實現(xiàn)了設計意圖。

[1]鐘志鈞.高壓旋噴樁的單管分噴施工法[J].西部探礦工程，1994(4).

[2]劉秋文.高壓旋噴注漿法在特殊地基處理中的應用[J].水運工程，1999(5).

TU472

A

1674-6708（2012）59-0062-02

陳輝龍，研究方向：土木工程