淺談高壓旋噴樁在平定高速公路軟基處理的應用???

徐克偉

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，我國的高速公路養(yǎng)護里程也越來越長。在平定高速公路養(yǎng)護工時，因濕陷性黃土地區(qū)，遇水發(fā)生軟化和流動，導致路基發(fā)生不均勻性的沉降。對安全行車造成嚴重影響。本文對高壓旋噴樁加固原理及適用范圍、高壓旋噴樁在高速公路軟土路基加固中的具體應用（以平定高速公路軟基加固為例）等問題進行分析闡述。

關鍵詞：高壓旋噴樁;公路軟基加固;濕陷性;黃土

1工程概況及地質(zhì)情況

1.1工程概況

G22青蘭高速公路平（涼）至定（西）段，橫穿甘肅、寧夏兩省區(qū)，連接慶陽、平?jīng)觥⒐淘?、定西、白銀5市，是建國以來甘肅省公路建設史上投資規(guī)模最大，繼寶天高速公路之后甘肅省交通建設”東部會戰(zhàn)”戰(zhàn)略中第二個標志性工程。G22線平?jīng)鼍硟?nèi)路段始建于2005年10月，于2009年12月建成通車。G22青蘭高速公路XK1573+776-XK1576+821段由于連年降雨及濕陷性黃土等原因，在該段出現(xiàn)5處路基嚴重沉陷，養(yǎng)護單位年年只對面層經(jīng)行處理，治標不治本，因而本次決定采用水泥高壓旋噴樁經(jīng)行處理[1]。

1.2水文地址情況

本路段主要位于六盤山東麓的黃土高原區(qū)隴東黃土高原亞區(qū)，不僅是我國黃土高原地貌特征表現(xiàn)最為典型的部分，還是黃土平均厚度最大地區(qū)。地層主要為第四系新黃土。地表為新黃土，下部為老黃土，底部為砂巖夾層頁巖泥灰?guī)r泥鈣質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)軟弱;路基填料多為黃土，部分路段濕陷性黃土發(fā)生沉陷。

2高壓旋噴樁的加固原理及適用范圍

2.1施工原理

針對高壓旋噴樁的施工機理，可以做出如下闡釋：在鉆機設備的驅(qū)動下，使帶噴嘴的注漿管鉆到土內(nèi)，在預測其抵達適宜深度后，利用高壓旋轉(zhuǎn)形式，把水泥漿360°旋轉(zhuǎn)噴入土層與土體混合，通過鉆桿旋轉(zhuǎn)使高壓水泥漿對土層不斷進行切割攪拌形成混合漿體，最終形成具有高強度的整體結(jié)構，促使路基整體承載力有所提高。因其加固效果較好、且具有獨特的工程性能，近年被應用到許多公路軟基加固處理當中[2]。

2.2適用范圍

高壓旋噴樁的適用范圍較廣，在淤泥質(zhì)土、淤泥、軟塑、流塑、砂土、粉土、碎石土、素填土等土層中具有較好的應用效果，能夠大大提升軟土地基的承載能力，減小路基路面的沉降變形，提升公路的整體強度。該方法還具有設備簡單、固結(jié)體形狀可控、施工簡單、管理方便、料源充足、耐久性較好、可穿孔施工等特點，被廣泛應用于公路軟基加固處理施工當中。

3高壓旋噴樁在軟土路基加固中的具體應用

3.1高壓旋噴樁加固路基的具體施工工藝

3.1.1施工前準備

首先，施工前根據(jù)設計方案及實地條件選配高壓旋噴樁鉆機及配套設備;其次，落實施工隊伍，組建質(zhì)量、安全管理小組，對施工技術人員及工人進行施工技術交底和安全教育培訓;第三，對施工場地進行平整、清理場地雜物，做好排水及臨時用電工作，為鉆機就位以及材料機械堆放做好準備;第四，對設備進行調(diào)試，確保鉆機轉(zhuǎn)速正常、空氣壓力及計量設施正常運轉(zhuǎn);第五，技術人員根據(jù)工料機及實際條件制定具體施工計劃;第六，施工人員根據(jù)施工方案采用測量儀器進行樁位放樣，并用竹簽做好標記;第七，準備好泥漿罐，做好廢漿收集工作，避免環(huán)境污染[3]。

3.1.2設計及施工參數(shù)

在平定高速公路軟基處理中運用高壓旋噴樁時，施工人員除了要根據(jù)圖紙設計展開施工以外，還應當結(jié)合試驗段試樁的總結(jié)、單樁承載力的要求等綜合因素，明確以下兩點內(nèi)容：首先，設計參數(shù)。包含：樁長：8m-15m不等;高壓旋噴樁輻射半徑：0.60m;布置形式：間距1.5m，梅花型布置;水灰比：1∶1;其次，施工工藝參數(shù)。選用內(nèi)徑為φ2.5mm的噴嘴;將注漿壓力維持在25-30MPa區(qū)間內(nèi);鉆桿旋轉(zhuǎn)速度≤22r/min;上提速度≤250mm/min;水泥物料投用量≥210kg/m。

3.2 高壓旋噴樁的質(zhì)量控制

3.2.1工藝的技術要求及質(zhì)量控制

（1）測量放線。眾所周知，定位軸線主要運用全站儀實現(xiàn)放樣，然后在此基礎上，進行計算每根樁的偏角和距離坐標，同時還要用尺測放，以此來保證樁位偏差不會超出5cm。

（2）鉆機位置。鉆機除了需要平穩(wěn)的安放在設計孔位以外，還應當保證鉆機的垂直型，促使水平尺和機架上的垂線，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向控制，并保證其傾斜率不會大于1%。

（3）漿液配置。配制漿液與鉆孔同時進行。其中XK1574+

580～XK1574+610段、XK1574+680～XK1574+710段、XK1575+

000～XK1575+032段|、XK1575+800段和XK1576+040～XK1576+

110段，漿液配比為水灰比=1∶1（重量比）。當高壓旋噴樁在平定高速公路軟基處理中進行應用時，除了要注意測量放線、鉆機位置以外，還應當對漿液配置加大重視，最好能在漿液配比選定之后，先把水加入到桶內(nèi)，然后在注水的桶內(nèi)填入水泥，通過攪拌機進行攪拌，其時間設定為20min，攪拌工作完成之后，工作人員需要立即打開攪拌桶底部的閥門，進行放入第一道孔徑為2mm的過濾篩，確保過濾后的東西能夠流入到漿池內(nèi)，基于此，在使用泥漿泵抽進孔徑為1mm的第二道過濾篩，實現(xiàn)第二道過濾后，流入泥漿桶備用。除此之外，還要依照各個機組攪拌桶容量，科學設定漿液水和水泥在各個漿桶內(nèi)的投用量，然后通過3min的攪拌，確保其質(zhì)量。

3.2.2鉆孔

鉆孔實踐中，規(guī)定所有施工人員嚴格遵照“先兩側(cè)、后中間”的施工步驟規(guī)則，以相隔跳躍形式落實成樁任務，維持兩側(cè)強度指標的均衡性，規(guī)避移位、竄孔等不良情況。為確保泥砂不會堵住噴嘴，還應當把水壓控制在1MPa內(nèi)。

3.2.3廢漿處理

針對廢漿處理工作而言，應當把廢漿逐漸引入到廢漿池內(nèi)，新引入的廢漿不能立即展開處理工作，而是需要通過2-3天的存放，等待廢漿凝固之后，在統(tǒng)一使用專車進行運走，從而確保廢漿不會對其質(zhì)量和施工現(xiàn)場造成影響。

3.3遇到特殊情況的處理方式

3.3.1孔口處出現(xiàn)冒漿量少

若施工階段察覺到形成孔口位置漿液溢出量過少、間斷性冒漿或無漿液冒出等情況冒漿，成因主要有以下兩個方面：一是因為土質(zhì)不硬偏軟，針對這種情況，可以組織人力再行復噴混凝土處理;另一種原因是地層內(nèi)存留空隙，可以將適量速凝劑混入漿液內(nèi)，這是減縮其固凝時間、降低用水量的有效方法之一。

3.3.2孔口處出現(xiàn)冒漿量多

一般情況下，只要冒漿量小于注漿量的20%，都被視為正?，F(xiàn)象，但是一旦出現(xiàn)超出20%注漿量的現(xiàn)象，就需要工作人員做好以下幾點工作：工作人員可以適當針對旋轉(zhuǎn)速度進行提高，通過提升速度、加大噴射壓力的方式，在適當縮小噴嘴直徑。此外，在日常工作中還會遇到冒漿大量出現(xiàn)但壓力下降的現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的核心因素，可能是因為注漿管遭受擊穿或者存在空洞，促使噴射能力出現(xiàn)下降趨勢。這時，工作人員應當立即拔出注漿管，對此進行全面檢查，及時找出問題的問題予以解決。

3.3.3壓力上不去

產(chǎn)生壓力上不去的原因，包含以下幾點：安全閥壓力過低、泵閥損壞、活塞損壞等，需要相關人員對其展開全面檢查，并通過逐項檢查的方式，及時找出問題所在。

3.3.4壓力驟然上升

出現(xiàn)壓力驟然上升現(xiàn)象，其原因主要有三點，這時需要工作人員及時展開檢查、修復工作：泵體或漿管路出現(xiàn)堵塞;噴嘴出現(xiàn)堵塞;漿液沉淀或其他雜物堵塞等，都會針對管路通暢造成影響。

4效果檢驗分析

基于高壓旋噴樁在軟土路基加固中的具體應用，從單樁承載力監(jiān)測和觸探及鉆孔抽芯檢驗兩個方面，針對效果檢驗，展開較為深入的分析。

4.1單樁承載力檢測

根據(jù)經(jīng)靜載和抽芯檢測的相關結(jié)果可看出，在效果檢驗期間測量4根樁的單樁豎向極限承載力值，都會在620kN以內(nèi)，其檢驗效果是符合設計相關要求的。

4.2觸探及鉆孔抽芯檢驗

根據(jù)相關結(jié)果表明，4根高壓旋噴樁的芯樣都呈現(xiàn)柱狀，其直徑約為0.8m，并且整體噴灰量以均勻為主，屬于正常范圍內(nèi)。此外，在對試件展開無側(cè)抗壓強度試驗的時候，應當確保其抗壓強度在4.85MPa左右，以此來保證其能達到設計方案中提出的要求。

5公路地基加固中運用高壓旋噴樁應當注意的問題

在高壓旋噴樁施工當中，要確保施工的質(zhì)量，除了要嚴格按照相關的施工工藝流程操作外，還應注意其他對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素，具體有以下幾點：第一，施工前量測鉆桿，及時對施工孔深進行定期檢查，確保孔深能夠滿足施工設計要求;第二，水泥漿液的配比應嚴格按照試驗結(jié)果配置，攪拌后的水泥漿液超過兩小時后便不可繼續(xù)使用，出現(xiàn)離析現(xiàn)象不能使用;第三，噴射時應先確定噴射量和噴射壓力，待噴射達到相關的噴射參數(shù)時再將注漿管逐步提升;第四，旋噴過程的冒漿量應控制在注漿量的10%到20%之間，不冒漿或是超出此范圍應及時采取措施調(diào)整;第五，旋噴過程應嚴格控制高壓水泵、送漿泵的壓力和提升速度，倘若旋噴過程中遇到較大的孤石，應根據(jù)實際受力情況，適當調(diào)整樁位或加樁，減少斷樁和畸形樁的出現(xiàn);第六，高壓旋噴樁施工結(jié)束后的一月內(nèi)需進行保護，不允許在加固區(qū)作業(yè)。

6結(jié)語

綜上所述，由于高壓旋噴樁能被適用于淤泥質(zhì)土、淤泥、軟塑、流塑等土層中，因其自身具備的優(yōu)勢，所以是能夠在軟土基處理中得到廣泛應用的，而且在平定高速公路軟基處理中合理運用高壓旋噴樁，還能起到提高整體穩(wěn)定性、承載力，以及提高軟土地基處理效果等作用?；诖?，這就需要施工單位和相關人員，能夠結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，選擇科學合理的施工方案，進而在滿足施工質(zhì)量的基礎上，滿足工程要求。

參考文獻

[1] 李昆紅.試論高壓旋噴樁施工技術[J].中國招標，2008（47）：47-50.

[2] 何文華.小議高壓旋噴樁的施工工藝及控制措施[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2009（1）：102.

[3] 魏輝.高壓旋噴樁在鄭州地鐵深基坑基地加固中的應用[J].價值工程，2012（19）：138-139.