高壓旋噴樁在東莞市政項目施工中軟土地基的應用

賈林林

摘 要：為了消除軟土地基對市政項目施工帶來的隱患，進一步提升市政項目施工中質量和安全，對高壓旋噴樁在東莞市政項目施工處理軟土地基進行了分析和探討，為類似提供參考和經(jīng)驗。

關鍵詞：高壓旋噴樁;施工;軟土地基

0 引言

廣東省東莞市臨珠江水系，因歷史、社會變化，陸地版圖擴大。據(jù)有關資料顯示，該市軟土地基占比大，對市政項目如管網(wǎng)工程、隧道、深基坑等順利實施影響較大，一方面，軟土地基比較疏松，穩(wěn)定性極差，易造成坍塌;另一方面，軟土地基結構不夠均勻，承載力受限，易造成毀壞和凹陷[1，2]。

因此，對軟土地基進行處理至關重要，一方面，保障市政項目推進的整體質量和安全;另一方面，有利于工程降本增效?？傮w而言，對軟土地基處理方法主要有PHC管樁、深層攪拌樁、砂石換填、袖閥管注漿和高壓旋噴樁等[3-6]，而高壓旋噴樁因其具有經(jīng)濟適用、簡單靈活的設計方法和施工中基本不產(chǎn)生環(huán)境污染等優(yōu)點，在市政項目中越來越受到重視。

本文結合東莞市市政項目特點，探討了高壓旋噴樁的原理、應用及控制要點，為類似項目提供參考和經(jīng)驗。

1 高壓旋噴樁

高壓旋噴樁是高壓噴射注漿法對軟土地基加固處理的一種方法，其根本原理是利用工程鉆機等設備成孔，將安裝在注漿管底部側面的特殊噴嘴置入土層預計深度后，通過360°旋轉并緩慢提升注漿管，用20 MPa 左右的壓力將預先制備好的以水泥、水及速凝劑摻合料等材料為主固化劑的漿液，從噴嘴中噴射沖擊土體，把土和漿液強制拌合，經(jīng)一定時間的凝固，便在土中形成圓柱狀的固結體，這種新的半剛性水泥土樁能提高地基強度和地基承載力。

該技術在土層性質為黃土、淤泥、粘性土等道路的地基加固施工和建筑物臨時/永久地基處理中應用效果較好[7，8]。黃志成[9]證明在黏土軟基實際工程中高壓旋噴樁應用效果良好，處理后地基持力層承載力特征值達到180 kPa，符合設計要求。孫志崇[10]也表明高壓旋噴樁加固深厚素填土地基處理是可靠有效的，處理后的復合地基承載力達到了設計要求，并節(jié)約了工程造價。

2 應用實例

2.1 研究區(qū)域

東莞市地質變化多樣，其中萬江街道隸屬水鄉(xiāng)片區(qū)，該片區(qū)多為后期人工造地，片區(qū)內水系發(fā)達，河涌縱橫交錯。其中東莞市水生態(tài)五期工程萬江街道18-20年批次截污管網(wǎng)康富路設計路由位于兩條河涌交叉處，設計管線剖面圖見圖1，地質環(huán)境差，多為淤泥質土及粉細砂，具有含水量高、孔隙率大、壓縮性高、固結度差、抗震性能低、靈敏度高、觸變性強等特點，受擾動后，其強度恢復時間較長，在地震作業(yè)下，可能出現(xiàn)震陷，工程性質不良。

在設計管道位置均為淤泥質土，標貫擊僅為2擊，地質特性極其不良。為防止不良地質造成的病害，對該位置進行了高壓旋噴樁處理，并在樁頂設置砂石褥墊層，保證管道的正常使用。

2.2 施工參數(shù)的擬定

根據(jù)本工程地形條件及以往的施工經(jīng)驗，施工工藝參數(shù)擬采用如下：

2.3 試樁工藝及控制要點

設備、材料、人員進場就位后進行施工。

施工中的控制要點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）放樣布孔：根據(jù)批準后的布孔方式進行放樣布孔，其中心允許誤差不得大于50 mm。

（2）鉆孔：放樣布孔后，鉆機就位將鉆機立軸與孔位中心對正，保證成孔偏斜率不大于1.5%。鉆孔采用SGZ—ⅢA型地質鉆機，泥漿護壁鉆進的方法進行施工。

（3）制漿。高壓噴射注漿所用水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽袋裝水泥，水泥應保持新鮮，受潮結塊的不再使用。因環(huán)境氣溫較高，漿液邊用邊制，因特殊原因漿液存放時間超過有效時間的，應降低標號使用或按廢漿處理。高壓噴射注漿所用的水泥漿比重不小于1.2。

（4）試噴：試驗樁正式噴射前，先進行試噴，檢驗機械、管路及各連接部件的性能、密封情況，避免噴射注漿施工中出現(xiàn)中斷。

（5）高壓噴射注漿：高壓噴射注漿施工時利用高噴臺車將管下至設計深度，接通氣、漿管路，按照試驗要求拌制水泥漿液，準備就緒后，按試驗要求參數(shù)進行噴射注漿，直至水泥漿液從孔口返出后，并達到設計比重時，再按擬定的20 cm/min提升速度提升噴射管，直至噴到設計高程。高噴灌漿過程中，利用返漿對先期完成的各孔進行回灌。

（6）記錄：施工中鉆孔、高噴灌漿的各道工序應詳細、及時、準確記錄。

（7）試驗總結：試驗樁完成后，及時對試樁工藝進行總結，并對施工中可能出現(xiàn)的意外情況制定應急措施。

2.4 施工質量控制及特殊情況處理

（1）高壓噴射注漿自下而上進行施工，注漿過程應達到：①高壓注漿設備的額定壓力和注漿能滿足試驗的基本要求，并確保管路系統(tǒng)的暢通和密封。②風、漿均能連續(xù)輸送，高壓噴射作業(yè)時不得停噴或中斷。

（2）二重管機具試運轉時的空壓機風壓應保持0.7 MPa。

（3）水泥漿液應攪拌均勻，并進行嚴格的過濾，防止噴嘴在噴射作業(yè)時堵塞。

（4）隨時監(jiān)測水泥漿液的比重，當施工中漿液比重超出范圍時，應立即停止噴漿，并調整至正常范圍后，方可繼續(xù)噴射。

（5）因故停噴后重新恢復施工前，應將噴頭下放20 cm

～30 cm，采取重疊搭接噴射處理后，方可繼續(xù)向上提升及噴射注漿，并應記錄中斷的深度和時間。停機超過3 h時，應對泵體及輸漿管路進行沖洗后，方可繼續(xù)施工。

（6）施工過程中，由專人記錄各施工工藝參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應盡快查明原因，排除故障后繼續(xù)施工。

（7）噴射作業(yè)完畢后，應設專人及時進行孔口補漿，即連續(xù)將冒漿或新鮮漿液回灌至孔內，直至漿液面穩(wěn)定為止。

（8）當鉆進過程中遇有粒徑較大的塊石部位，墻體不能良好搭接時，應補孔進行灌漿處理。

（9）施工中，當冒漿量超過注漿量的20%或完全不冒漿時，應采取下列措施進行處理：①如地層中有較大空隙造成不冒漿時，可在此部位增大注漿量，填滿空隙孔口回漿后再繼續(xù)灌漿。②對于漏漿孔段不冒漿時，可采取停止提升，加濃水泥漿液，漿液中摻速凝劑等方法進行處理，處理后再繼續(xù)灌漿。③當冒漿過大時，可通過提高噴射壓力或適當縮小噴嘴孔徑，或加快提升速度，減少冒漿，但應征得監(jiān)理同意。

2.5 效果分析

采用高壓旋噴樁對軟土地基進行加固完成后，對加固后的地基養(yǎng)護28 d，經(jīng)檢測，單樁最大豎向抗壓承載力為240 kN， 復合地基（單樁）最大荷載為288 kN，同時各項檢測結果表明，高壓旋噴樁復合地基承載力滿足設計要求，達到了軟土地基加固處理的目的。

3 結語

東莞市地質變化多樣，多為淤泥質土及粉細砂，高壓旋噴樁是目前效果比較好的地基處理方法之一，采用高壓旋噴樁加固處理后，單樁豎向抗壓承載力、復合地基承載力均大于設計值，滿足設計要求，為類似提供參考和經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]何正恒.水利施工中軟土地基處理技術的分析[J].綠色環(huán)保建材，2020（2）：242.

[2]張道杰，葛瑩.公路施工中軟土地基處理技術分析及應用[J].工程技術研究，2020，5（1）：75-76.

[3]沈勤，崔旭旺.PHC管樁靜壓法施工技術及問題處理[J]. 施工技術，2015，44（13）：26-29.