□薛 哲（河南省水利第二工程局）

隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，各類大型基礎(chǔ)建設(shè)工程突飛猛進(jìn)，由于地質(zhì)成因和地層構(gòu)造復(fù)雜，地基沉降給工程建設(shè)增加了難度。但隨著我國軟基施工技術(shù)的提高和發(fā)展，深層攪拌樁、塑排插板樁、CFG樁、碎石樁等軟土地基處理在交通、水利及大型建筑物中應(yīng)用的越來越廣泛，但由于以上處理方案各有局限性，無法進(jìn)行軟基處理或無法保證施工安全，本文介紹一種不受凈高限制的軟基處理方法，即高壓旋噴樁施工技術(shù)。

1.高壓旋噴樁加固機(jī)理

高壓旋噴樁主要是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層預(yù)定深度后，用高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置，把漿液以20～40M Pa壓力通過安裝在鉆桿桿端的特殊噴嘴，向周圍土體噴射漿液，同時鉆桿以一定速度逐步向上提升，注入劑形成高壓噴出后具有很大的動能，產(chǎn)生高速高壓的噴射流，借助高壓噴射流使一定范圍的土體結(jié)構(gòu)遭到切削破壞，并使土體與噴射漿液混合、膠結(jié)、硬化，從而在地基中形成具有較高強(qiáng)度的水泥土樁，達(dá)到改良土質(zhì)、增加地基強(qiáng)度、減少土體壓縮變形的目的。

2.高壓旋噴樁應(yīng)用領(lǐng)域

施工方法分單管法、雙管法、三重管法，目前國內(nèi)多采用單管法施工。

高壓旋噴樁主要適用于軟弱土層，如第四世紀(jì)的沖（洪）積層、殘積層及人工填土等，在砂類土、粘性土、黃土、淤泥中均能進(jìn)行噴射加固，效果較好。主要用途是加固與防滲，在建筑領(lǐng)域中，因其獨(dú)特的施工方法，矮小的機(jī)架高度，可以解決其它工法無法解決的難題，市場前景非常樂觀。

3.高壓旋噴樁的施工工藝與技術(shù)參數(shù)

采用單層管進(jìn)行噴射作業(yè)，施工前須對場地進(jìn)行清表處理，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定深度的換填。

3.1 施工程序

布孔→鉆機(jī)就位→鉆孔→插管→噴射作業(yè)→拔管→清洗機(jī)具→移開機(jī)具。

3.1.1 布孔：按設(shè)計要求準(zhǔn)確的進(jìn)行高壓旋噴樁樁位布設(shè)，采用梅花型布樁，用筷子或竹簽精確定位，用石灰點(diǎn)點(diǎn)明確。

3.1.2 鉆機(jī)就位：鉆機(jī)進(jìn)場安置在布設(shè)的樁位上，鉆桿端必須對準(zhǔn)樁位中心，施工時旋噴管垂直度偏差≯1.5%。

3.1.3 鉆孔：采用70型或76型旋轉(zhuǎn)震動鉆機(jī)，開鉆時以3M Pa的低壓射水鉆進(jìn)至設(shè)計深度，鉆孔深度與設(shè)計深度偏差≤5cm。

3.1.4 插管：鉆孔完成后插入噴射注漿管，在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊設(shè)水、邊插管，水壓力一般不超過1M Pa，壓力過高容易將孔壁射塌。

3.1.5 噴射作業(yè)：該項(xiàng)操作是高壓旋噴樁施工中最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，帶有噴頭裝置的旋噴轉(zhuǎn)桿鉆至預(yù)定深度后，啟動高壓泵，待泵量壓正常并達(dá)到設(shè)計要求后，自孔底由下而上進(jìn)行噴射施工作業(yè)，旋噴鉆桿邊噴邊提升，直至設(shè)計標(biāo)高為止。現(xiàn)場技術(shù)員必須時刻注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)，并做好記錄繪制作業(yè)過程曲線。

3.1.6 拔管：旋噴作業(yè)完成后拔出注漿管，并做好樁頂標(biāo)記。

3.1.7 清洗機(jī)具：注漿施工完成后，清洗注漿泵、噴嘴、送漿泵、漿液攪拌機(jī)以免堵塞。

3.1.8 移動機(jī)具：將旋噴機(jī)具設(shè)備移至下一個孔位，進(jìn)行同樣的循環(huán)操作。

3.2 高壓噴射注漿技術(shù)參數(shù)

3.2.1 高壓旋噴樁直徑：要求旋噴加固土體有效直徑≥50cm。

3.2.2 噴射注漿壓力：一般情況采用加大泵壓力來增加其流量和流速，進(jìn)而增加噴射力，宜控制在＞20M Pa。

3.2.3 旋噴提升速度：旋轉(zhuǎn)、提升的速度依噴流半徑而定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)旋噴提升速度控制在20～25cm/m i n，旋轉(zhuǎn)速度控制在20～25r/m i n。

3.2.4 水泥土樁固結(jié)體28d單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)值≥2M Pa。

3.2.5 水泥土固結(jié)體28d單樁承載力要求≥250kN。

3.3 高壓噴射將液

因處理段地下土層含水量不同，為了滿足施工早期承重的要求，高壓旋噴樁噴射漿液采用速凝早強(qiáng)型水泥漿液，水泥品種宜采用礦渣水泥，一般摻適量的早強(qiáng)劑。

水泥漿技術(shù)參數(shù)建議：水泥漿液水灰比1：1，設(shè)計用灰量150～200kg/m，可摻水泥用量30%的粉煤灰以降低水泥用量，即水泥用量115～140kg/m，粉煤灰用量450～60kg/m，所摻粉煤灰必須采用細(xì)磨粉煤灰。

4.施工機(jī)具要求

旋噴施工機(jī)具要求如下表：

設(shè)備名稱 性能要求高壓注漿泵 泵量1 2 0～2 3 0 L/m i n，泵壓2 0～3 0 M P a高壓水泵 泵量1 2 0～2 5 0 L/m i n，泵壓2 0～4 0 M P a泥漿泵 泵量1 0 0～1 5 0 L/m i n，泵壓2～1 0 M P a漿液攪拌機(jī) 容量1.0～2.0 m 3

5.施工注意事項(xiàng)

5.1 樁位布設(shè)偏差應(yīng)＜5cm，鉆機(jī)或旋噴機(jī)就位時機(jī)座要平穩(wěn)，立軸要與孔位對正傾角偏差＜1.5%。

5.2 鉆孔至設(shè)計深度后，須經(jīng)現(xiàn)場檢測確認(rèn)滿足設(shè)計深度要求后方能進(jìn)行注漿，噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，設(shè)備的壓力和排量必須滿足設(shè)計要求，管路系統(tǒng)的密封圈必須良好，各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物。

5.3 水泥嚴(yán)格按照設(shè)計要求的配合比配置，嚴(yán)禁使用受潮和過期水泥，摻粉煤灰后的水泥漿使用前必須過篩，以防堵塞噴嘴，在注漿過程中防止水泥漿離析沉淀，攪拌時間超過5h的水泥漿液不可以使用。

5.4 為了滿足設(shè)計樁徑及強(qiáng)度要求，必須嚴(yán)格保證注漿壓力及注漿量，對于深層硬土，為了避免固結(jié)體尺寸減小，可以采取提高注漿壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)，提升速度等措施。

5.5 噴射注漿過程中應(yīng)避免斷漿現(xiàn)象，輸漿管不能發(fā)生堵塞。

5.6 在噴射注漿成樁過程中須拆卸注漿管時，應(yīng)先停止提升和回轉(zhuǎn)，同時停止注漿，然后逐漸減少風(fēng)量和水量，最后停機(jī)；待拆卸完畢繼續(xù)噴漿時，須重新啟動高壓泵，待泵量泵壓正常并達(dá)到設(shè)計要求后，才能開始注漿，開始噴射注漿的孔段必須與前段搭接10cm，以防止固結(jié)體脫節(jié)出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

5.7 在噴射注漿過程中，應(yīng)觀察返漿情況，以及時了解土層情況、噴射注漿效果和噴射參數(shù)是否合理。返漿量小于注漿量的20%屬正常現(xiàn)象，超過20%或完全不冒漿時，應(yīng)查明原因采取相應(yīng)的處理措施。

5.8 噴射注漿達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，繼續(xù)用注漿泵注漿，待水泥漿從孔口返出后，即可停止注漿。

5.9 噴射作業(yè)完成后，由于噴射漿液的離析作用，一般均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，所以應(yīng)及時采用水灰比為0.5的水泥漿進(jìn)行補(bǔ)灌，并要防止其它鉆孔排出的泥土雜物進(jìn)入。

5.10 旋噴樁施工作業(yè)期間，必須采取一定處理措施對返漿進(jìn)行妥善處理，以免對已填筑路基造成損壞，施工完成后應(yīng)再次碾壓已填路基，確保滿足設(shè)計壓實(shí)度要求。

6.質(zhì)量檢驗(yàn)

該項(xiàng)工程是隱蔽性較大的地基處理工程，工程質(zhì)量的好壞直接影響到路基拼接質(zhì)量，因此須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測工作。

6.1 檢測內(nèi)容

6.1.1 固結(jié)體的整體性、均勻性和垂直度。

6.1.2 固結(jié)體的有效直徑和有效加固長度。

6.1.3 固結(jié)體的強(qiáng)度特性，包括單樁承載力、抗壓強(qiáng)度、復(fù)合地基承載力等指標(biāo)。

6.2 檢測時間、強(qiáng)度指標(biāo)

高壓旋噴樁28d單樁承載力250kN，抗壓強(qiáng)度≥2M Pa。

6.3 檢測方法

6.3.1 開挖檢查，使用于樁基頂標(biāo)高接近地面時采用，主要檢測高壓旋噴樁的樁徑、單樁承載力及抗壓強(qiáng)度。

6.3.2 鉆孔檢查，主要檢測單孔噴射注漿固結(jié)質(zhì)量，鉆孔取樣并做成試件進(jìn)行物理力學(xué)性能試驗(yàn)。

6.4 檢測頻率

檢測量為施工數(shù)量的1%，處理段落較小的路段至少檢測兩點(diǎn)。當(dāng)檢測不滿足設(shè)計要求時，應(yīng)加大檢測力度，在不合格的點(diǎn)位附近進(jìn)行補(bǔ)噴或采取有效補(bǔ)救措施。