鄭潔

摘要：伴隨高速公路工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)其工后沉降要求也不斷提高，這給地基處理技術(shù)的運(yùn)用帶來(lái)了極大的難度。與其他軟基處理技術(shù)相比，高壓噴射注漿法具有良好的加固效果及經(jīng)濟(jì)性，為此在公路軟基施工中得到了廣泛的應(yīng)用。為此，本文主要通過(guò)工程案例，對(duì)高壓噴射注漿法的類(lèi)型、施工流程及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究，以期為提升公路工程軟土地基加固質(zhì)量提供可靠保證。

關(guān)鍵詞：公路工程；軟土地基；高壓噴射注漿法；施工流程；質(zhì)量控制；工程案例；類(lèi)型

為滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，我國(guó)高等級(jí)公路工程發(fā)展越來(lái)越快，按照高等級(jí)公路建設(shè)要求，交通部提出了關(guān)于工后沉降的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。軟土因具有較高含水率、低強(qiáng)度及高壓縮性等特點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致軟土路基沉降量增加及延長(zhǎng)沉降持續(xù)時(shí)間。但高等級(jí)公路施工不會(huì)因軟土特點(diǎn)而降低沉降與工后沉降技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為此，施工企業(yè)必須重視軟基處理設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的選用。如選取的軟基加固方法不當(dāng)，在填筑路基時(shí)，將因剪切破壞出現(xiàn)地基失穩(wěn)現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生附加沉降或不均勻沉降，由此可見(jiàn)，軟土路基施工方法選擇是否合理、有效已經(jīng)成為高等級(jí)公路建設(shè)面臨的首要問(wèn)題。高壓噴射注漿法作為公路軟基處理的重要技術(shù)之一，是在化學(xué)注漿法的基礎(chǔ)上，選取高壓水射流切割技術(shù)形成的新技術(shù)。高壓噴射注漿技術(shù)通過(guò)鉆機(jī)鉆孔技術(shù)的應(yīng)用，在土層設(shè)計(jì)位置插入帶有噴嘴的注漿管，通過(guò)高壓設(shè)備把漿液制成高壓射流（大于20Mpa），并由噴嘴噴射達(dá)到?jīng)_擊破壞土體的目的。該技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以有效提升地基承載力，更是地基變形情況有效控制及地基加固的最佳方式。

一、高壓噴射注漿法的類(lèi)型

1.單管法

單管旋噴注漿法是通過(guò)對(duì)于鉆機(jī)等機(jī)械的合理利用，在土層設(shè)計(jì)深度設(shè)置在注漿管底部側(cè)面安裝的特殊噴嘴，隨后通過(guò)高壓泥漿泵等設(shè)備，及相應(yīng)壓力（20Mpa），由噴嘴內(nèi)將漿液噴射出來(lái)，達(dá)到?jīng)_擊破壞土體的作用，并利用旋轉(zhuǎn)、提升注漿管，攪拌漿液和由土體內(nèi)崩落的土，通過(guò)相應(yīng)時(shí)間凝結(jié)，使土體內(nèi)形成固結(jié)體，形狀通常為圓柱狀。

2.二重管法

雙通道二重注漿管的應(yīng)用。如二重注漿管設(shè)計(jì)與土層設(shè)計(jì)深度相符后，利用管底側(cè)面同軸雙重噴嘴，激昂高壓漿液、空氣兩種介質(zhì)噴射出來(lái)，以此達(dá)到土體沖擊破壞的作用。也就是20Mpa壓力的漿液由高壓泥漿泵內(nèi)噴射出來(lái)，并通過(guò)內(nèi)噴嘴向外高速?lài)姵?。隨后通過(guò)相應(yīng)壓力（0.7Mpa）由外噴嘴將壓縮空氣噴出。通過(guò)高壓漿液流與其外圍環(huán)繞氣流的相互作用，將增加破壞土體的能力，此時(shí)噴嘴可同時(shí)進(jìn)行噴射與旋轉(zhuǎn)、提升作用，最后有圓柱狀固結(jié)體在土內(nèi)形成，則其直徑也會(huì)隨之增加。

二、工程案例

某高速公路工程部分路基在原有路基基礎(chǔ)上有所增高，瀝青混凝土路面原有路基上部結(jié)構(gòu)。本路段存有淤泥質(zhì)粘土等軟土層，并具有大厚度、低強(qiáng)度等特性，如軟基加固方式不合理，將導(dǎo)致路堤失穩(wěn)、沉降量增加等嚴(yán)重后果，為降低運(yùn)營(yíng)與維修難度，本工程可選取高壓噴射注漿法進(jìn)行軟基處理。

該路段各個(gè)土層實(shí)際情況如下：

1、雜填土：1.5到3.5米為其厚度，具有松散、軟塑等特點(diǎn)。

2、亞砂土：4到7米為其厚度，具有飽和、松散與良好土性等特點(diǎn)。

3、淤泥質(zhì)粘土：6到10米為其厚度，具有飽和、流塑等特點(diǎn)。

4、亞粘土：5到12米為其厚度，部分土體內(nèi)含有亞砂土，壓縮性偏低。

高速公路對(duì)地基具有較高施工要求，路面在使用年限內(nèi)規(guī)定其工后沉降必須在30厘米內(nèi)有效控制，與工程案例具體情況相結(jié)合。按照穩(wěn)定性、沉降量需求，該工程可選取直徑80厘米的高壓噴射注漿樁，與橋臺(tái)段樁之間的橫向距離需控制在3米左右，2.5米為其縱向距離，通常情況下，路段橫向距離為3米，縱向距離為3米，布置形狀為方格狀。

三、公路軟基施工中高壓噴射注漿法的施工流程

伴隨社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，我國(guó)公路工程建設(shè)事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。為有效解決軟土地基問(wèn)題，滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的交通需求。必須重視軟基處理方式的選擇。高壓噴射注漿法在我國(guó)公路軟基加固中的廣泛應(yīng)用與推廣，對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量提高至關(guān)重要。為此，施工企業(yè)必須做好施工準(zhǔn)備工作，規(guī)范施工流程，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)公路工程建設(shè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。其具體施工流程如圖2所示。

1.施工準(zhǔn)備

配合比設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)檢驗(yàn)各種原材料的性能與質(zhì)量，并向監(jiān)理工程師進(jìn)行報(bào)送、審批。按照實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，并選取最優(yōu)數(shù)據(jù)配制，通過(guò)試拌鋪筑等進(jìn)行施工。同時(shí)，高壓噴射注漿施工的主要機(jī)具包括：鉆機(jī)、高壓水泵、高壓泥漿泵、泥漿泵、真空泵、單管、二重管、三重管、多重管、泥漿攪拌機(jī)、空壓機(jī)、超聲波傳感器、高壓膠管、液體流量計(jì)和風(fēng)量計(jì)等。并且噴射施工的種類(lèi)不同，所選用機(jī)具的種類(lèi)和數(shù)量也不同。

2.鉆機(jī)就位

作為噴射注漿施工的重要流程之一，需在設(shè)計(jì)孔位內(nèi)安設(shè)鉆機(jī)，促使鉆孔頭與孔中心對(duì)準(zhǔn)。為確保鉆孔與設(shè)計(jì)要求垂直度相符，鉆機(jī)就位后，應(yīng)確保水平校正，使鉆桿軸線與鉆孔中心位置垂直對(duì)準(zhǔn)，噴射注漿管傾斜度允許范圍需控制在1.5%以下。

3.鉆孔

預(yù)定地層內(nèi)插入噴射注漿管為鉆孔的主要目的。為確定鉆孔方式選擇的合理性，施工單位必須對(duì)地質(zhì)情況、加固深度與機(jī)具設(shè)備條件等進(jìn)行充分考慮。一般選取76型旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī)作為單管?chē)姖{機(jī)械，大于30米設(shè)定鉆進(jìn)深度，選取標(biāo)準(zhǔn)貫入度40以下的砂土、粘性土層進(jìn)行施工，如底層較為堅(jiān)硬則應(yīng)根據(jù)地質(zhì)實(shí)際情況進(jìn)行鉆機(jī)尋找。通常選取地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔方式應(yīng)用于二重管、三重管?chē)姖{施工，50毫米為鉆孔位置和設(shè)計(jì)位置誤差最大值。

4.插管

在地層設(shè)計(jì)深度插入噴射注漿管為插管的主要工序，通過(guò)76型振動(dòng)鉆機(jī)鉆孔施工，可降低施工難度，如同時(shí)進(jìn)行插管、鉆孔施工，也就是完成鉆孔作業(yè)時(shí)，也能完成插管施工。地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔施工后，應(yīng)將巖芯管拔出，并將噴射注漿管在設(shè)計(jì)深度位置插入。插管施工中，為避免噴嘴因泥沙出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，可同時(shí)進(jìn)行射水、插管施工，通常情況下水壓力需控制在1mpa以下，如選取過(guò)大壓力，將出現(xiàn)孔壁射塌等現(xiàn)象。

5.噴射注漿

噴射注漿于設(shè)計(jì)深度位置插入后，要求其噴射注漿順序?yàn)閺南碌缴?。工作人員必須對(duì)漿液初凝時(shí)間、注漿流量、風(fēng)量、壓力等進(jìn)行充分考慮與檢查，確保各項(xiàng)指標(biāo)與設(shè)計(jì)規(guī)定相符，并做好記錄及曲線繪制工作。如漿液初凝時(shí)間在20小時(shí)以上，則不能應(yīng)用此水泥。

6.沖洗

完成施工后，必須沖洗干凈注漿管等設(shè)備，要求水泥將不能存留在管內(nèi)、機(jī)內(nèi)，一般可用水換取漿液，噴射于地面，可全部排出泥漿泵、注漿管及軟管內(nèi)的漿液。并在新孔位進(jìn)行鉆機(jī)等設(shè)備的移至。

四、公路軟基施工中高壓噴射注漿法的質(zhì)量控制

1.根據(jù)地質(zhì)剖面圖、地下水等實(shí)際情況，深度、地質(zhì)土質(zhì)情況不同，則選取的噴射參數(shù)也不盡相同，只有確保參數(shù)選擇的合理性，才能進(jìn)行長(zhǎng)樁的均勻性與密實(shí)度。深層硬土，可通過(guò)壓力、流量增加或降低旋轉(zhuǎn)、提升速度等方式進(jìn)行噴射深層長(zhǎng)樁的控制。

2.噴漿施工中，一般存在相應(yīng)數(shù)量土粒，沿注漿管管壁有部分漿液從地面冒出，冒漿量應(yīng)控制在注漿量20%以下。為降低冒漿量，必須對(duì)噴漿壓力進(jìn)行有效提升，并對(duì)噴嘴孔徑進(jìn)行適當(dāng)縮小。或通過(guò)旋轉(zhuǎn)增加與速度提升等方式有效過(guò)濾、沉淀將冒出地面漿液的雜質(zhì)，并對(duì)其濃度進(jìn)行有效調(diào)整，以便進(jìn)行回收利用。

如底層空隙較大出現(xiàn)冒漿情況時(shí)，需將一定速凝劑添加到注漿液內(nèi)，以此達(dá)到固凝時(shí)間縮短的作用，并在一定土層范圍內(nèi)達(dá)到漿液凝固的目的。在空隙路段需對(duì)其注漿量進(jìn)行有效增加，空隙填滿(mǎn)后，即可再次噴漿。沿樁位方向進(jìn)行基槽開(kāi)挖，將槽內(nèi)泥漿排出，降低對(duì)環(huán)境的污染。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為進(jìn)一步做好軟土地基處理工作，提高公路技術(shù)等級(jí)與路面等級(jí)，必須重視公路工程軟基處理技術(shù)的選擇。軟土路基作為公路工程建設(shè)的重要組成部分，選取高壓噴射注漿法進(jìn)行施工，其施工技術(shù)水平的高低將直接影響到公路工程建設(shè)的整體質(zhì)量，為此，施工企業(yè)必須重視高壓噴射注漿施工技術(shù)，在提高施工技術(shù)水平的同時(shí)，規(guī)范施工工藝，做好施工質(zhì)量控制工作，只有這樣才能推動(dòng)公路工程事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。