彭濤

摘要 案例在應(yīng)用漿噴樁工藝進(jìn)行軟基礎(chǔ)改造應(yīng)用中，堅(jiān)持基本工藝基礎(chǔ)上，基于噴漿量關(guān)鍵影響因素確認(rèn)表，有針對(duì)性地改進(jìn)和實(shí)施漿噴樁施工。文章梳理介紹相關(guān)漿噴樁工藝、噴漿量影響因素確認(rèn)表及漿噴樁工藝改進(jìn)工程應(yīng)用等內(nèi)容，對(duì)同類漿噴樁工程應(yīng)用有技術(shù)參考價(jià)值。樁體完整性低應(yīng)變測(cè)試結(jié)果顯示，隨機(jī)抽取25根樁，其中一類樁20根，二類樁5根，不存在三類樁、四類樁。

關(guān)鍵詞 公路工程；軟基處理；漿噴樁工藝；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào) U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）16-0081-03

0 引言

漿噴樁是通過(guò)專用設(shè)備將水泥漿送至鉆孔巖土層中，再借助攪拌設(shè)備將其與原土層攪拌混合，令水泥漿與巖土層有效結(jié)合，在短時(shí)間內(nèi)形成固態(tài)柱體，使軟土地基變得具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層，從而達(dá)到加固原巖土層，構(gòu)成復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的工程軟基礎(chǔ)改造技術(shù)，該技術(shù)在提高軟基礎(chǔ)承載力和控制軟基礎(chǔ)沉降上具有優(yōu)勢(shì)，因此在公路工程軟基礎(chǔ)治理中時(shí)見(jiàn)應(yīng)用[1]。案例是一個(gè)應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行軟基礎(chǔ)改造應(yīng)用較多的公路工程，在工程應(yīng)用中，除堅(jiān)持基本工藝基礎(chǔ)上，特別對(duì)影響漿噴樁實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的環(huán)節(jié)因素進(jìn)行系統(tǒng)深入的分析，形成噴漿量關(guān)鍵影響因素確認(rèn)表，以有針對(duì)性地改進(jìn)和實(shí)施漿噴樁施工操作，較好地保證了漿噴樁工藝和工程質(zhì)量。這里結(jié)合工程實(shí)踐，梳理介紹相關(guān)漿噴樁工藝、噴漿量影響因素確認(rèn)表及漿噴樁工藝改進(jìn)工程應(yīng)用等內(nèi)容，以期對(duì)同類漿噴樁工程應(yīng)用有所借鑒。

1 案例簡(jiǎn)介

某公路工程沿線土層為多層結(jié)構(gòu)，大量存在和分布著液化巖土層、飽和砂土層和淤泥層，地下水豐富，土質(zhì)壓縮系數(shù)較大。為加強(qiáng)軟土基礎(chǔ)改造，工程大量采用漿噴樁工藝，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，工程采用漿噴樁工藝的總量達(dá)到165 500 m，其中一分部的漿噴樁工程量為4 500 m，二分部的漿噴樁改造工程量410 000 m，三分部的漿噴樁改造工程量為450 000 m，四分部的漿噴樁工程量為790 000 m。

2 漿噴樁工藝及工程應(yīng)用

2.1 漿噴樁傳統(tǒng)工藝方法

2.1.1 工前準(zhǔn)備

（1）在施工前，應(yīng)存儲(chǔ)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水泥，必須附有質(zhì)量文件和工廠報(bào)告。在使用前，必須現(xiàn)場(chǎng)取樣并進(jìn)行檢查，經(jīng)項(xiàng)目監(jiān)理確認(rèn)無(wú)疑后，方可使用水泥。

（2）施工前，技術(shù)人員必須進(jìn)行實(shí)地考察，然后進(jìn)行水泥配合比的室內(nèi)配合比試驗(yàn)，以得到準(zhǔn)確的配合比。每延米水泥用量應(yīng)為15.50%，每延米水泥質(zhì)量55 kg，水灰比應(yīng)根據(jù)試樁試驗(yàn)結(jié)果確定設(shè)計(jì)要求是0.45～0.55。

（3）項(xiàng)目監(jiān)理應(yīng)明確分工，并購(gòu)置施工所需的硬件設(shè)備。

（4）施工前整平場(chǎng)地，清理去除障礙物。如場(chǎng)地低處有需要填補(bǔ)的地方，則需使用質(zhì)量良好的填土進(jìn)行回填，并進(jìn)行壓實(shí)處理。

（5）在現(xiàn)場(chǎng)堆放水泥時(shí)，應(yīng)注意墊好基礎(chǔ)，蓋緊覆蓋物，防止水泥潮濕。

（6）樁位放樣。根據(jù)噴錨支護(hù)樁平面布置的要求，用全站儀復(fù)核路基兩側(cè)的樁位。施工前，施工員根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙，用鋼尺將樁位擺放整齊，并在確定的樁位上配置樁位固定器。樁位放線后，由技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)核，保證樁位、數(shù)量無(wú)誤。

（7）噴漿樁徑值為50.00 cm，設(shè)計(jì)要求噴漿樁呈現(xiàn)正三角形分布，A、B、C三個(gè)分區(qū)，其中A區(qū)的樁間距取為1.20 m，設(shè)計(jì)載承力180 kPa，替代率為0.157；B區(qū)的樁間距為1.50 m，設(shè)計(jì)載承力145 kPa，替代率為0.101；C區(qū)DE樁間距為1.80 m，設(shè)計(jì)載承力130 kPa，替代率為0.07（見(jiàn)圖1）。

（8）裝備要求。對(duì)所需機(jī)械裝備進(jìn)行全面調(diào)查，檢查機(jī)械性能，發(fā)現(xiàn)存在機(jī)械故障須及時(shí)給予維修，以保證施工用機(jī)械設(shè)備處于良好狀態(tài)。

（9）鉆機(jī)操作。人員進(jìn)場(chǎng)后，首先調(diào)試攪拌機(jī)，待攪拌機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)正常后，開(kāi)始就位工作。

2.1.2 鉆機(jī)定位

（1）鉆機(jī)組裝完成后，應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，檢查符合鉆機(jī)架高度復(fù)核要求后，定位鉆機(jī)，將鉆機(jī)移至樁位固定器以實(shí)施樁位復(fù)核。

（2）鉆機(jī)隊(duì)長(zhǎng)操作鉆機(jī)行駛到樁位，根據(jù)地表平整度調(diào)節(jié)鉆機(jī)底盤(pán)，保持架體垂直和鉆機(jī)整體穩(wěn)定。

（3）鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)了樁位以后，須測(cè)量樁位是否有誤差，允許樁位偏差應(yīng)低于50 mm。

2.1.3 控制樁體垂直度

（1）確定噴漿樁垂直度時(shí)，須配合鉆機(jī)的桿架垂直度測(cè)量，檢測(cè)垂直度時(shí)，在噴漿樁的鉆桿上掛吊線錘，保證吊線傾角值≤1.00%，吊線錘的放線長(zhǎng)度≥2.00 m。

（2）上述就緒后，管理人員站鉆旁再次檢查，以確認(rèn)電動(dòng)鉆桿的垂直度≤1.00%后，才可以開(kāi)工。

2.1.4 攪拌頭下沉

（1）將攪拌頭對(duì)準(zhǔn)樁位，鉆機(jī)操作手調(diào)整機(jī)身水平，確保立軸垂直，機(jī)架水平并墊穩(wěn)。檢測(cè)完畢后，啟動(dòng)攪拌機(jī)，預(yù)攪拌下沉，然后用空氣鉆進(jìn)，防止泥漿堵塞噴孔，然后重新整平鉆機(jī)。為保證垂直鉆孔，導(dǎo)架垂直度采用吊垂球法控制。鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，打開(kāi)攪拌開(kāi)關(guān)，旋轉(zhuǎn)鉆桿，切土鉆孔。設(shè)計(jì)鉆速需低于1.00 m/min，施工應(yīng)用通?？刂圃?.50～0.80 m/min。鉆進(jìn)過(guò)程中，需要記錄不同土層的現(xiàn)場(chǎng)水泥漿用量。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，施工員將檢查孔深，核實(shí)后方可進(jìn)行攪拌和提升。

（2）作業(yè)開(kāi)始前，通過(guò)鉆桿長(zhǎng)度測(cè)量并在鉆桿上劃出明顯的鉆孔刻度線以控制鉆孔深度，以保證噴漿樁的實(shí)際樁長(zhǎng)。灌注樁施工后轉(zhuǎn)移到下一個(gè)樁位時(shí)，需要從平臺(tái)液壓支腿處測(cè)量支腿底部的高度，以防止支腿高度差的變化導(dǎo)致鉆孔深度誤差。

2.1.5 制備漿液

（1）水泥漿應(yīng)按設(shè)計(jì)水泥用量和設(shè)計(jì)水灰比進(jìn)行配制攪拌。水泥漿應(yīng)用泥漿攪拌機(jī)攪拌5 min以上后，現(xiàn)場(chǎng)用稠度儀檢測(cè)泥漿的稠度，用泥漿比重計(jì)測(cè)量水泥漿的比重。配制單樁水泥漿時(shí)，應(yīng)按量配制足夠的水泥漿，噴灑均勻，可一次性使用。不得將配制好的水泥漿置放過(guò)久，超出2 h的泥漿不得使用。

（2）水泥漿攪拌中，操作人員應(yīng)隨時(shí)觀察泥漿的比重狀態(tài)。泥漿拌好后，操作人員應(yīng)核實(shí)水泥用量，以參考驗(yàn)證水泥用量。應(yīng)隨時(shí)攪拌噴漿池，防止水泥漿發(fā)生離析。

2.1.6 提升噴漿與攪拌

機(jī)手應(yīng)通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和作業(yè)員確認(rèn)起點(diǎn)。確認(rèn)后即可開(kāi)始施工。機(jī)手操作攪拌機(jī)，當(dāng)鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，旋轉(zhuǎn)鉆頭，打開(kāi)輸漿閥，將攪拌好的水泥漿噴向鉆孔，噴灑和提升鉆桿嚴(yán)禁中途停歇。旋噴提升過(guò)程中，應(yīng)穩(wěn)定灌漿壓力在0.50 MPa，根據(jù)0.750 m/min和55.00 r/min，速度運(yùn)轉(zhuǎn)，直到樁長(zhǎng)符合設(shè)計(jì)要求。

2.1.7 拌攪

當(dāng)鉆頭提至離原地表約為20 cm時(shí)，便以0.750 m/min和55.00 r/min速度噴漿，邊攪拌直到樁底，然后持續(xù)噴漿1～2 min，反轉(zhuǎn)攪拌鉆頭，以同樣的速度攪拌均勻，然后慢慢提離地面，當(dāng)攪拌機(jī)即將拔出地表時(shí)，停止起吊，攪拌10 s，以利于保持樁頭完整性。在施工中，需要搜集資料，記錄施工完成情況。重新復(fù)合時(shí)，需要不斷攪拌，避免噴嘴堵塞。攪拌機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的廢漿應(yīng)集中處理，不得隨意排放，避免污染環(huán)境。

2.1.8 機(jī)具移位與清洗

移動(dòng)噴漿樁鉆機(jī)，對(duì)準(zhǔn)下一個(gè)噴漿樁位置，重復(fù)前述過(guò)程。

完成漿噴樁施工后，內(nèi)外清理攪拌機(jī)，不允許有水泥漿、殘土駐留。

2.2 噴漿量影響因素確認(rèn)表

噴漿量影響因素確認(rèn)表是案例工程在保證漿噴樁施工質(zhì)量過(guò)程中，在漿噴樁正式操作前，通過(guò)既往工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，所獲得的易于導(dǎo)致漿噴樁質(zhì)量問(wèn)題的噴漿量影響因素分析列表（見(jiàn)表1）[2]。找出既往漿噴樁噴漿量作業(yè)易于出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的技術(shù)環(huán)節(jié)，列表明示并據(jù)以規(guī)范操作過(guò)程，是案例工程優(yōu)化漿噴樁工藝的一處有意義的探索。

2.3 因素表影響下的漿噴樁工藝控制

（1）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員加強(qiáng)質(zhì)量教育。針對(duì)可能存在的部分現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)的狀況，建立執(zhí)行技術(shù)交底制度和班前質(zhì)量培訓(xùn)制度，宣傳講清質(zhì)量問(wèn)題，并明確處罰措施。通過(guò)質(zhì)量意識(shí)提醒、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)講清和罰則警示約束在先，引導(dǎo)保證噴樁工藝質(zhì)量落實(shí)。

（2）適當(dāng)配設(shè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控裝備?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)施24小時(shí)質(zhì)量監(jiān)控和質(zhì)檢。質(zhì)量管理人員通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)督，利于保證單樁鉆入深度和成樁時(shí)程控制。

（3）引入制漿智能設(shè)備。為了水灰比優(yōu)化準(zhǔn)確，工程中使用了全自動(dòng)智能制漿設(shè)備，可以根據(jù)設(shè)定的水灰比控制水泥的稱量和用水量，精確投料和攪拌。智能制漿裝備是一套智能攪拌水泥漿系統(tǒng)，主要包括高壓水管道、水泥密封壓力罐、傳感器、電磁閥、智能控制系統(tǒng)、攪拌電機(jī)等。智能制漿設(shè)備的輸入端與密度傳感器連接，密度傳感器可以保證感受器輸出信號(hào)以及輸出端與電磁線圈連接，通過(guò)編程控制水泥和水的用量和排出速度。用智能鑰匙控制電磁閥開(kāi)關(guān)時(shí)間和水泥漿用量。智能制漿設(shè)備的應(yīng)用，大大提高了水灰比精度和水泥漿攪拌效率。引入智能設(shè)備后，機(jī)械化程度更高，人工攪拌少，制漿可控性更強(qiáng)，對(duì)環(huán)境污染少，場(chǎng)地干凈整潔。智能制漿設(shè)備的使用方法大致如下：密封壓力罐中存儲(chǔ)散裝水泥，施工中所需的水儲(chǔ)存在一個(gè)密封的水箱中、智能控制系統(tǒng)與水泥罐連接，水泥與拌和水的用量及出入速度可由程序控制。水泥罐借助高壓管道將水泥壓加至制漿桶，制漿桶連接有液壓管道。智能系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，攪拌機(jī)同時(shí)攪拌加水的水泥，自動(dòng)運(yùn)行制漿功能[3]。

（4）鉆機(jī)標(biāo)配有深度計(jì)與進(jìn)尺刻度。為了操作手準(zhǔn)確判別進(jìn)鉆速度與達(dá)到深度，同時(shí)便于遠(yuǎn)程監(jiān)控直觀地判斷進(jìn)鉆速度與達(dá)到深度，鉆機(jī)上須明確標(biāo)注深度刻度，通過(guò)不同顏色區(qū)別代表進(jìn)尺量。

3 漿噴樁工藝效果驗(yàn)證

3.1 靜載豎向抗壓測(cè)試結(jié)果

上述漿噴樁工藝取得了良好的工藝效果，靜載豎向抗壓測(cè)試結(jié)果顯示：25#試樁最高載荷410 kPa，最大反彈量3.15 mm，最大移位4.25 mm，回彈率74.12%。136#測(cè)點(diǎn)的最大載荷410 kPa，最大移位7.43 mm，最大反彈力1.79 mm，反彈率24.09%。231#測(cè)點(diǎn)的最大載荷410 kPa，最大反彈量為3.62 mm，最大移位13.36 mm，反彈率27.10%。

Q-S曲線與S-lgt曲線分析顯示，編號(hào)25#樁分8個(gè)階段加載，最大荷載值為800 kN，最大荷載值對(duì)應(yīng)的沉降量為18.84 mm，最大彈性2.9 mm，最大載荷所對(duì)應(yīng)的樁頂沉降明顯低于設(shè)計(jì)規(guī)定的40 mm，所以最大荷載值可確定為單樁極限承載力800 kN。編號(hào)136#試樁分八個(gè)階段加荷，最大加荷值為800 kN，所對(duì)應(yīng)的沉降量28.24 mm，最大回彈3.38 mm，最大載荷值對(duì)應(yīng)樁頂沉降，在檢測(cè)小基樁規(guī)范中限定為40 mm，所以可以確定最大荷載值為單樁極限載承力800 kN。編碼231#試樁分為八個(gè)階段，最大荷載值為800 kN，最大荷載值對(duì)應(yīng)的沉降量為14.12 mm，最大彈性4.22 mm，最大載荷對(duì)應(yīng)的樁頂沉降低于基樁檢測(cè)規(guī)范定義的40 mm，所以最大荷載值可確定為單樁極限承載力800 kN。

3.2 復(fù)合基靜載檢測(cè)結(jié)果

復(fù)合地基靜載試驗(yàn)表明，44#測(cè)點(diǎn)的最大載荷410 kPa，最大移位4.25 mm，其最大反彈量為3.15 mm，計(jì)算的反彈率為74.12%。121#測(cè)點(diǎn)的最大載荷410 kPa，最大移位7.43 mm，其最大反彈力1.79 mm，計(jì)算的反彈率為24.09%。222#測(cè)點(diǎn)的最大載荷410 kPa，移位13.36mm，其最大反彈量為3.62 mm，計(jì)算的反彈率為27.10%。

3.3 樁體完整性低應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

在低應(yīng)變完整性檢測(cè)中，應(yīng)根據(jù)樁體混凝土均勻性是否存在缺陷以及缺陷的嚴(yán)重程度將樁體完整性分為四個(gè)類別：

一類樁：整根樁樁體完整。

二類樁：樁體存在稍微病害，但是不影響樁體結(jié)構(gòu)載承力，仍能正常使用。

三類樁：樁存在明顯缺陷。這類樁結(jié)構(gòu)承載力不夠，需要處理后方能使用。

四類樁：嚴(yán)重病害，不能使用。

樁體完整性低應(yīng)變檢測(cè)，首先拾取一組信號(hào)用于檢測(cè)完整性，然后增強(qiáng)信噪比，當(dāng)樁頂受到荷載的瞬時(shí)沖擊時(shí)，擾動(dòng)將以波的形式沿樁身傳播，缺陷會(huì)改變應(yīng)力波運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)共隨機(jī)抽取25根樁，其中一類樁20根，二類樁5根，不存在三類樁、四類樁。

4 結(jié)語(yǔ)

基于工程案例，該文分析介紹了所應(yīng)用的漿噴樁傳統(tǒng)工藝方法和噴漿量影響因素確認(rèn)表質(zhì)量控制方法，找出既往漿噴樁噴漿量作業(yè)易于出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的技術(shù)環(huán)節(jié)，列表明示并據(jù)以規(guī)范操作過(guò)程，是案例工程優(yōu)化漿噴樁工藝的有意義探索。文中詳細(xì)介紹了因素表影響下的漿噴樁工藝控制過(guò)程和具體控制實(shí)施要點(diǎn)。文中通過(guò)漿噴樁靜載豎向抗壓測(cè)試、復(fù)合基靜載檢測(cè)和樁體完整性低應(yīng)變測(cè)試結(jié)果，驗(yàn)證了該漿噴樁工藝的技術(shù)適用性，對(duì)同類公路軟基礎(chǔ)改造工程應(yīng)用有工程借鑒和實(shí)用意義。

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