高压旋喷注浆加固处理路堤软基施工技术

李晓鸣 曹人清 李文彪
（江西省赣州市公路局 赣州 341000）

摘 要：福建省漳龙高速公路长洲路段，两座桩基小桥因桥路沉降差，诱发桥头跳车。采用高压旋喷注
浆技术加固处理桥头路堤软基取得成功，这是一种行之有效简便快速的加固处理技术，为解决这类问题
开辟了新的途径。
关键词：道路工程；高速公路；高压旋喷桩；路堤软基处理


0 前言
福建省漳龙高速公路K0+000~K2+060软基路堤，1998年9月开工，2000年12月竣工，因是断头路，未通车运营。但截止2003年5月，该路段工后沉降严重，局部路段最大沉降值达20㎝。在K1+166、K1+377两座桩基小桥两端，桥路沉降差10㎝，沉降速率收敛速度慢，至今沉降未稳定。因后续施工路段竣工，急于通车运营，经方案比较，选用高压旋喷注浆技术，加固处理桥头路堤下卧层软基，并在桥头过渡段填补接顺调平路面纵坡，消除桥头跳车隐患。
1 加固处理软基设计
1.1原始资料
查原钻探勘测地质资料：原地表深1.1m为II-1粘土层，深度1.1m至12m为II-2淤泥软土层，深度12m以下为粗砂及粘土层，路堤填土厚度2m。桥头设置8m长砼搭板，II-2淤泥层用塑料板排水处理，但效果不佳，工后沉降大，桥头过渡段出现纵坡突变点，不处理势必影响行车安全和舒适。
1.2加固处理
根据工程竣工29个月未通车运营，而工后沉降大，急于通车的实际情况，对比各种处理方法，选用高压旋喷桩加固处理桥头路堤填土以下的淤泥层。加固处理纵向长度16m（包括桥头搭板长度），横向为路肩宽度，旋喷桩纵横向间距200×200㎝，梅花状正三角形布置。旋喷桩深度从路基向桥头由浅至深布置施工，首排旋喷桩深度为地面下3m，后每派旋喷桩的旋喷深度递增3m，直到进入粘土持力层0.5m为止，旋喷桩设计桩径0.5m，见图1。
2 高压旋喷注浆技术原理
2.1高压旋喷法
高压旋喷法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端
置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液（一般使用水泥浆液），同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。其主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能，使其在荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。
2.2机理
高压旋喷法加固地基机理主要体现三方面：高压旋喷流切割破坏土体作用，喷流以脉冲形式冲击土体，使土体结构破坏出现空洞；混合搅拌作用，钻杆在旋转和提升的过程中，在射流后面形成空隙，在喷射压力作用下，迫使土粒向与喷嘴移动相反的方向（即阻力小的方向）移动，与浆液搅拌混合后形成固结体；压密作用，高压喷射流在切割破碎土体的过程中，在破碎带边缘还有剩余压力，这种压力对土层有压密作用。











3 旋喷桩施工
3.1旋喷桩施工顺序
由于路面结构层、桥头搭板和碾压坚硬填土层，在旋喷桩施工前，须先对每个桩孔进行钻探引孔，旋喷机喷杆才能进入引孔插入淤泥层进行旋喷施工。旋喷桩施工顺序为：孔位放样 → 引孔钻探造孔 → 高喷机台就位 → 地面试喷 → 高喷射旋管下到设计深度 → 旋喷提升 →
换杆喷射提升 → 终喷 → 清洗器具移位。
3.2旋喷桩质量控制
旋喷桩是地下隐蔽工程，旋喷桩的施工质量取决于地面的规范操作，主要质量控制要求：
3.2.1旋喷机就位后，调平固定，调节旋喷杆垂直度，倾斜度不能大于1%，确保旋喷桩垂直度达到设计要求。
3.2.2高压喷管搭接好入孔旋喷前，必须在地面上试喷，检验旋喷机工作是否正常，调试旋喷压力大于15Mpa。
3.2.3用42.5R普通硅酸盐水泥，干净水拌制水泥浆，水灰比采用0.8~1.0添加水泥用量2%WT3早强剂，控制设计桩径不小于0.5m，每m用浆量0.2m3，水泥用量200㎏。另外，旋喷后的浆液有析水现象，会造成固结体顶部出现凹穴，故此应适当在浆液中添加膨胀材料。
3.2.4由浅桩至深桩向桥头逐排旋喷施工。每孔由下向上缓缓提升旋喷，喷管提升速度一般控制在0.21~0.23m/分钟，并通过每m水泥用量校验，调整提升速度确保桩径达到设计要求。
3.2.5在旋喷过程中，定时检测冒浆量、冒浆比重，观察冒浆颜色，及时了解旋喷注浆是否正常，若发现不符合技术参数要求时，应及时采取相应技术措施(如提高喷射压力、缩小喷嘴直径、加快提升速度和旋转速度等)进行调整，确保旋喷桩施工质量。
3.3安全措施
3.3.1施工前钻机注浆泵及高压管路先进行试验运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，进行施工。
3.3.2每次注浆前，检查安全阀、压力表的灵敏度，调整到规定注浆压力位置。
3.3.3注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶圈冲式阀门破裂伤人。
3.3.4注浆做到不停水、不停电，为保证注浆不间断，应配备发电机组及蓄水罐。
3.3.5注浆施工期间，配备机电修理工3人，及时处理机械和电器出现的故障。
4 旋喷桩质量检测
4.1开挖检验：待旋喷桩达到一定的强度后，即可开挖检查旋喷桩垂直度、形状和质量。
4.2钻孔检查：从旋喷桩中钻取芯样，进行室内物理力学性能试验。
4.3标准贯入试验：在旋喷中桩的中部可以进行标准贯入试验。
4.4载荷试验：静载荷试验分垂直和水平静载荷试验两种。试验时，需在受力部位浇筑0.2~0.3m厚的砼层。
5 结语
采用高压旋喷桩加固处理路堤软基，施工简便进度快，桩体强度大，可靠性高等优点，最适合紧急抢修加固工程。本项目两座小桥台背路堤软基处理长度16m，高432根旋喷桩，平均桩长12.45m，实际施工期15天。经取芯抽检，加固处理质量达到设计要求。填补调平、接顺路面纵坡，通车运营半年，未出现沉降迹象，加固处理达到预期效果。

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