浅谈高压旋喷桩在平定高速公路软基处理的应用???
时间：2021-01-23 12:02:28 来源：达达文档网 本文已影响 人 
徐克伟
摘 要：随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，我国的高速公路养护里程也越来越长。在平定高速公路养护工时，因湿陷性黄土地区，遇水发生软化和流动，导致路基发生不均匀性的沉降。对安全行车造成严重影响。本文对高压旋喷桩加固原理及适用范围、高压旋喷桩在高速公路软土路基加固中的具体应用（以平定高速公路软基加固为例）等问题进行分析阐述。
关键词：高压旋喷桩;公路软基加固;湿陷性;黄土
1工程概况及地质情况
1.1工程概况
G22青兰高速公路平（凉）至定（西）段，横穿甘肃、宁夏两省区，连接庆阳、平凉、固原、定西、白银5市，是建国以来甘肃省公路建设史上投资规模最大，继宝天高速公路之后甘肃省交通建设”东部会战”战略中第二个标志性工程。G22线平凉境内路段始建于2005年10月，于2009年12月建成通车。G22青兰高速公路XK1573+776-XK1576+821段由于连年降雨及湿陷性黄土等原因，在该段出现5处路基严重沉陷，养护单位年年只对面层经行处理，治标不治本，因而本次决定采用水泥高压旋喷桩经行处理[1]。
1.2水文地址情况
本路段主要位于六盘山东麓的黄土高原区陇东黄土高原亚区，不仅是我国黄土高原地貌特征表现最为典型的部分，还是黄土平均厚度最大地区。地层主要为第四系新黄土。地表为新黄土，下部为老黄土，底部为砂岩夹层页岩泥灰岩泥钙质胶结，岩质软弱;路基填料多为黄土，部分路段湿陷性黄土发生沉陷。
2高压旋喷桩的加固原理及适用范围
2.1施工原理
针对高压旋喷桩的施工机理，可以做出如下阐释：在钻机设备的驱动下，使带喷嘴的注浆管钻到土内，在预测其抵达适宜深度后，利用高压旋转形式，把水泥浆360°旋转喷入土层与土体混合，通过钻杆旋转使高压水泥浆对土层不断进行切割搅拌形成混合浆体，最终形成具有高强度的整体结构，促使路基整体承载力有所提高。因其加固效果较好、且具有独特的工程性能，近年被应用到许多公路软基加固处理当中[2]。
2.2适用范围
高压旋喷桩的适用范围较广，在淤泥质土、淤泥、软塑、流塑、砂土、粉土、碎石土、素填土等土层中具有较好的应用效果，能够大大提升软土地基的承载能力，减小路基路面的沉降变形，提升公路的整体强度。该方法还具有设备简单、固结体形状可控、施工简单、管理方便、料源充足、耐久性较好、可穿孔施工等特点，被广泛应用于公路软基加固处理施工当中。
3高压旋喷桩在软土路基加固中的具体应用
3.1高压旋喷桩加固路基的具体施工工艺
3.1.1施工前准备
首先，施工前根据设計方案及实地条件选配高压旋喷桩钻机及配套设备;其次，落实施工队伍，组建质量、安全管理小组，对施工技术人员及工人进行施工技术交底和安全教育培训;第三，对施工场地进行平整、清理场地杂物，做好排水及临时用电工作，为钻机就位以及材料机械堆放做好准备;第四，对设备进行调试，确保钻机转速正常、空气压力及计量设施正常运转;第五，技术人员根据工料机及实际条件制定具体施工计划;第六，施工人员根据施工方案采用测量仪器进行桩位放样，并用竹签做好标记;第七，准备好泥浆罐，做好废浆收集工作，避免环境污染[3]。
3.1.2设计及施工参数
在平定高速公路软基处理中运用高压旋喷桩时，施工人员除了要根据图纸设计展开施工以外，还应当结合试验段试桩的总结、单桩承载力的要求等综合因素，明确以下两点内容：首先，设计参数。包含：桩长：8m-15m不等;高压旋喷桩辐射半径：0.60m;布置形式：间距1.5m，梅花型布置;水灰比：1∶1;其次，施工工艺参数。选用内径为φ2.5mm的喷嘴;将注浆压力维持在25-30MPa区间内;钻杆旋转速度≤22r/min;上提速度≤250mm/min;水泥物料投用量≥210kg/m。
3.2 高压旋喷桩的质量控制
3.2.1工艺的技术要求及质量控制
（1）测量放线。众所周知，定位轴线主要运用全站仪实现放样，然后在此基础上，进行计算每根桩的偏角和距离坐标，同时还要用尺测放，以此来保证桩位偏差不会超出5cm。
（2）钻机位置。钻机除了需要平稳的安放在设计孔位以外，还应当保证钻机的垂直型，促使水平尺和机架上的垂线，能够实现双向控制，并保证其倾斜率不会大于1%。
（3）浆液配置。配制浆液与钻孔同时进行。其中XK1574+
580～XK1574+610段、XK1574+680～XK1574+710段、XK1575+
000～XK1575+032段|、XK1575+800段和XK1576+040～XK1576+
110段，浆液配比为水灰比=1∶1（重量比）。当高压旋喷桩在平定高速公路软基处理中进行应用时，除了要注意测量放线、钻机位置以外，还应当对浆液配置加大重视，最好能在浆液配比选定之后，先把水加入到桶内，然后在注水的桶内填入水泥，通过搅拌机进行搅拌，其时间设定为20min，搅拌工作完成之后，工作人员需要立即打开搅拌桶底部的阀门，进行放入第一道孔径为2mm的过滤筛，确保过滤后的东西能够流入到浆池内，基于此，在使用泥浆泵抽进孔径为1mm的第二道过滤筛，实现第二道过滤后，流入泥浆桶备用。除此之外，还要依照各个机组搅拌桶容量，科学设定浆液水和水泥在各个浆桶内的投用量，然后通过3min的搅拌，确保其质量。
3.2.2钻孔
钻孔实践中，规定所有施工人员严格遵照“先两侧、后中间”的施工步骤规则，以相隔跳跃形式落实成桩任务，维持两侧强度指标的均衡性，规避移位、窜孔等不良情况。为确保泥砂不会堵住喷嘴，还应当把水压控制在1MPa内。
3.2.3废浆处理
针对废浆处理工作而言，应当把废浆逐渐引入到废浆池内，新引入的废浆不能立即展开处理工作，而是需要通过2-3天的存放，等待废浆凝固之后，在统一使用专车进行运走，从而确保废浆不会对其质量和施工现场造成影响。
3.3遇到特殊情况的处理方式
3.3.1孔口处出现冒浆量少
若施工阶段察觉到形成孔口位置浆液溢出量过少、间断性冒浆或无浆液冒出等情况冒浆，成因主要有以下两个方面：一是因为土质不硬偏软，针对这种情况，可以组织人力再行复喷混凝土处理;另一种原因是地层内存留空隙，可以将适量速凝剂混入浆液内，这是减缩其固凝时间、降低用水量的有效方法之一。
3.3.2孔口处出现冒浆量多
一般情况下，只要冒浆量小于注浆量的20%，都被视为正常现象，但是一旦出现超出20%注浆量的现象，就需要工作人员做好以下几点工作：工作人员可以适当针对旋转速度进行提高，通过提升速度、加大喷射压力的方式，在适当缩小喷嘴直径。此外，在日常工作中还会遇到冒浆大量出现但压力下降的现象，产生这一现象的核心因素，可能是因为注浆管遭受击穿或者存在空洞，促使喷射能力出现下降趋势。这时，工作人员应当立即拔出注浆管，对此进行全面检查，及时找出问题的问题予以解决。
3.3.3压力上不去
产生压力上不去的原因，包含以下几点：安全阀压力过低、泵阀损坏、活塞损坏等，需要相关人员对其展开全面检查，并通过逐项检查的方式，及时找出问题所在。
3.3.4压力骤然上升
出现压力骤然上升现象，其原因主要有三点，这时需要工作人员及时展开检查、修复工作：泵体或浆管路出现堵塞;喷嘴出现堵塞;浆液沉淀或其他杂物堵塞等，都会针对管路通畅造成影响。
4效果检验分析
基于高压旋喷桩在软土路基加固中的具体应用，从单桩承载力监测和触探及钻孔抽芯检验两个方面，针对效果检验，展开较为深入的分析。
4.1单桩承载力检测
根据经静载和抽芯检测的相关结果可看出，在效果检验期间测量4根桩的单桩竖向极限承载力值，都会在620kN以内，其检验效果是符合设计相关要求的。
4.2触探及钻孔抽芯检验
根据相关结果表明，4根高压旋喷桩的芯样都呈现柱状，其直径约为0.8m，并且整体喷灰量以均匀为主，属于正常范围内。此外，在对试件展开无侧抗压强度试验的时候，应当确保其抗压强度在4.85MPa左右，以此来保证其能达到设计方案中提出的要求。
5公路地基加固中运用高压旋喷桩应当注意的问题
在高压旋喷桩施工当中，要确保施工的质量，除了要严格按照相关的施工工艺流程操作外，还应注意其他对施工质量产生影响的因素，具体有以下几点：第一，施工前量测钻杆，及时对施工孔深进行定期检查，确保孔深能够满足施工设计要求;第二，水泥浆液的配比应严格按照试验结果配置，搅拌后的水泥浆液超过两小时后便不可继续使用，出现离析现象不能使用;第三，喷射时应先确定喷射量和喷射压力，待喷射达到相关的喷射参数时再将注浆管逐步提升;第四，旋喷过程的冒浆量应控制在注浆量的10%到20%之间，不冒浆或是超出此范围应及时采取措施调整;第五，旋喷过程应严格控制高压水泵、送浆泵的压力和提升速度，倘若旋喷过程中遇到较大的孤石，应根据实际受力情况，适当调整桩位或加桩，减少断桩和畸形桩的出现;第六，高压旋喷桩施工结束后的一月内需进行保护，不允许在加固区作业。
6结语
综上所述，由于高压旋喷桩能被适用于淤泥质土、淤泥、软塑、流塑等土层中，因其自身具备的优势，所以是能够在软土基處理中得到广泛应用的，而且在平定高速公路软基处理中合理运用高压旋喷桩，还能起到提高整体稳定性、承载力，以及提高软土地基处理效果等作用。基于此，这就需要施工单位和相关人员，能够结合施工现场的实际情况，选择科学合理的施工方案，进而在满足施工质量的基础上，满足工程要求。
参考文献
[1] 李昆红.试论高压旋喷桩施工技术[J].中国招标，2008（47）：47-50.
[2] 何文华.小议高压旋喷桩的施工工艺及控制措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（1）：102.
[3] 魏辉.高压旋喷桩在郑州地铁深基坑基地加固中的应用[J].价值工程，2012（19）：138-139.
