摘要：高壓噴射注漿是一項加固和防滲的新技術，需要有一個發展和完善的過程。隨著軟土地基加固技術和堤壩防滲技術的迅速發展，高壓噴射注漿技術也有了新的發展，特別是在大顆粒地層動水條件下的高噴注漿防滲技術和淤泥地層中的高噴注漿加固技術等方面均有了新的突破，并且不論是施工規模還是施工深度均走在了世界前列。
　　關鍵詞：高壓旋噴樁；承載；應用
　　引言
　　高壓旋噴樁以其經濟實用的性能，設計方法，以及施工中基本不產生環境污染，在工程中得到了廣泛的應用，擴底樁是在灌注樁基礎上發展起來的一種新樁型，通過壓力或機械的方式在樁底形成一個擴大頭，增大有效承載面積，從而提高樁端承載力，使擴底樁成為以樁端支承為主，樁周側摩阻力為輔的樁型。在同樣樁長的情況下，可大大提高其承載力。
　　一、高壓旋噴擴底樁的設計
　　1.1擴底樁選型
　　擴底樁將其上部荷載通過樁身傳遞到樁端，再進一步傳遞到樁端下端持力層土體，故設計計算時可將樁身等效為傳力桿件，將單樁設計簡化為樁身傳力桿設計，而擴底基礎的設計主要受埋深和三擊貫入度的影響，故可以將擴底的設計用下式表示：
　　D=F（L，Ae，d）
　　式中L為樁間距（m），Ae為等效計算面積，d為等效基礎埋深（m）。
　　同一工程既可選擇大間距、埋置的基礎，也可選擇間距小、埋深淺的基礎，對擴底樁的設計即為選擇最佳間距、埋深和等效計算面積Ae，使工程造價最低。
　　由于這三者在施工中相互影響和制約，樁型的選擇除了要考慮設計方案的經濟型外，還要考慮擴底樁的施工因素，若樁型選擇不當會造成施工困難，增加施工成本。
　　1.2設計樁長確定
　　高壓旋噴擴底樁的設計樁長主要考慮上部結構荷載和樁端土層情況兩個因素。既要滿足上部結構的荷載要求，還要便于施工。
　　高壓旋噴擴底樁的持力層可以為可塑～硬塑狀態的粘性土以及粉土、砂土、碎石土。而擴底所在的加固土層可以經過確定為穩定的所有土層。當軟塑狀態粘性土、素填土、雜填土和濕陷性黃土經過試驗確定為穩定可靠的土層時也可作為樁端被加固土層。
　　1.3擴底旋噴樁設計
　　根據實際工程情況及所做固結體室內試驗情況，可采用底部擴大的擴底旋噴樁形式，上部樁徑d=60cm，擴大頭部分直徑D=100cm，擴底端長120cm。樁距為1.5m，以第1層為持力層，平均樁長為17m。
　　根據室內試驗結果，若工程采用425#普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為500kg/m3水灰比1：1～0.8：1，比重為1.49～1.60g/cm3。
　　水泥漿壓力為20-30MPa，空壓機壓力為0.7MPa，旋轉速度為10-20r/min，提升速度為10-25cm/min。
　　根據上述設計參數，利用復合地基的承載力計算公式和沉降計算公式，計算結果表明經過降水聯合擴底旋噴樁加固后場地的地基承載力和沉降都達到預期要求。
　　二、高壓旋噴擴底樁施工
　　2.1施工工藝
　　施工前應根據現場環境和地下埋設物的位置等情況，復核高壓噴射注漿的設計孔位。
　　1.定位
　　在施工過程中，必須采用跳打法以防止孔間串漿。移動地質鉆機到指定樁位對中，同時保證鉆機的垂直度，以使鉆孔達到設計垂直度。鉆機就位后，再作水平校正，使其鉆桿軸線對準鉆孔中心位置。鉆機安放在設計的孔位上并應保持平穩、水平，樁架垂直，施工時旋噴桿的允許傾斜度不得大于1.5%。
　　2.鉆孔：
　　鉆機就位后，開啟鉆機鉆孔，保證鉆機鉆孔的位置與設計位置的偏差不得大于50mm。鉆進過程中要記錄完整，對巖性、孔深、鉆桿數量、長度、塌孔、掉塊、漏漿的深度和時間記錄詳細，終孔后用砂袋塞住孔口，以防止雜物掉入孔內。鉆孔設備采用GD-2型和G-2A型鉆機進行施工。
　　3.插管
　　鉆孔完畢后，拔出芯管，插入噴射注漿管至預定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管，水壓力不超過1Mpa。
　　4.噴射注漿
　　噴射注漿管插入預定深度后，由下而上進行噴射注漿，注漿時注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、風量、壓力、旋轉提升速度等是否符合設計要求，并做好記錄。注漿管分段提升時注漿搭接長度不小于100mm。冒漿量小于注漿量20%為正常，超過20%或完全不冒漿時，應查明原因，采取相應措施：
　　冒漿量過大，可提高噴射壓力、適當縮小噴嘴孔徑、加快提升和旋轉速度。
　　地層中較大空隙，出現不冒漿現象，可摻入速凝劑，縮短固結周期，使漿液在一定土層范圍內固結；在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再繼續正常噴漿。
　　5.成樁
　　成樁完畢，將注漿管等機具設備沖洗干凈，管內機內不得殘存水泥漿，可用水代替漿液在地面上噴射，以使泥漿管、注漿管和軟管內的漿液全部排出。移動樁機至下一樁位繼續施工。
　　6.高壓旋噴樁施工工藝流程圖
　　
　　若工程采用425#普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為550kg/m3，水灰比1：1～0.8：1，比重為1.49～1.60g/cm3。
　　水泥漿壓力為15MPa，空壓機壓力為0.7MPa，旋轉速度為10-20r/min，提升速度為20cm/min，其中在擴底部分水泥漿壓力為25MPa，空氣壓力為0.8MPa，選擇速度為25r/min，提升速度為25cm/min。
　　2.2高壓旋噴樁施工保證措施
　　（1）測量放線由專職測量人員負責測量放線及樁位的定位。
　　（2）樁機必須端正、穩固、水平、用經緯儀保持垂直度。
　　（3）旋噴前要檢查高壓設備和管路系統，其壓力和流量必須滿足設計要求。噴射時，鉆桿的旋轉和提升必須連續不中斷，拆卸鉆桿連續旋噴時，要注意保持鉆桿有0.1米的搭接長度，不得使噴射固結體脫節。
　　（4）漿液配制必須按規定的配合比進行配制。
　　（5）開挖溝槽及清障時，要控制好溝槽兩邊尺寸，以便設備的就位。
　　（6）攪漿系統要保持完好，準備好備用泵等設備。
　　（7）對開槽及溢出的泥土要及時清運，創造良好的施工環境。
　　三、高壓旋噴擴底樁施工監督和質量控制
　　3.1施工質量控制與管理
　　高壓旋噴樁加固地基屬于隱蔽工程，施工時不能直接觀察它的質量，但可以通過施工過程中各工序的操作、工藝參數和漿液濃度等因素的實際執行情況以及土層的各種反應（冒漿量大小和冒漿濃度、冒漿的通道位置、土開裂狀態等）來控制高壓旋噴樁的質量。
　　1．孔位
　　應專人負責孔位的放線定位工作，鉆孔前需復合孔位，誤差不得大于5cm。
　　2．樁體深度
　　鉆孔時必須有鉆孔深度記錄，技術負責人要核對注漿管深度和鉆孔深度是否相符，鉆孔的垂直度必須等于或小于設計要求。
　　3．水泥漿配比控制
　　水泥漿配比是影響旋噴樁質量的重要因素，因此要嚴格加以控制。可以用比重稱或比重計來抽查水泥漿是否復合設計要求。在工程中，使用便攜式DA-130N比重計，每天對水泥漿配比進行抽查檢驗。
　　4．冒漿的處理
　　由于旋噴樁現場會產生較多的冒漿，因此要及時的進行處理。一方面及時排運出冒漿保持現場干凈，或加以回收再灌入；另一面可透過冒漿出現的時間、冒漿中含土的種類和數量，水泥的含量和冒漿的多少等現象，間接了解高壓旋噴樁質量，這是在施工過程中調整高壓注漿參數的重要依據之一。
　　5．噴射方向、提升速度的控制
　　高壓旋噴樁的噴射方向、提升速度和旋轉速度也是影響高壓旋噴樁樁身質量的關鍵因素，直接影響樁身的強度和直徑。特別是高壓擴底旋噴樁，在擴底部分一定要按照設計要求控制提升速度和噴射壓力，以保證擴底樁的質量。因此，按照設計的要求，在施工過程中，監理單位組織了專門的人員對此進行了現場監控，并制定了嚴厲的處罰措施。
　　3.2質量監測和檢測
　　3.2.1質量檢查的內容
　　1．固結體質量檢查
　　檢查樁體的整體均勻性、垂直度、有效直徑或長度、寬度、抗壓強度、抗剪強度、彈性模量、滲透系數和耐久性等項測試。
　　2．注漿效果試驗
　　3．工程質量測定
　　包括建筑物沉降，樁身質量檢測等。
　　3.2.2檢測數量
　　每個建筑工程噴射注漿處理后，不論其規模大小，均應進行檢驗。檢驗數量為高壓旋噴注漿施工總孔數的2%～5%，少于20孔的工程，至少要檢驗2個點。檢驗不合格者，應在不合格的點位附近，進行補噴或采取有效的補救措施，然后進行檢驗。檢驗點的位置應重點布置在建筑工程的關鍵地方，如承重大、幕墻中心線等地方。檢驗時間應在噴射注漿后28天后進行。
　　3.2.3質檢方法
　　質檢方法有開挖檢查、鉆孔取芯、旁壓試驗、標貫、動力觸探、載荷試驗、透水試驗、室內試驗和其他破壞性試驗等9種方法。
　　《建筑地基處理技術規范》（JGJ79－2002）規定：高壓旋噴注漿可根據工程要求和當地經驗采用開挖檢查、取芯、標貫、載荷試驗或圍井注水試驗等方法進行檢驗，并結合工程測試、觀測資料及實際效果綜合評價加固效果；豎向承載力旋噴樁復合地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗和單樁載荷試驗；載荷試驗必須在樁身強度滿足試驗條件時，并宜在成樁28天后進行。檢查數量為樁總數的0.5%～1%，且單體工程不應小于3點。
　　四、高壓旋噴擴底樁施工安全保證措施
　　（1）施工場地內保持清潔，各工點設標牌，標明負責人，工程項目等，建成文明施工工地。
　　（2）按照施工組織設計的平面布置圖，認真搞好施工現場規劃，做到布局合理，井然有序，施工現場的臨時用電和排水設施安裝要規范安全可靠。
　　（3）施工場地內各種材料要分類堆放整齊，掛設標牌，標明材料規格、產地等，不同材料不能混放。各級負責人及工作人員一律掛胸牌上崗。
　　（4）施工現場要設醒目的安全標語和安全警示標志，提示行人注意安全。
　　（5）施工時，注意保護環境，采取措施不壓縮、不侵占、不污染水溝及河道，保護水源，保護樹木、植被。運輸道路、便道應灑水防塵，防止污染環境。
　　（6）電纜穿越易受機械損傷的場所時加設防護套管，且嚴禁用金屬裸線作綁線。
　　（7）配電箱內的開關電器與配電線路一一對應配合，開關箱與用電設備之間實行“一機一閘”制，禁止“一閘多機”。且開關箱的開關電器的額定值與用電設備額定值相適應。
　　（8）所有配電箱、開關箱在其箱門處標注其編號、名稱，用途和分路情況。
　　（9）所有配電箱、開關箱、電氣線路、用電設備和保護設施進行檢查處置均由電氣專業人員完成。檢查、維修周期每月至少一次，每次檢查均按規定做好專門的臺帳記錄。
　　（10）正確使用個人勞動保護用品，進入施工現場必須戴好安全帽，在設有防護設施的高空作業時，必須栓好安全帶。嚴禁穿拖鞋、光腳、赤膊等進入工地。
　　五、結論
　　高壓旋噴樁以其經濟實用的工程性能以及施工過程中基本不產生環境污染的良好工程特性在實際工程中得到了廣泛的應用。擴底樁是在灌注樁基礎上發展起來的一種新樁型，它是通過機械設備提供的壓力在樁底形成一個擴大頭，增大有效承載面積，從而提高樁端承載力，使擴底樁成為以樁端支承為主、樁周側摩阻力承載為輔的樁型。在相同樁長情況下，其承載力得到大大提高。
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