旋噴樁復合地基技術在加固軟土路基中的應用

張偉

摘要：隨著社會經濟的發展與進步，為我國公路工程的發展帶來了極大的推動作用。路基是整個公路工程中非常重要的組成部分，因此，為了確保路基功能的正常發揮，就要采取合理、有效的措施對其進行加固處理。對此，筆者通過下文對旋噴樁復合地基技術在加固軟土路基中的應用進行了闡述。

關鍵詞：旋噴樁；復合地基技術；加固軟土路基；應用

在公路工程施工中，經常的會遇到軟土地質，這樣對于地基工程的正常施工就會帶來一定的影響。所以，筆者對旋噴樁復合地基技術在軟土地基加固中應用的相關內容進行了分析，從而為有關單位及工作人員在實際工作中提供一定的借鑒作用。

一、技術原理分析

旋噴樁是一種比較常見的軟土地基處理技術，主要是通過鉆機將具有噴嘴的注漿管往土層中所設定的位置鉆進，采用高壓設備令水或者漿液變成20Mpa的高壓流，然后射出噴嘴，沖擊土體，并逐漸的提升鉆桿，將土粒和漿液強制的混合攪拌到一塊。確保待漿液凝固之后，有均勻的柱體能夠形成于土中，進而能夠有效提升地基承載力，使地基土得到改善。

一般在處理淤泥質土、淤泥、素填土、碎石土等地基處理上比較適合應用旋噴樁處理技術，砂土、黃土、素填土、可塑黏性土、粉土的地基，在新建建筑物地基和既有建筑物地基加固中也比較適合應用該項技術。當有大量的植物根莖、較高的有機質和大粒徑的塊石存在于土中，應根據現場試驗結果確定其適用程度。

二、技術應用情況分析

1、復合地基承載力計算

可以按照以下公式計算復合地基承載力：

Ra/Ap·m+β（1-m）fsk=fspk

在這個公式中：復合地基承載力特征值用fspk表示；面積置換率用m表示；單樁豎向承載力特征值用Ra表示；用β表示樁體間土承載力折減系數；處理后樁體之間土體承載力特征值用fsk表示。

其中，樁體間土承載力折減系數β反應的是樁土共同作用的一個參數，它有著較大的變化范圍，確定時也比較困難。因此，為了準確的反應該系數數值，需要結合現場荷載實驗結果而定。

2、復合地基沉降計算

樁端下沒有加固土層的壓縮變形和樁復合土層的平均壓縮變形是復合地基變形的兩個重要方面?？梢园凑障旅娴墓接嬎阈龂姌稄秃贤翆拥膲嚎s變形：

l·（Pz+Pzl）/2Esp=Sl

（1-m）Es+mEp=Esp

上式中： m表示置換率；Pz表示水泥土樁復合土層上部分的負壓壓力值； Pzl為底面的附加壓力值； Esp為壓縮模量； Es表示樁體之間的壓縮模量； l表示樁長。

樁端下面沒有進行加固的土層的壓變形采用設計規范中的相關規定計算。

3、以工程案例進行探究

①、工程基本情況

該工程位于某航道大堤外側，并從上跨的航道橋橋孔下穿越，路基需要進行1-3米的填高，路基下有較厚的軟土層。地質情況：表層為人工填土，碎石、磚石含量高，潮濕、松散，2-6.3m厚，承載力容許值為70KPa；其下為灰色的淤泥，腥味較大，含少量的腐朽貝殼，承載力容許值為60KPa；淤泥下為粘性土，承載力容許值為140KPa。具體的實際要求：處理之后的復合地基承載力控制在130Kpa以上，工后沉降要小于30厘米。

②、工程情況分析

a.根據地質條件，該段路基下淤泥層壓縮性比較高，滲透性小，強度比較低。具有極高的流變性和靈敏性。直接進行路基填筑會導致過大的沉降現象出現，失穩的情況極易發生。

b.該路段表層為人工填土，且其中碎石、磚石較多，需考慮能夠對這種回填土進行有效處理的路基處理方案。

c. 本段路基下穿橋孔，凈高受限制，采用常用的濕噴樁或預應力管樁方案，施工機械設備太高，無法就位。

③、處理方案具體分析

a.對于路基下埋深較深的軟土，可采用濕噴樁或者高壓旋噴樁等進行處理，軟土下黏土層承載力比較高，可以當做樁端的持力層。

b.因很難非常經濟有效的清除干凈地基表層碎石填土，故考慮對路基下軟土及表層碎石填土一并進行處理。旋噴樁施工技術的鉆頭較硬，能夠有效的完成鉆進施工，同時成樁質量高；而采用普通的濕噴方式，由于填土中有較多的碎石、磚石等，施工會花費較大的人力、物力和時間，成樁質量也差。

c.由于橋下凈空所限，對施工機械設備的高度有要求，采用高壓旋噴樁就解決了這方面的問題，施工的機械設備高度能滿足要求，且移動靈活，操作方便。

根據以上分析，擬定如下路基處理方案：

對該段路基采用旋噴樁進行處理，樁徑采用0.6米，樁間距1.5米，梅花形布置，樁穿過軟土層進入黏土層至少0.5m米，樁長約15.4米。另外，將0.6米厚的碎石墊層設置于地表，并在中間鋪設一層土工隔柵。

④、施工控制

施工人員必須要扎實掌握相關施工水平和施工經驗，防止施工中使用不符合標準的人員和設備。為保證旋噴樁的施工質量，根據施工條件、設計要求和相關行業規范，采取如下質量保證措施達到施工質量目標。

a.放注漿管前，先在地表進行射水實驗，待氣、漿壓正常后，才能下注漿管施工。

b.高噴施工時隔兩孔施工，防止相鄰高噴孔施工時串漿。相鄰的旋噴樁施工時間間隔不少于48小時。

c.采用42.5R普通硅酸鹽水泥作加固材料，每批水泥進場必須出具合格證明，并按每批次現場抽樣外檢，合格后才能投入使用。施工中所有計量工具均應進行鑒定，水泥進場后，應墊高水泥臺，覆防雨彩布，防止水泥受潮結塊。

d.漿液水灰比、漿液比重、每米樁體摻入水泥重量等參數均以現場試樁情況為準。施工現場配備比重計，每天量測漿液比重，嚴格控制水泥用量。

e.施工前進行成樁試驗，由設計、業主、監理、施工單位共同確定旋噴樁施工參數，保證成樁直徑不小于設計樁徑。

f.嚴格控制噴漿提升速度，其提升速度應小于0.14m/min 。噴漿過程應連續均勻，若噴漿過程中出壓力驟然上升或下降，大量冒漿、串漿等異常情況時，應及時提鉆出地表排除故障后，復噴接樁時應加深0.4米重復噴射接樁，防止出現斷樁。

g.高噴孔噴射成樁結束后，應采用含水泥漿較多的孔口返漿回灌，防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降，以保證樁頂標高滿足設計要求。

h.因地下孔隙等原因造成返漿不正常，漏漿時，應停止提升，用水泥漿灌注，直至返漿正常后才能提升。

i.實行技術人員隨班作業制，技術人員必須時刻注意檢查漿液初凝時間，注漿流量，風量，壓力，旋轉提升速度等參數是否滿足設計要求，及時發現和處理施工中的質量隱患。

j.根據地質條件的變化情況及時調整施工工藝參數，以確保樁的施工質量。調整參數前應及時向業主、監理、設計部門報告，經同意后調整。

結語：

旋噴樁雖然施工費用要高于水泥攪拌樁，但其施工設備結構緊湊、體積小、機動性強、占地少，并且施工機具的振動很小，噪音也較低，不會對周圍建筑物帶來振動的影響和產生噪音等公害；同時高壓旋噴樁形成的漿流能夠有效的包裹回填土中存在的碎石、磚石等雜物，基本不會影響樁體形成的之類。

軟土地基加固是一項非常重要的施工環節，必須要采用正確的施工技術對地基進行加固處理；對于存在人工填土（碎石、磚石含量大）及施工空間受限的路基處理，建議優先采用旋噴樁。

參考文獻：

[1]耿殿魁.旋噴樁復合地基技術在加固軟土路基中的應用[J].技術應用與分析.2011（07）.

[2]張志民，馬連強.高壓旋噴樁在膠濟客運專線地基處理中的應用[J]. 鐵道勘察.2009（04）.

[3]王啟云，張家生，孟飛.高速鐵路粗粒土路基沉降特征及預測研究[J]. 鐵道標準設計.2014（08）.