论旋喷桩技术在公路工程中的应用

摘要：随着旋喷桩施工技术的不断更新和发展，在公路工程中的应用也越来越多，无论是在公路工程的软地基处理还是基坑防水处理方面的应用都十分成功，作用效果十分明显。旋喷桩施工技术具有经济合理、施工简便和工程效果明显的优点，对于缩短工程工期，提高投资者的效益具有积极的意义。

关键词：旋喷桩施工技术；公路工程；防渗

Abstract: with the jet grouting pile construction technology unceasing renewal and the development, and the application in highway engineering is also more and more, whether in the highway engineering soft foundation treatment or foundation pit waterproof processing applications are very successful, the effect is very clear. Jet grouting pile construction technology is reasonable in economy, construction is simple and engineering effect obvious advantages, to shorten the construction period, improve the benefit of investors has positive significance.

Keywords: jet grouting pile construction technology;highway engineering; seepage-proofing

中图分类号： TU74文献标识码：A文章编号：

随着我国经济的快速发展，也带动了我国公路工程的建设，各种级别和用途的公路工程相继建立。在公路工程的施工过程中，经常会遇到多种工程问题，采用旋喷桩施工技术对于公路工程的地基加固、防渗水处理、边坡治理等方面的应用效果十分明显。本文主要阐述旋喷桩施工技术在公路工程中的应用。

一、高压旋喷桩施工技术简介

在公路工程建设过程中，必将涉及到路基的加固处理，通常使用高压旋喷注浆的施工技术。首先在路基的上层喷射注浆的过程中，会有一部分颗粒比较小的土粒以半置换的方式被带到地表，其余的土质在高压喷射的重力、离心力和冲击力的共同作用下，实现土质的重新排列。形成一种特殊结构的固结体。这种固结体的强度很高，由于高压喷射流的提升速度和脉动的不均匀性，固结体的外形会比较粗糙，但是承载力比较大。

采用高压旋喷桩施工技术，公路路基的软弱土层在高压作用下处于具有一定边界条件的应力状态。旋喷桩是施工过程中对周围地质结构的扰动和挤压，在固结体内出现了超孔隙水压力，暂时降低了土体的强度，在符合地基施工结束之后，随着超孔隙水压力的消失，会逐渐提高旋喷桩的强度。

在高压旋喷桩的施工过程中，必将对周围土地产生一定的挤压作用，产生了侧摩阻力，这样提高了旋喷桩的承载力。在旋喷施工技术之后，浆液的凝固过程中会产生挤压力，会对周围的土体产生密实的作用，部分浆液进入到软土层的土粒中，提高了结构的承载力和强度。

二、旋喷桩施工技术加固应用实例

1、工程概况

某地修建高速公路，长度约为60km，公路路基的软弱土的含水量比较高，达到24.5%-35%；天然空隙比为0.68-1.31，压缩性比较大，强度很低；路基的饱和度比较大达到81%，且大多数呈现出软塑和流塑的状态。该公路工程的路基情况比较差。通过分析与计算，该路段的路基的最大沉降量为90厘米，路基的承载力为75-102kpa，软弱土层的填土高度3-6米，稳定安全系数超过1.1，天然承载力大约为81-105kpa，地基土的承载力应该在160-200kpa以上，路基的沉降量必须小于30厘米。从该公路路基的情况可以看出，路基不满足高速公路的施工要求，路基的填土高度较大，结构极为不稳定，可能会产生滑坡等事故，需要对路基采取加固处理。

2、高压旋喷桩的桩径设计

根据对软弱路基的工程施工经验，旋喷桩的桩径一般在0.6-08米就能够满足加固公路工程的路基的需求。在本工程中使用单管法注浆的施工技术。在确立了旋喷桩的施工方法之后，还需要遵循以下几个原则：

高速公路的软弱路基的加固属于路基加固处理，一般使用水灰比在1:1左右的水泥浆液。

在饱和粘土施工中，旋喷桩的桩径必须要根据工程实际情况加大，最高可以达到1.2米。

对于土层的结构比较复杂的硬土层和砂砾层，可以使用复喷工艺，保证旋喷桩的完整性和强度。

3、旋喷桩的参数确定

对于目前我国的技术要求，载能介质泵都是在20MPa左右，在公路工程的 旋喷桩加固过程中，才用的注浆压力通常为18MPa。

旋喷桩施工过程中提升和旋转的速度与喷流半径有关，桩径的有效半径与喷射角度和喷嘴的几何尺寸有关，也会直接影响到旋喷桩的加固质量。因此，合理控制钻机的提升速度和旋转速度至关重要。在该工程中，旋喷机的注浆压力大于20MPa，设计的提升速度为25cm/min，旋转速度为20r/min，通过工程试验，确定旋喷桩的桩径为0.8米。

喷嘴直径的确定是旋喷注浆的重要环节，半径大侠直接影响喷射速度。正确选择喷嘴直径是保证旋喷桩施工质量的基础，一般单管注浆的喷嘴半径在1-1.6厘米，在本工程中的喷嘴半径为1.4厘米。

4、旋喷桩施工工艺

首先将钻机移动到预先设置的钻孔位置上，钻头和钻孔保持垂直，并且钻头对准孔中心，钻孔过程中最大倾斜角度要控制在1.5%以内。钻孔的目的是将水泥浆喷射到软弱路基中。单管喷浆通常使用76型旋转钻机，适合于粘性涂层和沙土层中钻孔，对于比较坚硬的路基则要选择地质钻机钻孔。在钻孔施工结束之后需要进行插管施工，将喷管插入到一定的底层中，使用76型钻机可以将插孔和钻机一起施工，使用地质钻机在钻孔完成之后，必须将岩心管拔出，然后使用人工的方式将旋喷管插入到预定的深度。插管过程需要做好旋喷管防堵措施，可以边插管和边注水，注射的压力要控制在1MPa以内，如果压力过大，可能会导致孔壁坍塌。

当钻孔和插管施工结束之后，需要严格按照试验确定的参数，从路基的下部向上进行喷射注浆。在注浆过程中需要随时检查水泥浆液的初凝时间、压力注浆流量以及喷射机的旋转提升速度，保证施工过程的顺利进行，做好施工记录。如果水泥浆液的初凝时间超过20h，该浆液不得使用到工程当中。工程使用的水泥浆液的水灰度控制在1:1左右，初凝时间在15小时最佳。在水泥浆液喷射前需要检查管理系统和高压设备，各种参数是否符合工程确定的施工要求，尤其是管路系统的密封措施要处于良好的状态，不得存在杂物等。

在一个孔位施工技术之后，需要将注浆管等施工机械设备清洗干净，不得残留水泥砂浆。

在喷射注浆施工完成之后，由于水泥浆液的析水，会出现不同程度的收缩，固结体的顶部出现凹穴等病害，应该及时用水灰比在0.6-1.0的水泥浆液进行补浆措施，同时也要做好防治杂物或者泥土等杂质进入到孔中。

结语：

高压旋喷桩施工技术具有适用范围比较广、安全可靠、施工操作比较简单和对环境影响比较小等优点，在建筑物、公路和桥梁的基础结构加固中的应用比较广泛，也可以用于隧道可能出现坍塌部位的加固和建筑中防水防渗漏的处理。高压旋喷桩施工技术在公路施工中的应用，大大提高了路基的强度和承载力，解决看了很多施工难题，经济效益比较明显。

参考文献：

[1]周晓龙，廖红.高压旋喷桩桩身强度统计计算与载荷试验分析.徐州建筑职业技术学院学报，2005（1）．

[2] 杨俊．旋喷桩的施工技术及其应用[J]．广东交通职业技术学院学报，2005(3)

[3] 李新华，杨彩晓，张宏伟．高压旋喷桩复合地基的分析及应用[J]．山西建筑，2011， (9)

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