论文部分内容阅读
摘 要：软土路基作为公路工程施工的主要病害问题，为确保软土路基施工的质量，必须选择与之相适应的处理技术，如高压喷射注浆技术，这种技术在软基处理中的大量应用，可以有效提升公路工程的整体质量。本文主要对高压喷射注浆法的概况、施工技术要点及注意事项进行了分析与探究。
关键词：高压喷射注浆法；公路工程；软土路基
软土地基处理是高速公路建设中常遇到的难题之一，尤其是近年来，随着高等级公路建设迅速发展，各种新工艺、新技术、新方法在软土路基的处理中得到空前运用，一旦处理方法选择不当，或是施工质量不过关，极易使公路路基在后期发生不同程度的沉降，进而引起各种道路质量病害。利用高压旋喷技术加固公路软土地基得到高速公路建设者的重视，它是在化学注浆法的基础上采用高压射流切割技术发展而来的，具有施工机具设备简单、操作方便、材料便宜、效率高、质量易于控制、加固效果好等优点。下面笔者简要介绍高压旋喷桩在软土地基处理中的应用的技术要点。
一、高压喷射注浆法的概况
高压喷射注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入到处理土层的预定深度，然后将浆液（常用水泥浆）以高压冲切土体。在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转提升，即形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。加固后可用以提高地基承载力，减小沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起，建成防渗帷幕，适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。
高压喷射注浆技术施工压力已达40MPa，故可分为高压与超高压两种工法，施工深度可达25m～40m，加固体最大直径可达2m，且强度稳定。旋喷桩主要用于软土地基中进行加固、减少地基土变形，高压旋喷注浆法还可根据土质条件及管路数目，分为单管法、二重管法、三重管法和多重管法。旋喷法可控制加固范围，能够连成一片，旋喷成垂直桩、水平桩和斜桩，也可制成一定间距的桩柱体，只要适当调配硬化剂的用量，便能使各个施工对象得到相应的强度。
二、高压喷射注浆技术的施工技术要点
1、施工工艺参数要求
高压喷射注浆法可分为单管法、双管法和三管法，它们的高压水泥浆或高压水的压力都应大于20MPa。所采用的水泥宜为强度等级在32.5级及以上的普通硅酸盐水泥，并通过试验来确定外加剂和掺合料的用量。水泥浆液的水灰比可取0.8——1.5，一般用1.0，具体的应根据工程地质特点或实际工程要求确定。喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m；应详细记录实际钻孔的孔位、孔深和地下障碍物、洞穴、涌水等情况。
当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高便可进行注浆操作，各种参数达到规定值后，即可提升喷射管，由下而上喷射注浆。喷射时低压水泥浆的灌注压力通常在1.0MPa——2.0MPa左右，气流的压力以空气压缩机的最大压力为限，一般大约在0.7MPa左右。采用旋转提升喷射方式时，旋转速度可取10r/min——20r/min，一般提升速度为0.05m/min——0.25m/min。
2、施工机具及监测仪表
高压喷射注浆施工的主要机具包括钻孔机械和喷射注浆设备两大类。国内高压喷射注浆法的主要施工机具有：钻机、高压泥浆泵、高压水泵、空气压缩机、普通泥浆泵、泥浆搅拌机、真空泵、单管等。
为了确保高压喷射注浆的质量达到设计要求，必须对各种喷射介质的压力和流量及喷头的旋摆速度、摆动角度和提升速度等参数，用仪器记录下来。一则当各种参数超过或低于设计值时，及时闪光鸣笛报警，便于施工人员及时检查排除故障；二则可作为原始记录存档，便于质量管理。
3、施工组织与准备工作
施工前要做好现场复查，首先，要按照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和安全的障碍物，如遇到电线、水管、邻近建筑物、下水道、地下电缆线、煤气管道、人防工事、其它地下埋设物等障碍物，影响施工者，则应与有关单位协商搬移或更改设计孔位。其次，是核对地质资料。
4、施工程序
（1）钻机就位。将钻机垂直地安放在设计的孔位上，并且施工时的倾斜度应小于1.5%。
（2）钻孔。单管旋喷可用76型旋转振动钻机，适用于标准贯入小于40的粘性土层和砂土，其钻进深度可达30m以上。若地层较为坚硬，则可用地质钻机钻孔。孔位与设计的偏差应小于50mm。
（3）插管。使用70改进型或76型振动钻机钻孔时，钻孔完成时插管作业同时完成。若用地质钻机钻孔，在完成后应将岩芯管拔出，并用旋喷管插入到预定深度。为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，但要注意水压不可太高，否则可能造成孔壁坍塌。
（4）喷射和复喷。喷管插入预定深度后，便可进行喷射施工，操作过程中应由专人检查和记录浆液初凝时间、提升速度、注浆流量、压力等参数，并绘制作业过程曲线。为扩大加固范围，可根据设计的桩径可喷射范围的要求来进行复喷的方法。喷射时注意若浆液初凝时间超过20h，应将其废弃。
（5）冲洗。喷射施工完毕后，应把注浆管及其他机具洗净，保证不残留水泥浆。
（6）移动机具。移动钻机设备到新孔位上。
三、公路软基施工中高压喷射注浆施工注意事项
在社会主义市场经济高速发展的今天，市场竞争压力越来越重，对公路工程的质量提出了更高地要求。在施工中往往存在诸多问题，如冒浆、固结体顶部收缩凹穴等，为此，施工企业必须对其加以重视，并进行有效处理。
1、冒浆及其处理。在旋喷过程中，可能会出现一定数量的土颗粒随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面的现象。若冒浆量超过注浆量的20%，就应查明原因并采取有效地应对措施。冒浆量过大的主要原因是由于注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致，即有效喷射范围与注浆量不适应。此时可适当提高喷射压力，或者加快提升和旋转速度，或者适当缩小喷嘴孔径。
2、固结体顶部收缩凹穴及其处理。在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中，固结体由于析水收缩作用而在顶部出现一个凹穴，此时可开挖出固结体顶部，对凹穴灌注混凝土直至填满凹穴。
3、施工过程中喷嘴或管路被堵塞导致压力突然大幅上升。为防治此类问题，应认真检查风、水、浆的通道，插管前可用薄塑料包扎好风、水喷嘴；平时加强注浆泵的维护保养，减少注浆过程中发生故障的几率；喷射结束后按要求做好各系统的清理工作。
四、结束语
综上所述，公路工程作为国民经济发展的重要支撑，其行业的发展对国民经济的发展具有极大的影响力。随着软土高压喷射注浆施工技术水平的不断提升，公路工程施工质量的优劣将直接影响到工程事业的整体水平。因此，施工企业必须高度重视高压喷射注浆施工技术及质量，对施工过程中每个环节的质量进行严格把关，只有这样才能避免工程安全隐患的产生，才能进一步提升整个工程施工的质量。
参考文献
[1] 赵伟. 利用高压喷射注浆技术治理软土路基病害[J]. 铁道建筑. 2016（05） [2] 马远荣，胡钧策. 高压喷射注浆法在地基加固中的应用[J]. 山西建筑. 2015（24）.
[3] 曾令卫. 高压喷射注浆技术及其在软土地基处理中的应用研究[J]. 中国高新技术企业. 2011（13）.
[4] 刘宇锋. 从软土地基处理浅谈高压喷射注浆法的设计与施工[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2011（08）.
[5] 万友明. 高压喷射注浆技术及其在公路工程中的应用[J]. 湖南城建高等专科学校学报. 2013（03）.
关键词：高压喷射注浆法；公路工程；软土路基
软土地基处理是高速公路建设中常遇到的难题之一，尤其是近年来，随着高等级公路建设迅速发展，各种新工艺、新技术、新方法在软土路基的处理中得到空前运用，一旦处理方法选择不当，或是施工质量不过关，极易使公路路基在后期发生不同程度的沉降，进而引起各种道路质量病害。利用高压旋喷技术加固公路软土地基得到高速公路建设者的重视，它是在化学注浆法的基础上采用高压射流切割技术发展而来的，具有施工机具设备简单、操作方便、材料便宜、效率高、质量易于控制、加固效果好等优点。下面笔者简要介绍高压旋喷桩在软土地基处理中的应用的技术要点。
一、高压喷射注浆法的概况
高压喷射注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入到处理土层的预定深度，然后将浆液（常用水泥浆）以高压冲切土体。在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转提升，即形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。加固后可用以提高地基承载力，减小沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起，建成防渗帷幕，适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。
高压喷射注浆技术施工压力已达40MPa，故可分为高压与超高压两种工法，施工深度可达25m～40m，加固体最大直径可达2m，且强度稳定。旋喷桩主要用于软土地基中进行加固、减少地基土变形，高压旋喷注浆法还可根据土质条件及管路数目，分为单管法、二重管法、三重管法和多重管法。旋喷法可控制加固范围，能够连成一片，旋喷成垂直桩、水平桩和斜桩，也可制成一定间距的桩柱体，只要适当调配硬化剂的用量，便能使各个施工对象得到相应的强度。
二、高压喷射注浆技术的施工技术要点
1、施工工艺参数要求
高压喷射注浆法可分为单管法、双管法和三管法，它们的高压水泥浆或高压水的压力都应大于20MPa。所采用的水泥宜为强度等级在32.5级及以上的普通硅酸盐水泥，并通过试验来确定外加剂和掺合料的用量。水泥浆液的水灰比可取0.8——1.5，一般用1.0，具体的应根据工程地质特点或实际工程要求确定。喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m；应详细记录实际钻孔的孔位、孔深和地下障碍物、洞穴、涌水等情况。
当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高便可进行注浆操作，各种参数达到规定值后，即可提升喷射管，由下而上喷射注浆。喷射时低压水泥浆的灌注压力通常在1.0MPa——2.0MPa左右，气流的压力以空气压缩机的最大压力为限，一般大约在0.7MPa左右。采用旋转提升喷射方式时，旋转速度可取10r/min——20r/min，一般提升速度为0.05m/min——0.25m/min。
2、施工机具及监测仪表
高压喷射注浆施工的主要机具包括钻孔机械和喷射注浆设备两大类。国内高压喷射注浆法的主要施工机具有：钻机、高压泥浆泵、高压水泵、空气压缩机、普通泥浆泵、泥浆搅拌机、真空泵、单管等。
为了确保高压喷射注浆的质量达到设计要求，必须对各种喷射介质的压力和流量及喷头的旋摆速度、摆动角度和提升速度等参数，用仪器记录下来。一则当各种参数超过或低于设计值时，及时闪光鸣笛报警，便于施工人员及时检查排除故障；二则可作为原始记录存档，便于质量管理。
3、施工组织与准备工作
施工前要做好现场复查，首先，要按照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和安全的障碍物，如遇到电线、水管、邻近建筑物、下水道、地下电缆线、煤气管道、人防工事、其它地下埋设物等障碍物，影响施工者，则应与有关单位协商搬移或更改设计孔位。其次，是核对地质资料。
4、施工程序
（1）钻机就位。将钻机垂直地安放在设计的孔位上，并且施工时的倾斜度应小于1.5%。
（2）钻孔。单管旋喷可用76型旋转振动钻机，适用于标准贯入小于40的粘性土层和砂土，其钻进深度可达30m以上。若地层较为坚硬，则可用地质钻机钻孔。孔位与设计的偏差应小于50mm。
（3）插管。使用70改进型或76型振动钻机钻孔时，钻孔完成时插管作业同时完成。若用地质钻机钻孔，在完成后应将岩芯管拔出，并用旋喷管插入到预定深度。为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，但要注意水压不可太高，否则可能造成孔壁坍塌。
（4）喷射和复喷。喷管插入预定深度后，便可进行喷射施工，操作过程中应由专人检查和记录浆液初凝时间、提升速度、注浆流量、压力等参数，并绘制作业过程曲线。为扩大加固范围，可根据设计的桩径可喷射范围的要求来进行复喷的方法。喷射时注意若浆液初凝时间超过20h，应将其废弃。
（5）冲洗。喷射施工完毕后，应把注浆管及其他机具洗净，保证不残留水泥浆。
（6）移动机具。移动钻机设备到新孔位上。
三、公路软基施工中高压喷射注浆施工注意事项
在社会主义市场经济高速发展的今天，市场竞争压力越来越重，对公路工程的质量提出了更高地要求。在施工中往往存在诸多问题，如冒浆、固结体顶部收缩凹穴等，为此，施工企业必须对其加以重视，并进行有效处理。
1、冒浆及其处理。在旋喷过程中，可能会出现一定数量的土颗粒随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面的现象。若冒浆量超过注浆量的20%，就应查明原因并采取有效地应对措施。冒浆量过大的主要原因是由于注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致，即有效喷射范围与注浆量不适应。此时可适当提高喷射压力，或者加快提升和旋转速度，或者适当缩小喷嘴孔径。
2、固结体顶部收缩凹穴及其处理。在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中，固结体由于析水收缩作用而在顶部出现一个凹穴，此时可开挖出固结体顶部，对凹穴灌注混凝土直至填满凹穴。
3、施工过程中喷嘴或管路被堵塞导致压力突然大幅上升。为防治此类问题，应认真检查风、水、浆的通道，插管前可用薄塑料包扎好风、水喷嘴；平时加强注浆泵的维护保养，减少注浆过程中发生故障的几率；喷射结束后按要求做好各系统的清理工作。
四、结束语
综上所述，公路工程作为国民经济发展的重要支撑，其行业的发展对国民经济的发展具有极大的影响力。随着软土高压喷射注浆施工技术水平的不断提升，公路工程施工质量的优劣将直接影响到工程事业的整体水平。因此，施工企业必须高度重视高压喷射注浆施工技术及质量，对施工过程中每个环节的质量进行严格把关，只有这样才能避免工程安全隐患的产生，才能进一步提升整个工程施工的质量。
参考文献
[1] 赵伟. 利用高压喷射注浆技术治理软土路基病害[J]. 铁道建筑. 2016（05） [2] 马远荣，胡钧策. 高压喷射注浆法在地基加固中的应用[J]. 山西建筑. 2015（24）.
[3] 曾令卫. 高压喷射注浆技术及其在软土地基处理中的应用研究[J]. 中国高新技术企业. 2011（13）.
[4] 刘宇锋. 从软土地基处理浅谈高压喷射注浆法的设计与施工[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2011（08）.
[5] 万友明. 高压喷射注浆技术及其在公路工程中的应用[J]. 湖南城建高等专科学校学报. 2013（03）.