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高压喷射注浆法在路桥软基处理中的应用
作者：田阁 李增堃
来源：《卷宗》2017年第30期
摘 要：路桥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巨大影响力。将高压喷射注浆施工技术应用于路桥软基处理中，可有效提升工程质量。本文主要对高压喷射注浆法的概况、施工工艺及注意事项进行了分析与探究。 关键词：公路工程；软土路基；高压喷射注浆技术 1 高压喷射注浆法的概况
高压旋喷注浆法始创于日本，它是在化学注浆法的基础上，采用高压水射流切割技术而发展起来的。高压喷射注浆就是利用钻机钻孔，把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后，以高压设备使浆液成为20Mpa以上的高压射流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。部分细小的土料随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力，离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基的变形，达到地基加固的目的。其施工优点如下：
1、施工简便。高压喷射注浆法施工时，只需使用钻机在施工范围内的土层中钻出小孔，将旋喷管送至预定位置就可以喷射形成最大直径为两米的固结体，有效加固软土地基，减少地基变形。
2、固结体形状可以控制。喷射流移动的方向可以有效的控制所形成固结体的形状。为了满足施工的需要，可以调整喷射的速度、方向和喷射压力使固结体形成预期的形状，施工中常用的有垂直桩、倾斜桩以及水平桩。
3、耐久性良好。高压喷射注浆法在在软土地基的加固中，运用水泥泥浆加固软土土层，不仅能够取得预期的加固效果，且具有良好的耐久性，能够延长公路工程的使用寿命。 4、无公害。在高压喷射注浆时，机械震动很小，不会产生噪音污染，更不会对工地附近的居民生活造成影响。而且喷浆时受高压的影响，浆液流失少，使材料得到充分的利用，减少浪费，节工程成本。
2 路桥工程软基处理中高压喷射注浆施工工艺 1、施工准备
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施工前期，应先进行施工图、工程地质报告、土工实验报告等资料的收集及掌握，要求进行施工组织设计的合理编制，且详细检验原材料的质量，只有确保其质量合格后，才能用于施工。
2、钻机就位
在设计孔位放置钻机，保证钻孔头与孔中心对准。为确保钻孔与设计规定垂直度要求相符，必须在钻机就位后，做好水平校正工作，以此达到钻杆轴线能够与钻孔中心位置垂直，要求在1.5%以内控制喷射注浆管的偏差值。 3、钻孔
实施钻孔的目的是为了向设定地层内插入喷射注浆管，钻孔具有较多方式，要求严格按照地层地质情况、加固深度、机具设备配置情况进行钻孔方式的合理选择。根据工程实际情况，本文选取单管喷浆方式，选取的机械为76型旋转振动钻机，可在30m以上控制钻进深度，可在砂土或粘性土层标准贯入度40以下时进行施工，如地层过于坚硬，则钻孔时可选取地质钻机进行施工。特殊情况下，可选取二重管、三重管喷浆法，同样钻孔也选取地质钻机，并在50mm以内控制钻孔位置和设计位置之间的偏差。 4、插管
向地层设计深度内插入喷射注浆管，钻孔可选用76型振动钻机，并同时进行插管和钻孔施工，也就是说完成钻孔后，即可完成插管施工。此时钻孔结束后，应及时将岩芯管拔出，且将喷射注浆管换上，向设计深度插入。在插管施工中，为避免泥沙对喷嘴造成堵塞，需同时进行射水、插管施工，要求在1mpa以内控制水压力，如压力过大，将导致孔壁坍塌。 5、喷射注浆
喷射注浆插入深度符合设计规定值后，应按照从下到上的顺序进行注浆施工。此时必须指派专人对浆液初凝时间、注浆流量、压力等进行实时检查，且做好记录工作，并进行过程曲线绘制。如浆液初凝时间在20小时以上，则此水泥不得使用，必须在15小时左右控制初凝时间。 6、冲洗
完成上述施工流程后，需及时清理干净注浆管等机械，防止水泥将残留到管内。一般可选取水替换浆液，并喷射到地面，为彻底排出泥浆泵、注浆管及软管内的浆液提供便利。随后将钻机等机械向下一个孔位移送。
3 路桥软基处理中高压喷射注浆注意事项
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软土地基处理是路桥建设中常遇到的难题之一，尤其是近年来，随着道路建设事业迅速发展，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，极易使路桥工程在后期发生不同程度的沉降，进而引起各种道路质量病害。利用高压喷射注浆技术加固路桥软土地基得到建设者的重视，但施工过程中还需对以下几点加以重视。
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。
4、如安全阀门与管路接头位置密封圈不严或存有泄漏问题，将导致压力上不去，为有效解决该问题，需及时停机进行详细检查，通过检查压力自然上升，且进行调压试验，一般选取清水进行试验，直至满足压力需求即可。当存有地下埋设物，或地面平实度不足等问题，将大大增加钻孔沉管的难度，甚至出现冒浆等现象，此时要求放桩位点时必须进行钎探，及时清理干净地下埋设物或移动桩位点。要求场地平整工作必须在喷射注浆前进行，需垂直钻杆，在1.5%以内控制倾斜度。通过侧口式喷头，达到出浆口径降低及喷射能力提升的目的，实现浆液量基本等同于实际需求，降低冒浆问题产生率。在水泥浆液充分拌和土后，旋喷桩因浆液析水特征，将出现收缩现象，进而导致凹陷问题出现于固结体顶部，伴随土质浆液析水性特征，其深度将逐步增加。为避免此类问题出现，要求在完成旋喷桩施工后，凿去固结体顶部部分位置，通过混凝土填满凹陷位置，或把浆液再次灌入旋喷孔内。除此之外，在结束旋喷注浆后，需在固体顶部50到100cm之间再钻进050到100cm，在原位提杆再注浆复喷一次加强。 4 结束语
综上所述，随着我国社会的不断进步和经济的快速提升，交通运输行业得到了突飞猛进的发展，人们不断提高的生活质量对交通运输提出了更高的要求。在我国基础设施中，路桥作为重要组成部分推动了我国经济发展。软土地基作为路桥工程施工的主要病害之一，为提高施工质量，必须选取科学有效的处理方法进行施工，如高压喷射注浆技术，通过不断提升其技术水平，规范施工工艺，才能做好质量控制工作，才能确保路桥工程建设质量，才能为路桥建设事业的发展贡献一份力量。