1.旋噴樁加固機理
　　旋噴樁是利用鉆機將帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至土層的預定深度，之后用高壓脈沖泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置向四周以高速水平噴入土體，在噴射過程中通過3600旋轉并徐徐提升注漿管，鉆桿在以一定速度逐步向上提升和旋轉漿液形成高壓噴出后具有很大動能即產生高壓、高速噴射流，其高壓噴射流可置換大量軟弱層并擠密樁周土，并可讓沙礫石墊層或粘土與水泥漿充分混合、膠結、硬化，固結成為一個整體，最終可在樁周圍形成具有高強度的水泥土樁實現改良土壤、增加地基強度、減少土體壓縮變形、提高地基承載力。其加固過程可分為三個步驟：
　　破壞土體。在高壓噴射流沖擊土體時其能量高度集中于一個很小的區(qū)域，因此該區(qū)域內與周圍土和土結構間會產生很大的壓應力作用，當該應力超過土顆粒結構的破壞臨界值時則土體會受到破壞，且破壞力與流速的平方成正比，而要增加流速則應增加噴射壓力，使其具有足夠的能量沖擊并破壞土體，其壓力越高、流速越大、破壞力也越大。
　　旋噴成樁。高壓噴射流對土體的破壞作用導致土體由整體變?yōu)樗缮顟B(tài)，隨著噴射流的連續(xù)沖切和移動其對土體破壞的深度和范圍不斷擴大，被切削下來的部分細小土粒被漿液置換發(fā)生升揚置換作用，隨著液流以泥漿的形式被帶到地面，而其余的土顆粒在噴射動壓力、離心力和重力的共同作用下，在橫斷面上按照質量大小有規(guī)律的重新排列并與漿液攪拌混合形成新型的水泥-土網絡結構。
　　水泥與土的硬化。在噴射過程中土體被破壞粉碎成各種粒徑或大小不同的土團，其間隙被水泥漿所填滿，因此在水泥土內可形成一些水泥及細土顆粒較多的微區(qū)，而土團內則無水泥，水泥的水解水化作用及其與土顆粒間作用，并不斷在水泥和土顆粒周圍形成各種晶體，并不斷生成、延伸并交織在一起形成空間網絡結構，土團則被包圍在骨架中間，隨著土體被擠密，其內部水分也逐步消失，并形成特殊的水泥土骨架結構而增強了水泥土的強度。
　　2.施工工藝
　　2.1 灰漿制作
　　其應按照灰漿的配比要求，根據泥漿罐的容量提前制作灰漿，制作過程中應充分攪拌，其攪拌時間不少于15min，且超過初凝時間的漿液也不可使用，對攪拌成的灰漿應經過兩道過濾網過濾以防噴嘴堵塞。
　　2.2 泵壓設置
　　根據噴射機理在鉆桿下鉆時采用10Mpa的清水壓力進行噴射，其在防止堵塞噴嘴的同時并應在土體第一次噴射時使土體成為混合液減小噴漿時土體的阻力，從而保證漿液被充分攪拌、增加狀體強度。
　　2.3 設置提升速度
　　在整個樁長范圍內應設置兩種提升速度，其是為了增加樁的端承力而在樁底部脫檔旋噴30s，即使鉆桿原位不動而旋轉噴漿以增強該部位的攪拌效果并擴大狀體直徑，形成樁底盤，之后方可變速提鉆，正常成樁。
　　2.4 鉆孔
　　待鉆機穩(wěn)固后應先測量機臺的水平度方可開鉆，且在鉆進過程中應隨時檢測鉆桿的垂直情況，當鉆孔達到設計深度后方可停鉆。
　　2.5 旋噴施工
　　當旋噴管達到預定深度后應立即攪拌漿液，并開始自下而上進行旋噴作業(yè)，過程中應根據冒漿情況嚴格控制旋轉和提升速度，在拆卸旋噴管時應快速進行，并保持節(jié)間不少于0.2m的搭接長度，并應隨時檢查漿液的初凝時間、注漿流量、風量以及壓力旋轉提升速度等，在旋噴過程中應保證注漿壓力不小于2Mpa，提升速度應控制在20-25cm/min，旋轉速度為20-25r/m等參數。
　　2.6 送漿
　　過程中司泵人員應根據泵壓情況隨時調整異常情況，并應迅速切換送水與送灰漿以保證連續(xù)送液，司鉆人員則應隨時檢查鉆進時的冒漿情況。
　　2.7 沖洗
　　待噴射完成后應及時將注漿管等設備沖洗干凈，保證管內、機內不得殘存水泥漿，一般采取將漿液換為水在地面上噴射的方法將泥漿泵、注漿管及軟管內漿液排除干凈。
　　2.8 樁頭處理
　　 當噴射注漿達到設計頂面標高后應繼續(xù)用注漿泵注漿，當水泥漿從孔口返出后方可停止注漿，噴射作業(yè)完成后由于注漿的離析作用而會發(fā)生不同程度的收縮，最終在固體頂部出現凹穴，該種情況應采用水灰比為0.5的水泥漿進行補灌，同時應防止其他鉆孔排出的泥土等雜物進入。
　　3.質量控制要點
　　鉆孔和注漿管插入深度。在鉆孔過程中應及時記錄鉆孔深度，并應核對注漿管深度和鉆孔深度是否相符，并應保證鉆孔垂直度不超過設計要求。
　　冒漿處理。冒漿是指施工過程中部分土體隨漿液冒出，并伴隨周圍地面隆起現象，其最遠可發(fā)生在離樁體幾十米范圍內。首先應及時外排冒出漿液，并將其加以回收再灌入，并可通過冒漿時間、冒漿中含土的種類和數量以及水泥的含量和冒漿的多少等來了解高壓噴射的注漿質量，并應根據檢測結果放慢施工速度，并待水泥土初凝后方可進行臨樁施工以免孔隙內水壓疊加，并可采取跳樁施工的方法，即在一個地方施工完成一個樁后將機子挪到另外一個地方，并保證兩根樁相隔一定距離，并遵循先施工外測樁后施工內測樁的原則，便于外測樁施工完成后其強度可起到阻擋作用。
　　壓力、流量控制。施工過程中若出現壓力下降并低于設計值或壓力驟增而超過設計值時均說明注漿管內發(fā)生異?，F象，一般是有漏獎或接頭松動甚至脫落，也有時是發(fā)生堵管現象，發(fā)生該類現象應立即停機進行檢修，施工完成后應及時繼續(xù)施工噴完該孔。
　　樁位、樁徑、樁長控制。對樁位的允許偏差為±5cm，樁徑和樁長以及垂直度偏差應不大于1.5％，噴射孔與高壓注漿泵的距離不應大于50m，對采用水泥漿應嚴格過濾以防堵塞噴嘴，旋噴過程中應隨制隨用以防止水泥漿沉淀，并應對漿液進行不間斷攪拌以防漿液離析而降低其濃度。
　　垂直度控制。噴漿開始前應將機子調整水平以確保鉆桿垂直，對噴漿過程中冒出的漿液、泥巴等應及時清理，避免其堆積過高將機子頂起來，或導致機子傾斜最終造成樁體傾斜，導致在取芯檢測時取不到完整的芯樣。
　　4.結語
　　在高速鐵路軟土地基施工中高壓旋噴樁工藝因設備簡單、施工靈活、快速、投資少、效果好，并可減少不均勻沉降等優(yōu)點而被廣泛利用，但在施工中應根據不同的地質情況合理選擇設計、施工參數等以確保施工質量。

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文章來源： 永年加固公司
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