高喷灌浆技术在公路地基施工中运用范文

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摘要：文中结合工程实例，对高喷灌浆技术在公路地基施工中的应用进行深入分析，以供参考。

关键词：路基施工；高喷灌浆技术；原理

0引言

随着我国科学技术的不断发展，许多新型软土基地处理技术已被应用于公路工程地基施工环节中，例如换填技术、排水固结技术、强夯技术及高喷灌浆技术等。以高喷灌浆技术为例，因其施工便捷，且能够提升地基结构的整体稳定性，强化地基结构的防渗能力及强度等性能，现已广泛应用于公路地基施工中。为了提高高喷灌浆技术的应用效果，施工人员应对各项施工环节加以优化及完善，及时解决施工过程中出现的问题，充分发挥高喷灌浆技术的作用。

1高喷灌浆技术应用原理

高喷灌浆技术的应用原理较为简单，施工人员可以应用钻机对土层进行钻孔处理，随后将钻杆拔出，将水泥浆注入至孔内，使其与土层相结合，提高土体结构的整体强度与密度，通过这种方式还能够避免土层出现水分渗漏的问题。高喷灌浆技术应用形式主要包括两种：旋喷灌浆形式及定喷灌浆形式。旋喷灌浆形式是指在灌浆过程中保持旋转状态，使浆液在凝固后形成圆柱体［1］。定喷灌浆形式是指钻杆不发生旋转现象，直接将浆液注入孔内，使浆液凝固后形成墙板形状。在公路工程施工期间，高喷灌浆技术已被广泛用于路基施工环节，对路基结构的加固作用极其明显，特别是在软土地基加固环节中，应用效果尤为显著。通常情况下，可根据高喷灌浆设备将高喷灌浆技术划分为三种：三管技术、双管技术及单管技术，不同技术所使用的设备差异性较为明显。对于三管技术来说，设备包括：水泵、压缩机及搅拌机。对于双管技术来说，设备包括：压缩机及泥浆泵。对于单管技术来说，设备仅有泥浆泵。在施工设备使用前，应做好相应的调试工作，确保功能正常。施工人员应根据喷射介质的性质，选择相应的施工方法。现阶段，单管技术及双管技术在淤泥质土层及旋喷桩直径要求较小的工程中应用范围较广，三管技术在地质情况较为复杂、桩径要求较大、土层较厚的施工环境中应用效果较好。对于单管技术来说，浆液压力为12~25MPa，排量可达70~250L/min。由于在施工过程中需要使用泥浆泵设备，因此泥浆泵极易出现损坏现象，当喷射浆液与土体之间产生摩擦时，喷射流量将会受到影响，因此桩体结构较小。通常情况下，桩径为40~90cm。对于双管技术来说，可利用气幕对水泥浆液加以保护，使气幕与浆液同向进行喷射，浆液压力可达10~25MPa，排量可达到600~1200L/min。由于该项技术由气幕进行保护，因此桩体体积较单管法略大。对于三管技术来说，当水分及气幕同向同时喷射时，气幕对水束加以保护，由注浆管向孔内输入浆液，水泵压力可高达25~50MPa，排量可达到800~1500L/min。浆液材料大多为水泥浆或水泥浆与黏土浆混合物，浆液密度为1.6~1.8。由于浆液压力较低，在注入孔底后，可通过高压水产生的负压将浆液输入至沟槽中。为了避免机器出现磨损，施工人员可应用压力较大的水泵展开施工作业，该项技术形成的桩体较单管法及双管法更大。

2高喷灌浆技术的实际应用及优势

应用高喷灌浆技术能够对已经建成的建筑结构进行加固，在不展开挖掘作业且不对地基结构造成影响的基础上，根据工程建设标准展开施工，该项技术的连续性及结合性较为明显，能够在有效范围内实现切割形式及焊接形式的连接。切割形式的连接是指通过高压射流对强度较低的结构，或由高喷灌浆技术产生的固体进行切割，使结构形成交叉形状的连接。焊接形式的连接能够对地下建筑结构，由高喷灌浆技术形成的固体进行冲切，随后再由浆液对结构加以填充，使结构连接更加牢固。只要在施工条件允许范围内，上述两种连接形式均能够实现无缝连接。高喷灌浆技术的喷射距离与工艺参数、地质情况密切相关，为了避免斜孔问题出现，使孔下部相连接，应使用精密测量仪器，将孔斜保持在指定范围之内。对于颗粒较大的土层来说，应适当提升喷射压力。对于强度要求较低的工程来说，可通过定喷技术形成帷幕墙。高喷灌浆技术应用具有以下三点优势。首先，高喷灌浆技术的加固效果相对较好。在软土地基加固环节中，高喷灌浆技术是应用最为广泛的技术之一，能够改善软土地基的结构性能，提高软土地基的结构强度与稳定性。应用该项技术能够对软土地基内部的淤泥土质及散沙土质进行加固处理，使土体的密度增大，排出土壤内部多余的水分与空气，实现软土地基加固的目的，提升地基结构的抗压与抗剪性能。加强高喷灌浆技术应用及推广对于促进我国地基工程的健康、稳定、可持续发展具有积极作用。其次，环保节能优势较为明显。对于高喷灌浆技术来说，在应用过程中所使用的施工材料大多为水泥浆，因此在施工期间不会产生严重的环境污染问题，环保性能强。此外，由于施工过程中涉及的施工设备相对较为简单，在设备运行过程中不会造成严重的能源损耗，节能效果较好。最后，透水优势较为明显［2］。高喷灌浆技术有利于改变土体性质，提高土体的透水效果，避免地基结构出现渗水问题。

3高喷灌浆技术应用要点

3.1前期准备工作

在前期准备工作当中，要在原材料质量、机械设备稳定性以及人员配置等方面做足准备。首先，在机械设备方面，应确保钻孔设备、注浆设备及其他各项设备功能正常，满足工程建设标准。在人员配置方面，要做好前期的教育培训工作，要确保各岗位人员的专业水平，相关人员必须持证上岗，操作科学规范化。在原材料质量方面，水泥浆液是高喷灌浆技术应用过程中不可缺少的重要材料，技术人员应通过试验明确各材料的配合比，确保材料质量满足高喷灌浆技术应用标准。其次，在公路工程路基施工前，应安排专业的技术人员对施工地区的地质情况加以分析，做好前期的地理信息勘察工作。其次，为了避免地下设施受到影响，技术人员还应与市政部门加强沟通协调，充分掌握施工地区地下设施分布特征，在施工过程中做好相应的保护措施，特殊情况下，还应对地下设施进行迁移处理，避免周边地区居民日常生活受到影响［3］。

3.2加固方案设计及施工参数优化

在公路工程地基施工期间，要确保加固方案的可行性与科学性。一般情况下，应确保桩体间距的科学准确，根据工程建设要求，对泵房内旋喷桩数量进行科学合理的设计，确保方案内容无任何问题。其次，在技术方案制定阶段，还应做好施工参数优化工作。在施工参数优化环节中，应以提高施工质量为基础，做好相应的设计工作，通过旋喷桩静载压板试验及旋喷桩开挖试验，取得承压板面积参数。

3.3施工质量控制及特殊情况处理

在高喷灌浆技术应用过程中，要结合具体情况采取相应的管控措施，施工人员应根据静载压试验，分析不同实验点的承载情况，确保其满足设计要求。其次，在施工质量控制过程中，要提前将现场杂物、碎石等清理干净，避免施工现场存在过多杂物，影响后续施工环节的展开。再者，在高喷灌浆技术应用过程中，容易出现塌孔、漏浆及串孔问题。塌孔是指在成孔后，钻孔处土体内含有过多的砂石或砾石，导致孔壁出现坍塌或脱落的现象，使灌浆施工过程中，喷浆管无法下到指定深度。为了解决此类问题，施工人员可提高浆液浓度，或将火碱添加至泥浆中，必要时还可以用套管护壁的方式进行钻孔作业。漏浆是指地层中含有通道，导致在灌浆过程中孔口不反浆或反浆量过低。为了解决此类问题，在灌钻孔过程中可适当地增加泥浆浓度，或将水玻璃等复合材料添加至泥浆中。在灌浆过程中，如果出现了漏浆问题，可降低喷浆压力与喷浆流量，将速凝剂掺入至浆液内，提高浆液密度。当钻孔或灌浆期间发生返浆问题时，可将钻杆或喷杆拔出。对于串口问题来说，是指在灌浆过程中，浆液从相邻孔口流出，这就意味着钻孔之间下方有连接通道。为了避免此类问题出现，可降低灌浆压力，或封闭连接通道［4］。

4高喷灌浆技术在公路地基施工中的应用

某公路工程，总长度为15261.6m，循环水泵房井的高为18.21m、宽为37.46m、长为38.1m，由于该公路某段为软土土层，充分考虑多项因素，施工企业决定通过高喷灌浆技术对高压旋喷桩进行加固，该公路工程总共设置了301个钻孔。该公路地基以深层搅拌桩作为加固方案，但在实际施工期间，泵房块石层深度较大，当坑基深度到达地下5.4m，且未出现块石层，因此无法正常展开搅拌作业。为了避免后续施工环节受到影响，施工单位通过特殊方式，对其加以处理，具体安排为：将6排旋喷桩设置在泵房的块石层较多的区域，桩体之间的距离保持在1.6m，孔距同样保持在1.6m，喷长度为7m，直径为1.1m，复合地基的承载力为15.4t/m2，以工程建设情况为基础，每个泵房旋喷桩安装数量为1井共119根、2井安装29根、3井安装229根，共377根，以工程实际情况为基础，在施工期间，应用二重管法展开高压旋喷桩作业，对公路工程实施加固处理在工程建设期间，应用高压浆泵的目的是加固及防渗。高压浆泵具有流量大、压力强等优势，因此选择高压浆泵进行路基施工作业。由于地基反浆量较小，无需使用高压水，所产生的射浆流量及压力能够得到保障，可根据不同地层特点，做出相应的调整，以此提升桩体质量。施工工艺参数为：气压为0.8~0.9MPa、浆液密度为1.49~1.60、浆量为22L/min、浆压为40MPa、提升速度为15~20cm/min。在施工完成后，为了提高施工质量，施工人员展开了开挖试验与静载压板试验。在开挖试验环节中，6-A旋喷桩桩头直径为1.39m，6-B旋喷桩桩头直径为1.49m，6-C旋喷桩桩头直径为1.56m，水泥含量均匀。在静载压板试验过程中，选择4号及5号泵房旋喷区域进行试验，加载值为1590kN、1550kN，沉降量为43.66mm、39.54mm，回弹率分别为23.15%、25.16%。对实验结果分析可知，试验点的承载力均可满足工程建设要求。通过上述施工完成后发现，地基施工期间借助高喷灌浆技术，能够有效处理地基问题，提高地基的稳定性。

5结语

综上所述，随着我国公路工程覆盖面积的不断增加，许多新型技术已被广泛应用于公路工程路基施工环节。高喷灌浆技术在公路路基施工环节中取得了明显的应用成效，能够对地基结构加以强化，提升地基整体的稳定性与负荷能力。为充分发挥高喷灌浆技术的作用，施工人员应加强施工环节的监督及管控，充分掌握各项施工要点，确保操作过程科学规范。

作者：王志瑜 单位：山东华邦建设集团有限公司