旋噴樁

噴射注漿法又稱旋噴法注漿，簡稱旋噴樁，興起於二十世紀七十年代的高壓噴射注漿法，八、九十年代在全國得到全面發展和套用。實踐證明此法對處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，我國已將其列入現行的《地基與基礎施工規範》。

旋噴樁是利用鑽機將旋噴注漿管及噴頭鑽置於樁底設計高程，將預先配製好的漿液通過高壓發生裝置使液流獲得巨大能量後，從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鑽桿邊旋轉邊提升，使漿液與土體充分攪拌混合，在土中形成一定直徑的柱狀固結體，從而使地基得到加固。施工中一般分為兩個工作流程，即先鑽後噴，再下鑽噴射，然後提升攪拌，保證每米樁漿土比例和質量。

基本介紹

• 名稱：旋噴樁
• 起源時間：二十世紀七十年代
• 前身：高壓噴射注漿法
• 施工要求：施工前平場地，路基填料用素土
• 功能：利用鑽機設計高程
• 施工注意事項：測量放線等

施工要求

施工前整平場地，路基填料採用素土（兩側路堤、人行道及非機動行車道範圍填築粘土）。

施工前先進行成樁實驗性施工，以確定合適的水泥漿濃度、噴漿量、噴漿壓力、噴漿提升速度等施工工藝參數，為正式施工提供依據，試樁數量不得少於5根。

工作步驟

1.高壓旋噴由於高壓空氣和高壓水切割、置換，將會產生大量的水泥土漿，應就地設定泥漿沉澱地。

2.布置好高壓泵，泥漿泵攪拌機，製漿材料堆場和水、電、輸漿管路等，並進行機具設備的檢修和調試。

3.布孔放樣

根據設計圖紙和說明書進行孔位放樣，採用跳孔噴漿的方法。

4.鑽孔漿鑽機就位

鑽頭準確定位居中，鑽孔位置與設計位置偏差小於10cm。鑽架矯正擺平，鑽桿垂直，傾斜度小於等於1.5%，開始鑽孔，鑽孔過程中要經常注意鑽桿偏斜情況，及時矯正。鑽孔孔口採用套管保護。

5.製備漿液

利用攪拌機，將水與42.5普通矽酸鹽水泥按1：1的水灰比充分攪拌均勻，製備水泥漿液，隨時拌制隨時噴注。

6.插管噴漿

旋噴機具就位，校正機架水平度和噴主管的垂直度，灌注管插入高噴孔前採用中等壓力試噴，以檢查噴射和灌漿系統是否暢通，然後用卷揚機將灌注管插入鑽孔設計深度，開始噴射灌漿作業，按成樁實驗確定提升速度，和旋轉速度，邊提升噴灌管邊旋轉，待噴管達到設計長度範圍內停止噴漿，將灌注管提出孔口，在鑽孔內進行靜壓灌漿，防止固結體形成凹形。

7.移動機架和沖洗管路

灌注完畢，移動機架，沖洗管路器具，開始下一個孔的施工。

施工注意事項

為防止漿液凝固收縮影響施工樁頂標高,可在原孔位採用冒漿回灌或二次注漿措施.

擋土牆位置待高壓旋噴樁施工完畢28天並檢測合格後,開挖基坑,敲掉上部樁頭,施工擋土牆.

其他未盡事宜請嚴格按照《公路路基施工技術規範》JTG F10-2006執行。

操作工藝

(1)測量放線:根據設計的施工圖和坐標網點測量放出施工軸線。

(2)確定孔位:在施工軸線上確定孔位，編上樁號、孔號、序號，依據基準點進行測量各孔口地面高程。

(3)鑽機造孔:可採用泥漿護壁迴轉鑽進、衝擊套管鑽進和衝擊迴轉跟管鑽進等方法。

1) 鑽機主鑽桿對準孔位，用水平尺測量機體水平、立軸垂直，鑽機要墊平穩牢固。

2) 鑽孔口徑應大於噴射管外徑20～50mm，以保證噴射時正常返漿、冒漿。

3) 開鑽前由項目部技術組下達造孔通知書，報監理工程師批准後開鑽。

4) 造孔每鑽進5m用水平尺測量機身水平和立軸垂直1次，以保證鑽孔垂直。

5) 鑽進過程中為防止塌孔採用泥漿護壁，黏土泥漿容重一般為1.1～1.25g/cm3。

6) 鑽進過程中隨時注意地層變化，對孔深、塌孔、漏漿等情況，要詳細記錄。

7) 施工場地勘察資料不詳時，每間隔20m布置一先導孔，查看終孔時地層變化。

8) 鑽孔終孔深度應大於開噴深度0.5～1.0m，以滿足少量岩粉沉澱和噴嘴前端距離。

9) 終孔後將孔內殘留岩芯和岩粉撈取置換乾淨，換入新的泥漿，保證高噴順利下管。

10) 孔深達到設計深度後，進行孔內測斜，孔深小於30m時，孔斜率不大於1%。

11) 鑽孔完成後及時將孔口蓋好，以防雜物掉入孔內。 12) 鑽孔記錄要填寫清楚、整潔，經監理、質檢員、施工員簽字後當天交技術組。

13) 採取套管跟管鑽進方法時，在起拔套管前應向孔內注滿優質護壁泥漿。

14) 當採用振沖沉管時，應保證機架和沉管（噴射管)的垂直度，滿足設計要求。

(4)測量孔深:鑽孔終孔時測量鑽桿鑽具長度，孔深大於20m時，進行孔內測斜。

(5)下噴射管:鑽孔經驗收合格後，方可進行高壓噴射注漿，下噴射管前檢查以下事項。

1) 測量噴射管長度，測量噴嘴中心線是否與噴射管方向箭一致，噴射管應標識尺度。

2) 將噴頭置於高壓水泵附近，試壓管路應小於20m，試噴調為設計噴射壓力。

3) 施工時下噴射管前進行地面水、氣、漿試噴，即設計噴射壓力+管路壓力。

4) 設計噴射壓力+管路壓力為施工用的標準噴射壓力，更換噴嘴時重新調試。

5) 擺噴施工下噴射管前，應進行地面試噴並調準噴射方向和擺動角度。

6) 地面試噴經驗收合格後，下入噴射管時，應採取措施防止噴嘴堵塞。

7) 孔內沉澱物較多時，應事先準備黏土泥漿，下噴射管時邊沖入泥漿邊下管。

8) 鑽孔當採用套管護壁時，下入噴射管後，拔出護壁套管。

9) 當採用振沖沉管時，必須滿足以上要求。

10) 當噴射管下至設計深度時，經監理工程師批准後，準備開噴。

(6)攪拌製漿:攪拌機的轉速和拌和能力應分別與所攪拌漿液類型和灌漿泵的排漿量相適應，並應能保證均勻、連續地拌製漿液。保證高壓噴射注漿連續供漿需量。

1) 按設計的水灰比拌制水泥漿液，常用水灰比為1。

2) 水泥漿的攪拌時間，使用高速攪拌機不少於60s；使用普通攪拌機不少於180s。

3) 純水泥漿的攪拌存放時間，自製備至用完的時間應少於2.5h。

4) 漿液應在過篩後使用，並定時檢測其密度。

5) 製漿材料稱量可採用質量或體積計量法，其誤差應不大於5%。

6) 炎熱夏季施工應採取防熱和防曬措施，漿液溫度應保持在5～40℃。

7) 寒冷季節施工應做好機房和高壓噴射注漿管路的防寒保暖工作。

8) 若用熱水製漿，水溫不得超過40℃。

9) 漿液使用前，檢查輸漿管路和壓力表，保證漿液順利通過輸漿管路噴入地層。

10) 水泥漿液中需要加入適量的外加劑及摻合料構成複合漿液，應通過試驗確定。

(7)供水供氣:施工用高壓水和壓縮氣的流量、壓力應滿足工程設計要求。

1)單管法，施工用高壓水泥漿的密度、流量、壓力應符合設計要求。

2) 兩管法，施工用高壓水泥漿和壓縮氣的流量、壓力要符合設計要求。

3) 三管法，施工用高壓水和壓縮氣的流量、壓力要符合設計要求。

(8)噴射注漿:高壓噴射注漿法為自下而上連續作業。噴頭可分單嘴、雙嘴和多嘴。

1) 當注漿管下至設計深度，噴嘴達到設計標高，即可噴射注漿。

2) 開噴送入符合設計要求的水、氣、漿，待漿液返出孔口正常後，開始提升。

3) 高壓噴射注漿噴射過程中出現壓力突降或驟增，必須查明原因，及時處理。

4) 噴射過程中拆卸噴射管時，應進行下落搭接復噴，搭接長度不小於0.2m。

5) 噴射過程中因故中斷後，恢復噴射時，應進行復噴，搭接長度不小於0.5m。

6) 噴射中斷超過漿液初凝時間，應進行掃孔，恢復噴射時，復噴搭接長度不小於1m。

7) 噴射過程中孔內漏漿，停止提升，直至不漏漿為止，繼續提升。

8) 噴射過程中孔內嚴重漏漿，停止噴射，提出噴射管，採取堵漏措施。

9) 對有特殊要求的注漿孔，可採用復噴來增加噴射長度和強度。

10) 噴射過程中，要記錄每個高壓噴射注漿孔施工時間全過程。

(9)冒漿:高壓噴射注漿孔口冒漿量的大小，能反映被噴射切割地層的注漿效果。孔口冒出的漿液能否回收利用，取決於工程設計和冒漿質量的好與差，工程中儘可能利用回漿。

1) 單管法、兩管法，孔口冒出的漿液不回收利用。

2) 單管法、兩管法，注漿過程中，冒漿量小於注漿量的20%時為正常現象，冒漿量超過20%或完全不冒漿時，應採取下列措施: a. 當地層中有較大空隙引起不冒漿時，可在漿液中摻合適量的速凝劑，縮短固結時間，使漿液在一定的土層範圍內凝固，也可在空隙地段增大注漿量，填滿空隙後再繼續噴射。b. 當冒漿量過大時，可通過提高噴射壓力，或加快噴射的提升速度，減少冒漿量。

3) 三管法，注漿過程中不冒漿，孔內嚴重漏漿，可採取以下措施處理: a. 孔口少量返漿時，應降低提升速度，孔口不返漿時，應立即停止提升。b. 加大漿液濃度或水泥砂漿，摻入少量速凝劑。c. 降低噴射壓力、流量，進行原位注漿。

4) 三管法，根據工程設計要求，可回收利用孔口冒出的漿液。a. 在含黏粒較少的地層中進行高壓噴射注漿，孔口冒漿經沉澱處理後方可利用。b. 在黏性土或軟塑至流塑狀淤泥質土層中注漿，其孔口冒漿不宜回收利用。

(10)旋擺提升:單嘴噴頭擺360°為旋噴；小於360°為弧噴；小於等於180°為拱噴；小於等於90°為擺噴；擺角為0°時為單向定噴。同軸雙嘴噴頭擺180°為旋噴；小於180°為雙向拱噴；小於等於90°為雙向擺噴；擺角為0°時為雙向定噴。非同軸雙嘴噴頭有90°夾角、120°夾角、150°夾角，可用於擺噴和定噴。多嘴噴頭目前國內使用的不多。旋擺為機械旋擺和特殊環境下人工旋擺。

1) 高壓旋噴切割土體一周，旋擺和提升速度慢，噴射半徑長，形成樁徑大。

2) 高壓擺噴切割土體，擺動和提升速度慢，噴射半徑長，形成凝固體積大。

3) 高壓定噴切割土體，提升速度慢，噴射半徑長，形成凝固體板長。

4) 提升速度應與注漿量匹配，供漿量應滿足提速，提速應滿足噴射半徑長度。

5) 高壓噴射注漿機械旋擺，形成凝固體積規則，人工旋擺，形成凝固體積不規則。

6) 旋擺定噴射過程中要固定噴方向樁，以便隨時檢查和防止噴方向位移。

7) 噴射過程中接卸換管時要檢查噴方向，防止噴射方向位移。

8) 按設計要求旋擺定噴射提升，自下而上至設計標高，停止噴射，提出噴射管。

9) 旋噴注漿適用於細顆粒和粗顆粒鬆散地層，定噴注漿適用於細顆粒鬆散地層。a. 定噴:適用於黏性土、粉土、砂土細顆粒鬆散地層。b. 擺噴:適用於黏性土、粉土、砂土、礫石中顆粒鬆散地層。c. 旋噴:適用於黏性土、粉土、砂土、礫石、卵石粗顆粒鬆散地層。

(11)成樁成牆:高壓噴射注漿凝固體可形成設計所需要的形狀，如旋噴形成圓柱狀、盤形狀，擺噴形成扇形狀、亞鈴狀、梯形狀、錐形狀和牆壁狀，定噴形成板狀。

(12)充填回灌:每一孔的高壓噴射注漿完成後，孔內的水泥漿很快會產生析水沉澱，應及時向孔內充填灌漿，直到飽滿，孔口漿面不再下沉為止。終噴後，充填灌漿是一項非常重要的工作，回灌的好與差將直接影響工程的質量，必須做好充填回灌工作。

1) 將輸漿管插入孔內漿面以下2m，輸入注漿時用的漿液進行充填灌漿。

2) 充填灌漿需多次反覆進行，回灌標準是:直到飽滿，孔口漿面不再下沉為止。

3) 對高壓噴射注漿凝固體有較高強度要求時，嚴禁使用冒漿和回漿進行充填回灌。

4) 對高壓噴射注漿凝固體只有抗滲要求時，可以使用冒漿和回漿進行充填回灌。

5) 應記錄回灌時間、次數、灌漿量、水泥用量和回灌質量。

(13)清洗結束:每一孔的高壓噴射注漿完成後，應及時清洗灌漿泵和輸漿管路，防止清洗不及時不徹底漿液在輸漿管路中沉澱結塊，堵塞輸漿管路和噴嘴，影響下一孔的施工。