高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》是中國建築第七工程局完成的建築類施工工法，完成人是任剛、李瑋東、林崇飛、孫龍濤、張會林。該工法適用於軟基綜合處治，可以廣泛的套用於高速公路軟土地基處理、路堤的穩定加固、橋涵台背填築、橋涵過渡段的軟基處理以及河堤加固等多方面。

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》主要的工法特點是：施工設備機動性強，施工速度快，適用土類廣，施工安全，環保無公害。

2008年1月31日，《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法
• 工法編號：YJGF302-2006
• 完成單位：中國建築第七工程局
• 主要完成人：任剛、李瑋東、林崇飛、孫龍濤、張會林
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：2005-2006年度國家二級工法

形成原因

高壓旋噴深層攪拌樁是軟土地基處治中一種，它能提高地基的承載能力，並有效地減小工後沉降變形。但隨著樁身強度的提高，樁與樁間土體強度差異增大，在上部荷載的情況下，地基會出現開裂和不均勻沉降現象。採用高強土工格室對地基進行加固，可改善土體受力環境，減小軟基路堤位移，對消除路堤不均勻沉降有著效果。在台州至金華高速公路東段S3契約段路基施工中，採用了高壓旋噴樁輔以高強土工格室處理軟土地基的施工技術，收到了效果。為積累類似工程的施工經驗，中國建築第七工程局特編制《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》。

工法特點

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的工法特點是：

一、施工設備機動性強，施工速度快，可有效地縮短工期

1.高壓旋噴樁施工設備結構緊湊，體積小、機動性強，施工簡單易行，占地少、能在狹窄的現場施工；可以根據實際需要增加設備數量，加快施工進度。

2.土工格室採用的高強度聚乙烯片為廠家機械生產，鋪設工藝簡單，不需要專用機械設備，可以根據工作面的大小增加作業人員，加快進度縮短工期。

二、適用土類廣，地基處理效果好

高壓旋噴注漿法對淤泥、淤泥質土、黏性土粉土、砂土、碎石土和填土等都有良好的處治效果。

三、高壓旋噴樁固結體強度大，耐久性能好，可靠性高

1.高壓旋噴法是利用高壓噴射流的強大動壓等作用，在覆蓋層中一般不存在可灌性問題。

2.高壓旋噴射流被限制在一定的土體破碎範圍內，漿液不易流失，可有效地控制樁體形狀、樁體強度和穩定性，保證預期的加固範圍。

3.高壓旋噴射流在終結區域能量減弱，雖不再能使土體顆粒剝落，但射流能使部分漿液進入土體顆粒之間的空隙內，使固結體與周邊土體緊密相依，不產生脫離現象，結構可靠性高。

四、施工安全，環保無公害

1.高壓旋噴注漿施工，高壓泥漿泵等設備均有安全閥和超壓自停自泄裝置，不會因堵孔升壓造成爆破事故，即使高壓膠管在使用中出現破裂，壓力也會驟然下降。只要按照操作規程進行維護使用，施工安全就有保證。

2.施工時，機具振動很小，噪聲也很低，不會對周圍建築物帶來振動影響及噪聲公害。

3.高壓旋噴法通常採用水泥漿液，雖噴射注漿常有一定的冒漿，但可回收利用，不會造成環境和地下水的污染。

五、土工格室造價低，使用壽命長

土工格室具有材質輕，耐磨損，耐老化，耐化學腐蝕，適用溫度範圍寬，拉伸強度高，剛性、韌性好，抗衝擊力強，尺寸相對穩定等特點，工程綜合造價與常規土工合成材料處理的造價相當，但效果和使用壽命成倍提高。

操作原理

適用範圍

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》適用於軟基綜合處治，可以廣泛的套用於高速公路軟土地基處理、路堤的穩定加固、橋涵台背填築、橋涵過渡段的軟基處理以及河堤加固等多方面。

工藝原理

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的工藝原理敘述如下：

一、高壓旋噴樁加固地基

高壓旋噴注漿法就是利用鑽機鑽孔至設計的深度後，用高壓泵通過安裝在鑽桿（噴桿）桿端的特殊噴嘴，使漿液成20兆帕左右的高壓噴射流，衝擊破壞土體，同時鑽桿（噴桿）以一定的速度邊旋轉邊提升。當高能量、快速度的噴射流動壓超過土體結構強度時，土顆粒從土體上剝落下來，一部分土顆粒在噴射流的衝擊力、離心力等作用下，按一定的漿土比例與漿液攪拌混合，凝結後便在土中形成一個圓柱狀的固結體一旋噴樁。

二、高壓旋噴樁的加固機理

1.高壓旋噴射流的性能和對土體的破壞作用

高壓旋噴注漿的關鍵是通過高壓設備，使漿液得到壓力，用特定的流體運動方式，以高速從噴嘴中連續不斷地噴射衝擊切削土體，噴射作用有噴射流動壓、射流脈動負荷、水錘衝擊力、空穴現象、擠壓力及氣流攪動等，以噴射流動壓作用為主。這些作用力對土體同時產生作用，當這些外力超過土體結構的臨界值後，土體由整體變為鬆散破壞，鬆散的土顆粒在噴射流的攪動作用下，形成漿土混合物，隨著噴射流的連續衝擊和移動，土體破壞的範圍不斷擴大，混合漿液的體積也不斷增大，最後形成具有一定強度的圓柱固結體。在橫斷面上，高壓噴射流邊旋轉邊緩慢提升，對周圍土體直接衝擊、切削破壞；切削下來的土體，一部分細小的顆粒被漿液置換，隨冒漿流出地表；大部分的顆粒在噴射流動壓、離心力等共同作用下，在橫斷面上按質量的大小重新排列分布，小顆粒在中部居多，大顆粒或土團分布在外側或邊緣。噴射流在終結區域未被切削下來的土體被擠密壓縮，並被漿液滲入，形成了漿液主體、攪拌混合、壓縮和滲入、硬殼等組成部分，見下圖旋噴樁橫斷結構圖。

旋噴樁橫斷面結構圖

2.水泥土的固結原理

高壓旋噴注漿所採用的硬化劑主要為水泥漿。用於軟土地基處治時，水泥的摻入量有限，土顆粒的表面積很大且含有一定的活性物質，所以水泥土的固化原理比較複雜，硬化速度也比較緩慢。當水泥的各種水化物生成以後，一部分繼續硬化形成水泥石骨架，一部分與周圍具有一定活性的土顆粒發生反應。土中含量最高的二氧化矽遇水後，形成矽酸膠體微粒，和水泥水化生成的氫氧化鈣離子進行離子交換，使較小的土顆粒形成較大的團粒，而使土的強度提高。水泥水化物的凝膠粒子具有強烈的吸附活性，能使較大的土團粒進一步的結合起來，形成水泥土的團粒結構；並封閉各土團粒之間的空隙，形成堅固的連線，進一步的提高水泥土的強度。隨著水泥水化反應的深入，水泥漿液中析出大量的鈣離子，能與組成土體礦物的氧化矽（鋁）的大部分進行化學反應，逐漸生成不溶於水的、穩定的結晶化合物；這些新生成的化合物逐漸硬化，與水泥石、土顆粒相互搭接，形成空間網路結構，由於結構緻密，水分不易侵入；從而使土具有足夠的穩定性。

3.高壓旋噴樁與樁間土一起形成複合地基，達到加固地基的目的。加固後的地基承載力、沉降變形、抗剪強度等與旋噴樁的強度、樁間土的性質以及面積置換率等因素相關。在複合地基中，旋噴樁主要起到應力集中效應，使軟土負擔的荷載壓力相對減少，從而提高地基承載能力、減少地基的沉降變形。同時，由於旋噴樁的存在，使得軟弱土體在荷載作用下由原來的無側限狀態轉變為有一定的邊界條件的應力狀態，提高了樁間土的強度；旋噴結束後，水泥土混合漿液的擠壓力對四周土體有壓密作用，並使得部分漿液進入到土體顆粒間的空隙中，形成“脈”狀水泥土結石體，使固結體與周邊土體緊密相依。而旋噴樁在自重作用下，樁側摩阻力對周圍土體的擠密作用也使得複合地基整體承載力提高、工後沉降量減小、並提高土體的抗剪強度和抗滑移穩定性。

三、鋪設高強土工格室提高路堤穩定性，減小路堤差異沉降

高強土工格室是以人工合成的聚合物為原料製成的一種新型的軟基加固材料。在經過高壓旋噴樁處理的地基鋪設高強土工格室，對軟基加固的機理是構成土工格室一填料的複合體。當載荷作用到複合體上時，土工格室中無數個獨立的格線結構能夠限制填充材料的側向位移並使物料結構更趨緊密，由於物料的無規則形狀，大部分垂直力被轉化為向四周分散的側向力，每個網眼的獨立性使這些側向力因受力方向相反而相互抵消，從而降低了路基的實際負荷。由於土體的抗拉、抗剪性能差，路堤土體中的土工格室一填料複合體作為抗拉構件，與土體產生摩阻作用，限制其上、下土體的側向變形，等效於給路堤土體施加了一個側壓力增量，從而增強了土體內部的強度和整體性，提高了土體的抗剪強度。由於土工格室一填料複合體具有比軟土地基相對較高的剛度。通過這一複合體將路堤荷載傳到軟土地基上，起到柔性筏基的作用，可使軟土地基變形均勻，起到減少堤底差異沉降的作用。而這是土工網、土工格柵等平面結構材料所無法比擬的。

施工工藝

• 工藝流程

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的工藝流程如下：

一、高壓旋噴樁輔以高強土工格室加固路基施工工藝流程

高壓旋噴樁輔以高強土工格室加固路基施工工藝流程框圖如下圖所示。

高壓旋噴樁輔以高強土工格室加固路基施工工藝流程框圖

二、高壓旋噴注漿方法

高壓旋噴注漿方法分為單管法、二重管法、三重管法和多重管法。從施工過程看，單管法是以噴射高壓水泥漿液一種介質衝擊破壞土體的；二重管法分為噴射高壓漿液和氣流複合流或噴射高壓水流和灌注水泥漿液兩種介質；三重管法和多重管法為噴射高壓水流和高壓氣流複合流，並灌注水泥漿液三種介質；三種噴射結構和噴射的介質不同，對軟基的有效處治深度也不同。由於軟弱土基含水量較大，如在旋噴施工中噴射較大水量，對軟弱土基的物理力學性質會起到不良的軟化或泥化作用；因此較為理想的施工方法是採用單管法或二重管法。

三、高壓旋噴參數的確定

高壓旋噴的技術參數主要包括旋噴機具參數的確定和旋噴注漿參數的確定。

1.旋噴注漿參數是旋噴樁直徑、布樁形式和樁距、樁體強度、複合地基承載力、複合地基變形量等。這些參數均應根據軟弱地基處治的目的、要求，通過對軟弱地基承載力、沉降的驗算和穩定性分析等進行設計，並通過現場噴射試驗以及沉降觀測等來確定。

2.旋噴注漿是靠高壓液流的衝擊力作用破壞土體並與土體顆粒混合生成新的固結體，要求漿液應具有良好的可噴性，有足夠的穩定性，水泥漿液中氣體的含量小，又適當並能準確控制的膠凝時間，有良好的物理力學性能、耐久性能、穩定性能，結石率高、固結體收縮值小；同時無毒、無臭、對環境無污染。旋噴珠江使用的硬化劑主要以水泥漿為主劑，可添加少量的防止沉澱產生或加速硬凝反應的外加劑。漿液用量採用體積法或流量法計算，並通過現場噴射試驗確定。

3.旋噴機具參數包括注漿壓力、旋轉和提升速度、噴嘴直徑和流量等。噴射流對土體的衝擊破壞能力與噴射流速度的平方成正比，一般情況下採用加大泵壓力來增加噴射流量和速度，進而提高噴射流的衝擊破壞能力；一般載能介質泵均使用20兆帕左右。旋轉和提升的速度與噴射流半徑有關，而有效半徑與噴嘴直徑的大小及噴射角度又相互聯繫。噴嘴直徑大小對噴射流速度影響很大，正確選擇與否直接影響旋噴固結體的質量。

• 操作要點

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的操作要點如下：

一、高壓旋噴樁施工操作要點

1.樁位布置：測量放線，按設計布置樁孔位置。

2.引孔直徑：在已填築宕碴的路堤上用潛孔鑽機引孔施工時，鑽孔直徑應比旋噴樁機鑽頭直徑略大50毫米。

3.鑽機就位：鑽機或旋噴樁機就位時機座要平穩，鑽頭與孔位對中，偏差不得大於50毫米；鑽桿與地面垂直，傾角與設計誤差不得大於0.5度。

4.引孔、鑽孔：潛孔鑽機在宕碴路堤面進行引孔，並下鋼套管進行護孔；安放旋噴鑽機，整平對中進行鑽孔；鑽孔的位置與設計孔位的偏差不得大於50毫米。引、鑽孔鑽機見下圖1、下圖2。

5.鑽進施工：啟動鑽機，空壓機送氣，使鑽頭沿導軌慢速鑽進至設計深度，鑽進過程注意進尺速度，判斷土層軟弱程度，供注漿提升速度參考。

6.噴前檢查：高壓噴射注漿前要檢查高壓設備及配套系統是否完好，注漿壓力和流量必須滿足設計要求，管路系統密封良好，管路和噴嘴通暢。

7.噴漿提升：鑽進至設計孔深後，高壓壓漿泵開始送漿，待估算水泥漿液的前鋒已流出噴頭後，才開始提升注漿管。按確定的旋轉、提升速度自下而上噴射注漿，直至樁頂。施工人員隨時注意檢查珠江壓力、流量、旋轉和提升速度以及漿液初凝時間等參數是否符合設計，並做好施工記錄。

8.高壓噴射注漿過程中要注意壓力表的變化，出現壓力驟然上升或下降時，要查明原因並採取措施。噴施時應注意以下幾點：

（1）灌漿深度大時，易造成上粗下細的固結體，影響固結體的承載能力，可採用提高噴射壓力和流量或降低旋轉和提升速度等措施；也可採用復噴工藝。

（2）噴射注漿作業後，漿液有析水現象，可造成固結體頂部出現凹穴，對地基加固及防滲不利。為此，可採用水灰比0.6~1.0的水泥漿液進行補灌或漿液中添加膨脹材料等措施預防；要預防其他鑽孔排出的泥土或雜物進入。

（3）當發現噴漿量不足而影響工程質量時可採用復噴工藝補救。

（4）當漿液置放時間超過20小時，應停止使用該漿液（正常水灰比為1:1的水泥漿的初凝時間為15小時左右）。

9.在旋噴注漿過程中，往往有一定數量的土顆粒隨一部分漿液沿注漿管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察，可以及時了解旋噴效果和旋噴參數的合理性等。當冒漿量小於注漿量的20%時為正常，若完全不冒漿或冒漿量大於注漿量20%時，應查明原因並採取相應措施補救：

（1）如系地層中有較大的空隙引起的不冒漿，可在漿液中摻入適量的速凝劑縮短固結時間，使漿液在一定土體範圍內凝固；也可在空隙較大的土層增加注漿量，填充空隙後再繼續正常旋噴施工。

（2）冒漿量超大的原因一般是有效噴射範圍與注漿量不符，注漿量超過旋噴固結需要的漿液量。可採取提高噴射壓力、適當縮小噴嘴直徑加快旋轉和提升的速度等措施。

（3）冒漿處理，可沿路堤橫方向，再相鄰兩孔之間開挖排漿溝，漿液固結形成樁與樁之間的“系梁”，即可處理、利用冒出的漿液，又可提高複合地基的整體性和承載力。

10.復噴：一般表層50厘米土層側向約束力較弱，成樁不利，為保證樁頂完好，需再次將噴漿嘴下沉至一定深度補噴一次。

11.高壓噴射注漿完畢，要及時進行排污、清潔注漿設備。通常把水泥漿液更換成清水，在地面噴射，把泥漿泵、注漿管內的漿液完全排出。

二、土工格室鋪設操作要點

1.整平：鋪設土工格室前，平整經過高壓旋噴樁處理過的地基面層，清除雜物，嚴禁有尖銳石料、塊石等尖硬突出物，以防破壞格室。

2.鋪設：土工格室鋪設時應繃緊，不得有褶皺，用錨釘固定，並逐格填充壓實。土工格室施工見下圖1、下圖2。

3.保護：及時用填料填充格室內並壓實，格室鋪設面以上25厘米範圍內，路堤填料的最大粒徑不大於10厘米。

4.檢查記錄：嚴格按照施工要求和材料用量施工，同時觀測格室變形和檢查密實度，並認真做好施工記錄。

材料設備

一、《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》所用材料名稱、規格見下表。

材料、規格

序號	材料名稱	品牌	規格	備註
1	普通水泥	浙江紅獅	p.32.5	/
2	土工格室	甘肅耐特	25X55X10	/
3	自來水	/	/	/
4	格室填料	/	級配碎石	/

二、《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》所用機械設備見下表。

高壓旋噴樁施工設備

序號	設備名稱	型號	功率	用途
1	潛孔鑽機	KQJ90	15千瓦	宕碴路堤引孔
2	旋噴鑽機	MGJ50	11千瓦	鑽孔、噴漿
3	壓漿泵	PP120	75千瓦	高壓漿液能量發生裝置
4	拌漿機	JG50	l1千瓦	配製水泥漿
5	泥漿泵	BW150	7.5千瓦	抽取泥漿
6	排污泵	PB100	11千瓦	排除泥漿
7	空壓機	P-6立方米	/	潛孔鑽配套設備
8	灌漿泵	HB80	5千瓦	旋噴樁機配套設備
9	發電機	12XV150	150千瓦	備用電源

質量控制

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的質量控制要求如下：

一、質量標準

高壓噴射灌漿標準見下表。

高壓噴射灌漿標準

高壓旋噴灌漿種類			單管法	二管法	三管法
適用土質			砂土、黏性土.黃土.雜填土、小粒徑砂礫
漿液材料及配方			以水泥為主材，加人不同的外加劑後具有速凝、早強、抗腐蝕、防凍等特性，常用水灰比為1:1，也可使用化學材料。
高壓旋噴灌漿參數	水	壓力（兆帕）	/	/	20
		流量（升/分鐘）	/	/	80~120
		噴嘴孔徑（毫米）及個數	/	/	2~3（1~2）
	空氣	壓力（兆帕）	/	0.7	0.7
		流量（立方米/小時）	/	1~2	1~2
		噴嘴間隙（毫米）及個數	/	1~2（1~2）	1~2（1~2）
	漿液	壓力（兆帕）	20	20	0.2~3
		流量（升/分鐘）	80~120	80~120	80~150
		噴嘴孔徑（毫米）及個數	2~3（2）	2~3（1~2）	10~2（1或2）
	灌漿管外徑（毫米）		Φ42或Φ45	Φ42，Φ50，Φ75	Φ75或Φ90
	提升速度（厘米/分鐘）		20~25	10~30	5~20
	旋轉速度（轉/分鐘）		約20	10~30	5~20

二、質量檢驗

1、旋噴樁質量檢查內容

高壓旋噴樁質量檢查分為施工前檢驗和施工後檢查。施工前，依據設計進行現場旋噴試驗，通過檢查，驗證設計採用的旋噴注漿方法、旋噴參數、漿液配比、外加劑等是否合適，固結體質量能否達到設計要求。施工後檢查，是對旋噴注漿施工質量的鑑定。檢查的數量為2%~5%的固結體總數量，檢查的對象選擇地質條件較複雜的區域及旋噴施工時出現過異常的固結體。由於旋噴樁的強度較低，強度增長速度較慢。檢驗時間應選擇在旋噴施工結束4周后進行。旋噴樁質量檢查的內容主要包括：

（1）固結體的整體性和均勻性；

（2）固結體的有效直徑；

（3）固結體的垂直度；

（4）固結體的強度特性（包括樁的軸向壓力、水平推力、抗凍性和抗滲性）；

（5）固結體的溶蝕和耐久性。

2、旋噴樁質量檢查方法：

（1）開挖檢驗：待漿液凝結具有一定的強度後，即可開挖檢查固結體垂直度、形狀和質量。

（2）鑽孔檢查：從固結體中鑽取岩芯，觀察判斷固結體的整體性和固結體的長度。進行室內物理力學性能試驗，檢驗強度特性。在鑽孔中做壓水或抽水試驗，測定抗滲能力。

（3）標準貫入試驗：在旋噴固結體的中部可進行標準貫入試驗。

（4）載荷試驗：靜載荷試驗分垂直和水平靜載荷試驗兩種，是檢驗軟基處理質量的好方法。試驗時，需在受力部位澆築0.2~0.3米厚的混凝土層加強處理。

（5）無損檢測：用反射波法檢測樁身結構的完整性。常用小應變法檢測樁身質量、樁徑、樁長；大應變法檢測樁身承載力。

3、土工格室質量檢驗

土工格室技術標準必須符合《土工格室產品技術標準》JT/T 516—2004。

安全措施

採用《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、引孔施工時注意人工安全，不得有雜物在鑽頭下面。

二、噴施漿液時禁止在正對著高壓泵泵管接口方向站人。

三、施工現場應符合《安全檢查評分標準》JGJ 59—99的要求。

環保措施

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的環保措施如下：

一、高壓旋噴法利用高壓噴射流強制性地破壞土體形成固結體，保證了隨時可以灌築，也就不存在廢棄水泥漿液污染問題。

二、高壓旋噴法通常採用水泥漿液，雖有冒漿，可沿路堤橫向在樁與樁間開挖溝渠排出，排出的廢液沿排溝形成一個“系梁”，固結後能夠起到傳遞和分布荷載的作用，提高複合地基整體承載力；同時解決廢液的問題，不會造成環境和地下水的污染。

三、機具振動很小，噪聲也很低，不會對周圍建築物帶來振動影響及噪聲公害。機具振動很小，噪聲也很低，不會對周圍建築物帶來振動影響及噪聲公害。

效益分析

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的效益分析如下：

一、地基承載力：高壓旋噴樁施工完成後，在樁身強度滿足試驗條件時，並已在成樁28天后進行。檢驗數量為樁總數的2%，共檢查1點。檢測結果：均符合設計及規範要求，合格率100%。

二、加固後路堤穩定性增強：穩定計算方法採用有效固結應力法，穩定安全係數F>1.2（穩定安全係數容許值），說明該段路堤經高壓旋噴樁加固後穩定性滿足設計及規範要求。

三、加固後路堤沉降量減少：未加固前設計路基中心最大沉降量為5厘米，加固後實際最大沉降量為23厘米；經路堤施工期間沉降觀測（深層標）結果：路堤沉降觀測在路堤填築施工期間，每填一層測定一次沿路堤中線地面沉降速率每晝夜均小於1.0厘米，為縮短路基施工工期創造了條件。

四、經濟效益和社會效益：粒料樁處治完成，路堤填築中出現路堤開裂及失穩破壞路段，進行重新處治軟基。挖除宕渣、外運，重新對軟基處治，重新填築路堤；工程量大、工期延誤、工程費用增加。採用高壓旋噴樁輔以高強土工格室施工工藝進行軟基加固。取得了經濟效益。同時高壓旋噴樁輔以高強土工格室加固軟基施工工藝為相關高速公路建設中軟基處理加固方案提供了參考依據。取得了一定的社會效益。

套用實例

《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》的套用實例如下：

台州至金華高速公路東段S3契約段，起止樁號K8+000~K11+361全長3.361千米，其中K8+000~K9+165的長1.165千米路段為軟弱土基。軟弱土層地質結構主要分布為：上部厚度1.1~3.8米為海沖積軟塑粉質黏土；下部為海積淤泥，厚度9~12.5米。軟土層含海水量高、壓縮性大、承載力低、固結緩慢，工程地質條件差。該路段軟土地基原設計採用粒料樁加固處治。粒料樁設計樁徑60厘米；樁距12米或1.5米，呈三角形布置；樁深6~12.5米，打穿淤泥層，以含黏性土圓礫為持力層。使用軋制碎石為材料，採用振動沉管（乾法）施工成樁。

粒料樁處治完成填築宕渣路堤，當路堤填築高度達到3米左右時（設計填築高度為6米左右），出現路堤開裂及失穩破壞。根據現場開挖檢查發現：位於粒料樁上部6米範圍內有粒料，而在下部取不到粒料，甚至在距樁身四周50厘米的範圍內的樁間土位置仍然取不到粒料；看來粒料樁乾法施工在飽和、軟-流塑狀態的淤泥層中很難成樁，無法起到置換、排水、加筋、墊層的作用。所有少數成樁，也因受到後施工的樁施工時產生的側向擠壓力作用，樁身傾斜變形嚴重，不能形成複合地基。且4米以下淤泥層由於施工擾動，力學指標下降。這些因素是導致出現路堤開裂及失穩破壞的主要原因。

根據現場施工實際情況，結合全線高速公路軟基處理工程量大、工期緊、路堤填土高及淤泥力學性能指標差的現狀。挖除宕渣、外運、重新對軟基處治、重新填築路堤，工程量大、工期延誤、工程費用增加。經專家多次論證：為確保路基穩定和工後路基沉降滿足規範要求，採用高壓旋噴樁輔以高強土工格室施工工藝進行軟基加固（見下圖）。

高壓旋噴樁加固軟基處理結構形式示意圖

設計加固內容及要求：高壓旋噴樁加固方案。設計樁徑為80厘米，樁距2.5米，呈正三角形布置；樁深9~12米。要求在已填築3米左右的路堤面上（不卸載）進行施工，打穿宕渣層、淤泥層，以含黏性土圓礫為持力層；加固對象是粒料樁施工後未成樁且被擾動的淤泥軟土層。土工格室技術參數：抗拉強度不小於200兆帕；斷裂延伸率小於1.5%；節點處結合力大於2千牛；格線尺寸：25×25；格室高度：10厘米。總計6000平方米施工面積。

榮譽表彰

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《高壓旋噴樁輔以高強土工格室軟基處理施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。