1 前言

　　1.1 加固原理。高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，以高壓設備使?jié){液或水、空氣成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結(jié)體(即旋噴樁)，以達到加固地基或止水防滲的目的。

　　1.2 加固體直徑。旋噴樁直徑與現(xiàn)場土質(zhì)、土體強度和噴射壓力、流量、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關(guān)，應通過現(xiàn)場試驗確定。

　　1.3 布置形式。樁的平面布置形式根據(jù)加固的目的考慮，本文采用整體加固形式，用以提高土體的穩(wěn)定性。

　　1.4 設計承載力及漿量。按樁身強度和土體強度計算樁的容許承載力，計算復合地基承載力，三者做比較。

　　漿量計算采取體積法和噴量法，取大者作為設計噴射漿量。

　　2 概況及特點

　　芙蓉山隧道凈寬15.75m，凈高5.0m，埋深較淺，含水量較大，滲透系數(shù)小，自穩(wěn)能力差，隧頂主要為亞粘土。

　　洞身采用復合式襯砌(五心圓曲墻式襯砌)，隧道右線從芙蓉山經(jīng)常年沖刷形成的"V"型槽下穿過,一側(cè)山勢較高,另一側(cè)山勢較低?；谝陨锨闆r,本隧道有以下特點：淺埋;大跨;軟弱土質(zhì);偏壓;高仰坡。

　　施工過程中，隧道上方土方出現(xiàn)不均勻沉降及部分塌陷，經(jīng)方案比選決定采用高壓旋噴加固方法處理。

　　3 技術(shù)參數(shù)

　　(1)成樁直徑不小于1.0m，咬合10cm，采用三重管，施工參數(shù)根據(jù)實驗確定，成樁實驗中，要求取芯，其無側(cè)限抗壓強度大于1.5MPa。

　　(2)水泥用量按每根樁400kg/m計，可采用初噴100kg/m，復噴300kg/m工藝。樁及空樁長度應根據(jù)實際施工范圍綜合考慮。

　　(3)旋噴樁布設寬度應超出隧道開挖寬度2米，樁間距(樁心與樁心的距離):橫向90cm，縱向80cm。

　　4 施工工藝

　　(一)施工準備。平整場地，做好通水、通電及硬化道路工作;進行技術(shù)交底工作，作好施工前安全文明教育;選擇合適的位置，進行試樁，以期確定噴嘴型號及規(guī)格、進尺及提升速度、注漿壓力、注漿流量、水灰比值及水泥摻入量、成樁直徑和成樁強度等技術(shù)參數(shù)。同時熟悉圖紙，掌握施工時的具體要求，設立臨時設施，檢查機器運轉(zhuǎn)情況，布置好水泥漿池及水泥堆放場，按順序?qū)π龂姌哆M行編號。

　　(二)測量放樣。運用導線控制法進行控制點布設，其精度要求：距離中誤差：±5mm，角度中誤差：±10S;參照場地情況，將主軸線控制點引至不受破壞的位置，且加以保護;在復驗合格的控制點基礎(chǔ)上，進行樁位點的放樣，其精度要求為±30mm。

　　(三)注漿工藝。影響固結(jié)體的質(zhì)量因素較多，本工程采用三重管注漿，注漿工藝是影響固結(jié)體的重要因素之一。

　　1、旋噴。高壓旋噴注漿，自下而上，連續(xù)進行，若施工中出現(xiàn)了停機故障，待修好后，需向下搭接不小于500mm 的長度，以保證固結(jié)體的整體性。本工程隧頂主要為亞粘土應適當放慢提升和旋轉(zhuǎn)速度或提高旋噴壓力等。

　　(1)鉆機定位。移動樁機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時整平鉆機，鉆桿的垂直度偏差不大于1%～1.5%。就位后，首先進行低壓(0.5MPa)射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

　　(2)制備水泥漿。樁機移位時，即開始按配合比拌制水泥漿。首先將水加入桶中，再將水泥和外摻劑倒入，攪拌10～20分鐘后擰開攪拌桶底部閥門，放入第一道篩網(wǎng)(孔徑為0.8mm)，過濾后流入漿液池，然后通過泥漿泵抽進第二道過濾網(wǎng)(孔徑為0.8mm)，第二次過濾后流入漿液桶中，待壓漿時備用。

　　(3)鉆孔。當采用地質(zhì)鉆機鉆孔時，鉆頭在預定樁位鉆孔至設計標高(預鉆孔孔徑為15cm)。

　　(4)提升噴漿管、攪拌。達到設計深度后，接通高壓水管、空壓管，開動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和鉆機進行旋轉(zhuǎn)，并用儀表控制壓力、流量和風量，分別達到預定數(shù)值時開始提升，繼續(xù)旋噴和提升，直至達到預期的加固高度后停止。

　　(5)樁頭部分處理。當旋噴管提升接近樁頂時，應從樁頂以下1.0m開始，慢速提升旋噴，旋噴數(shù)秒，再向上慢速提升0.5m，直至樁頂停漿面。

　　(6)若遇礫石地層，為保證樁徑，按上述3～5步驟重復噴漿、攪拌，直至噴漿管提升至停漿面，關(guān)閉高壓泥漿泵，停止水泥漿的輸送，將旋噴漿管旋轉(zhuǎn)提升出地面，關(guān)閉鉆機。

　　(7)清洗。向漿液罐中注入適量清水，開啟高壓泵，清洗管路中殘存的水泥漿和噴漿管頭上的土。

　　(8)移位。移動樁機進行下一根樁的施工。

　　2、復噴。相同技術(shù)參數(shù)條件下，對同一土層作重復注漿，能增加土體破壞有效長度，從而加大固結(jié)體的直徑或長度并提高固結(jié)體強度，復噴時全部噴漿，復噴的次數(shù)愈多固結(jié)體直徑加長的效果愈好。

　　(四)控制水泥用量。在噴漿提升過程中,控制水泥用量是關(guān)鍵。水泥的用量與噴漿壓力、噴嘴直徑、提升速度及水灰比等有直接關(guān)系，具體控制方法：

　　1、若水泥量剩余，措施如下：① 適當增加噴漿壓力。② 加大噴嘴直徑。③ 減慢提升速度。

　　2、若水泥量不夠，措施如下：①保證樁徑的情況下適當減少壓力。②噴嘴直徑適當減少。③保證樁體強度的情況下適當加快提升速度。④加大水灰比值。

　　針對水泥漿下沉現(xiàn)象(水泥漿液密度較大)，采取自樁頂向下3.0m 進行復噴，可保證樁體上部水泥土強度。

　　(五)冒漿處理。通過對冒漿的觀察，可以判斷旋噴的大致效果和斷定參數(shù)合理性等，冒漿量小于注漿量20%為正?，F(xiàn)象，超過20%或完全不冒漿時，應查明原因及時采取相應措施。

　　1、流量不變而壓力突然下降時，應檢查部位的泄漏情況，必要時撥出注漿管，檢查其封密性能。

　　2、出現(xiàn)不冒漿或斷續(xù)冒漿時，如土質(zhì)松軟則視為正常現(xiàn)象，可適當進行復噴;如附近有空洞、暗道，則應不提升注漿管，繼續(xù)注漿直至冒漿為止，或撥出注漿管待漿液凝固后，重新注漿直至冒漿為止，必要時采用速凝漿液，便于漿液在注漿管附近凝固。

　　3、減少冒漿的措施冒漿主要由于有效噴射范圍與注漿不相適應，注漿量大大超過固結(jié)所需的漿量所致。①提高旋噴壓力(噴漿量不變)。②適當縮小噴嘴直徑(旋噴壓力不變)。③加快提升和旋轉(zhuǎn)速度。

　　對于冒出地面的漿液，可經(jīng)過選擇和調(diào)整濃度后進行前一根樁返漿回灌，以防止空穴現(xiàn)象。

　　(六)固結(jié)體控形。固結(jié)體的形狀，可以通過調(diào)節(jié)旋噴壓力和注漿量，改變噴嘴移動方向和提升速度，予以控制。

　　(七)防止串孔。1、施工過程中，采取跳打的施工方法; 2、在高壓縮土層適當減小噴漿壓力。3、加快提升速度和旋轉(zhuǎn)速度。

　　6 結(jié)論

　　高壓旋噴樁加固方法，設備簡單，施工簡便，具有較好的耐久性，且料源廣闊，價格低廉，噪聲小，無污染，能有效的減少總沉降量，特別是樁身范圍沉降量，沉降量收斂快，有效減少差異沉降。

　　由于條件的限制，我們并未對成樁后的水泥土取芯，因此也未得到其實際的強度。但從處理后兩年多時間以來，經(jīng)測量加固效果十分理想。

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