高压旋喷加固技术在市政工程中的应用

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摘要 高压旋喷加固是目前软土地基处理的一种常用并且经济的方法。本文结合具体工程实例，介绍了旋喷加固的机理、施工工艺和施工要点，为类似工程提供一定的借鉴。

关键词 高压旋喷加固；市政工程；软基处理；施工工艺

中图分类号TU99 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）41-0136-02

1 工程概况

某工程所处场地地貌单元属冲积平原，场地地形平坦，最大高差约0.3m。场地地层第一层土为杂填土，其厚度为0.5m~1.1m，第二层土为Q4-3粉土，其颜色褐黄~黄褐色，为中高压缩性，厚度约为4.8m~5.5m；第二层土为Q4-1细砂，中密-密实状态，底板埋深在31.5m~33.6m；第三层为Q3的粘土层，中低压缩性。基础采用钢筋混凝土筏板基础，地基为采用高压旋喷加固处理后的复合地基，设计要求加固地基的承载力特征值大于300kPa。

2 高压旋喷施工工艺

目前，高压旋喷灌浆施工方法有三管法、双管法和单管法等3种方式。因高压旋喷灌浆与预加固的水文地质、土体渗透、土体种类等有很大关系，因而，不论选用何种高喷灌浆施工工艺，均需要在现场进行试桩，用于验证加固后土层的强度，以确定所选施工工艺对土层加固的适应性，并确定高压旋喷施工的技术参数。本文限于篇幅的限制，只介绍单管法施工。单管法具体施工工艺为：

1）场地平整

正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2m以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。

2）桩位放样

施工前用全站仪复测检验控制点，合格后用于施工放样。对桩位进行放样，用竹签钉紧，一签一桩，确保孔位偏差小于50mm。

3）修建排污和灰浆拌制系统

旋喷桩施工过程中将会产生10％~20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。

灰浆拌制系统主要设置水泥堆放场附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。

4）钻机就位

钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于10mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1.5%以内，钻机就位后，必须做水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机；钻孔前应调试空压机，泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻杆旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。

5）引孔钻进

钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法可根据地层条件、加固深度和机具设备等条件确定。成孔后，校验孔位、孔深及垂直度是否符合规范要求。（孔位纵横向偏差不大于50mm、孔深不小于设计深度、垂直度偏差不大于1.5%）。

6）拔出岩芯管、插入注浆管

引孔至设计深度后，拔出岩芯管。在下注浆管之前，必须进行地面试喷，检验喷射装置及气、浆发生装置是否正常。经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。在插管的过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1MPa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防止泥土进入管内。

7）旋喷注浆

将注浆管下到预定深度后，检验喷射方向、摆动角度，进行底下试喷，一切正常后即可自下而上进行喷射作业。高压旋喷桩水灰比一般在0.8:1~1.5:1之间，具体根据试桩结果进行调整。施工过程中，必须时刻注意检查浆液初凝时间、提升速度、旋摆速度等参数，并随时做好记录，如遇故障及时排除。

喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：（1）接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴；（2）喷射因故障中断，应酌情处理：因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆；如中断时间超过1小时，要采取补救措施；恢复喷射时，喷射管要多下0.3m，保证凝结体的连续性。喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固结后墙顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填。

8）钻机清洗移位

喷射作业完成后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。每一孔的高压喷射注浆完成后，应及时清洗灌浆泵和输浆管路，防止清洗不及时不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块，堵塞输浆管路和喷嘴，影响下一孔的施工。清洗完后将钻机等机具移到新孔位上。

3 施工要点

1）确保桩位准确性。桩位由专业技术人员进行放样，并经监理人员复验合格。施工时，钻机就位必须在定位员的指挥下准确对准桩位，由质检员复核，监理工程师认可后，钻机方可开钻。施工完毕，及时做好施工记录，并在施工图上做标记；

2）确保桩身垂直度。钻机开钻前必须调平，依机架两边所吊线锤平行机架为准。钻进过程中，若因故钻机下陷倾斜，需及时调整；

3）确保桩顶标高。各桩位点放出后，按施工现场平整度划分若干个区，每个区用水准仪准确测出标高，算出其钻孔深度和空喷深度。每开钻前，应将深度盘指针对零，确保钻深准确性。钻头离桩端1m 时，提前喷浆，防止桩底部因送浆距离较远不能准确到达，而缩短桩长；

4）提高桩顶强度。对桩头进行复喷。自桩顶向上超喷不小于1 倍的桩径；

5）防止缩径及夹泥。针对密实度较高的土层，采用慢档高压提升和下沉。加适当的搅拌叶片。增大喷嘴作业半径；

6）针对淤泥质粉质粘土层防患措施。采取跳打的施工方法。减小旋喷压力。加快提升速度等。添加适量粉煤灰；

7）确保桩体连续性。喷浆时必须连续，不能间断。施工中一旦出现故障，待修好后，必须再向下搭接长度不小于50cm；

8）材料质量控制。水泥采用42.5 级普通硅酸盐水泥，要求每批水泥有出厂合格证、化验单，并且对每批号水泥做进场抽样复验，袋装每200t复验一次，合格后方可使用。禁止使用过期、雨淋、受潮、结块水泥。水泥浆液必须搅拌均匀，对超过初凝时间4小时的水泥浆液严禁使用。

4 结论

高压旋喷加固技术具有施工速度快、安全可靠、施工噪音小的特点，并且经济、加固质量可控制、效果好，因此得到了广泛应用。因为高压喷射注浆施工是一项专业性非常强的作业。为了保证加固质量，除了要保证选择合理的注浆压力和配比外，还必须选择一支经验丰富且素质高的专业施工队伍去施工。一个高素质的旋喷桩专业施工队伍，不仅能严格按照设计与施工工艺要求进行施工，并且能及时发现施工中的问题，并采用正确的处理措施，避免工程事故的发生。

参考文献

[1]刘景政.地基处理与实例分析[M].中国建筑工业出版社，1999.

[2]刘恩军.用高压旋喷桩加固铁路桥台地基[J].铁道建筑，2002(1).