上海交通建设总承包有限公司 上海市 200120
摘要：经济的高速发展和社会的进步，公路桥梁项目被大量的建设并且应用，但是在施工中极易遇到黄土、红黏土、膨胀土等地质条件，要想保证工程项目达到安全、可靠的要求，必须要采取有效的措施进行处理，根据工程的实际需要选择更具经济效益、社会效益的施工方案。
关键词：高压旋喷桩；桥梁工程；施工应用
1高压旋喷桩原理
高压旋喷桩以其经济实用的性能，简单灵活的设计方法，以及施工中基本不产生环境污染等优点，在工程中得到了越来越广泛的应用。高压旋喷桩复合地基是以高压水泥浆液与地基土混合固结形成的一种桩土复合材料,是桩与土的共同作用,既利用了天然地基土的强度又使之强化,具有强化地基和防水止渗的作用,适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基,它有其施工工艺简单、工期短、投资少、适用性强等优点。
利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体。由于钻杆以一定速度逐步向上提升和旋转，浆液形成高压喷出后具有很大的动能，产生高速、高压的喷射流，借助高压喷射流能大量置换软土层和挤密桩周土，能让砂砾石垫层或粘土和水泥浆充分混合、胶结、硬化，固结成一个整体。这样，可在地基中形成具有较高强度的水泥土桩，达到改良土质、增加地基强度、减少土体压缩变形的目的，提高地基的承载能力。
2桥梁施工中高压旋喷桩施工技术
2.1施工技术和流程
旋喷桩是通过钻机将携带特殊喷嘴的注浆管带入土层预定部位，在钻入时，一边开钻一边泵送水，当达到预定部位后，通过高压泵并借助钻机下侧的喷射设备把水泥浆变为转动的高速射流喷进周围土体内，通过很强的射流动能来破碎土体，且钻杆在以特定速度转动的同时也缓慢提升，以确保水泥浆与土体充分混合，当硬化胶结后便可在地基内产生圆柱形的水泥固结结构。
2.2测量放线
通过全站仪设备放出各旋喷桩孔中心部位，并以十字桩进行固定，以水准仪检测地表高程，明确钻孔的深度；已完成桩位测量的还应进行复测，并控制误差在5cm以下。
2.3材料检测和选定
外加剂与加固料应满足设计需要，材料在进场时应检验质量证明等文件，并进行现场抽检，在合格后才可以使用。品种、产地、批号、规格相同的水泥与外加剂，袋装水泥以200t作为一批，外加剂以50t作为一批进行检测。禁止选用变质、结块、受潮的外加剂。水泥浆应在旋喷之前的1h内进行配制，并过滤硬块等，以防止堵管。
2.4旋喷钻机就位
在钻机就位之前，应做好钻孔前的准备工作，如对主要设备器具的维护与检验等。钻机就位后应垫平底架，确保稳定性，不可出现沉陷、位移等。钻杆或钻头中心应和桩位中心重合，控制偏差在5cm以下。就位后，应对中、调平桩机，调节桩机垂直度，确保钻杆和桩位的一致性，将偏差控制在10mm以下，垂直度偏差应不超过1%。在开钻前，应对注浆泵进行调试，保证设备稳定运转；检测钻杆的长度，测量钻杆每节长度，并提前以木料制备一个带刻度的标尺，在开钻前按照孔底的标高算出钻进深度，开钻时用标尺对钻入深度进行控制，以确保孔底的标高符合深度设计要求。
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2.5施工技术
以某工程为例，旋喷桩选择普通42.5级硅酸盐水泥，在设计时，控制水灰比在0.8~1.5，水压不低于20MPa。在现场进行取样和在室内进行配比试验，得到最优水灰比、钻杆转动速度、提升速度以及泥浆泵压力值等。开启钻机钻到设计深度后，把注浆管插到孔底部，注浆管水泥浆从喷头流出后再将注浆管缓慢提升，从上到下转动喷射进行注浆。当喷射到桩顶后，抽出注浆管。注浆前还应对管路系统和高压设施进行检测，保证管路通畅与密封性。施工时应依据地质状况选用相应成孔方式，插管时应避免喷嘴被堵塞。
在提升旋喷管进行分段施工时，应进行搭接处理，控制搭接的长度超过0.1m。提升旋喷管，在与桩顶临近时，需由桩顶之下1m起始，缓慢提升，在旋喷一段时间后，再缓慢提高0.5m，直到停喷面。在喷射注浆时，应测量注浆泵压力、空气压力及注浆流量等技术参数是否满足设计需求，并进行记录。应对所配制浆液进行过滤，避免喷射时塞堵喷嘴；同时，浆液应随制随用，在旋喷时应采取措施以避免水泥浆沉淀。应控制钻杆匀速提升、转动，保证桩体的连续性和均匀性。因某些因素造成停喷再续喷时，搭接长度应超过0.5m。在钻孔与喷浆时，还应及时对冒浆与废弃加固料等进行处理或回收，避免污染环境。旋喷桩在完成施工28d之后，应在每个检测桩的桩径1/4位置以及桩长范围内进行钻芯取样，以检测其均匀性和完整性，并拍摄芯样照片，在桩体下、中、上不同深度处分别取样进行抗压强度试验。钻芯后孔洞需采取灌注水泥浆方式进行闭合。基础加固后的复合承载能力需符合设计需要。
3高压旋喷桩施工的质量控制措施
3.1钻孔
设计人员勘察现场后设计出图纸，测量人员据此确定具体的桩位，施工人员根据放置好的桩位，把钻机摆放到指定的桩位。在正式施工时，还要仔细比对，确保钻机位置准确，在确认没有问题以后方可施工。校正后钻机的机头要与孔的中心点完全匹配，垂直与水平方向的误差都要控制在5cm之内。施工人员确定钻机的位置以后，一定要控制好垂直度。在仔细检查过后，确定钻机已经达到标准要求，再进行打孔，要注意钻孔的深度一定要达到设计的标高。要做好钻孔记录，在施工完成以后，还要以此为依据，查找相应的技术指标，例如钻孔的深度、回水的情况，以保证钻孔质量。
当钻机被准确定位好以后，根据设计要求进行钻孔，与此同时，要把注浆管放入，要注意把其放置到设计好的深度。待钻机就位后，应该对桩基的位置进行确定，对于桩基的垂直度也应该进行调整和校验，应该控制垂直度的偏差不超过0.3%。另外，在钻孔前，还应该对泥浆泵和空压机进行调试，确保设备的正常运转，对于钻孔的长度，应该进行校验，确保孔底标高能够满足要求。要特别注意的是，在钻孔时要根据施工现场实际的地质状况使用钻孔设备，需要考虑施工的季节、环境等因素，要灵活应对现场的突发状况。钻孔完成以后，施工人员还要应用相应的工具，仔细检查成孔的位置、深度等的具体情况，在确认相关指标达到标准要求以后，才可以进行下一步骤的施工，否则就要返工，直到达到要求为止。
3.2喷射
先按照技术要求进行试验桩的施工，采用双管旋喷施工方法，浆液压力为28MPa，流量应为65L/min，提升速度为0.15m/min，水泥浆液的水灰比为1.0，钻至基岩面后，由下而上旋转喷射注浆。按以上施工工艺先施工了3根桩，10d后进行开挖，判断桩的质量是否符合设计要求。经检验，这3根桩达到设计的技术要求，之后按此工艺进行施工。在高压旋喷施工完成28d后，进行了钻孔取芯检测，取芯连续，没有断桩现象，符合要求。
结语：综上所述，本文详细阐述了施工准备工作以及钻孔、水泥浆配制、喷射注浆等施工技术，有效降低了桥梁工程桩基施工过程的安全风险，从而保证了施工安全和质量，可为类似工程的顺利开展提供参考。
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论文作者:董俊 李培阳
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/10
标签：钻孔论文; 钻机论文; 高压论文; 钻杆论文; 水泥浆论文; 地基论文; 注浆论文; 《城镇建设》2019年第15期论文;