摘要：本文阐述了高压旋喷桩在高层建筑地基处理中的应用，阐述了高压旋喷桩基础的施工流程，简要介绍了高压旋喷桩的施工工艺及主要施工方法，旨在为同行提供技术参考。
关键词：高压旋喷桩；高层建筑；地基；应用
前言：随着国民经济的快速发展和建筑技术的不断提高，高层建筑正在兴起。这对建筑物地基的承载能力提出了更高的要求。如今使用最广泛的是预应力管桩以及预制方桩作为持力结构，但前期投入较高。高压旋喷桩是通过采用高压喷射技术，水泥泥浆，破坏地基土，并用化学浆强制搅拌固结，形成一定的强度，不透水的加固。与此同时，桩间土也被高压灌浆挤压，桩与桩间的土体形成复合地基。从而大大提高了地基的承载力。
1.工程概括
唐廊高速公路天津段一期工程第二合同段路线起止桩号为K3+300-K10+239.635，线路全长6939.635m，本工程有桥涵结构物共7座，其中有5座中桥、1座箱形通道、1座分离式立交、1座现浇箱梁大桥、圆管涵共13道。设计要求对桥头、通道、部分管涵地基进行深层复合地基处理。其中试桩选在k7+670.5东桥头处，起始桩号：k7+705.43～k7+735.43，处理宽度30米，桩长14米，正三角形布置，桩间距1.8米。K7+735.430～k7+765.43，处理宽度30米，桩长14米，正三角形布桩间距1.8米。
根据地勘资料该地段场地内从上至下分布的主要土层有：杂填土、素填土、粉土、粉质粘土。
本工程设计采用单管法φ600mm高压旋喷桩，桩间距为1.8m。高压旋喷桩采用强度42.5Mpa的普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比为1.1，桩身水泥掺入量不少于200Kg/m，高压泵的压力要求在20.0Mpa以上。试桩桩长14m，桩径0.6m，正三角形布置，间距1.8m。
高压旋喷桩施工工艺流程图
3）施工准备
1、场地平整
2、桩位放样
3、修建排污和灰浆拌制系统
4）钻机就位
钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆与桩位偏差在±10mm以内，钻杆垂直度误差小于0.3%。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，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证钻进后孔底标高满足设计深度。
5）钻孔
钻机就位并试运转正常后，开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。
6）浆液配置
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。高压旋喷桩的浆液，采用普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重1.51。
7）喷射注浆
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，喷射时，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为250mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。
8）桩头部分处理
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
9）冲洗
喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆。
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
10）重复以上操作，进行下一根桩的施工。
11）补浆
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
2.2试桩施工要点
1）水泥用量的控制
在喷浆提升过程中，控制水泥用量是关键。水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系。
针对本工程具体情况，每根试桩分次进行搅拌，施工用水精确量取，确保定量的水和水泥比例进行拌制水泥浆，通过试验确定参数以保证水泥量满足设计要求。
2）冒浆处理
在旋喷过程中，往往有一定数量的土颗粒随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况，判断旋喷的大致效果和参数合理性等。
3）确保桩顶强度
当采用水泥浆液进行喷射时，在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液的吸水作用，一般有不同程度的收缩，造成固结顶部出现一个凹穴，深度一般为设计桩径的1-1.5倍。
为防止因浆液凝固收缩而产生的凹穴现象，使地基加固达到理想的效果，可采取超高旋喷、返浆回灌等措施。
3. 旋喷桩试桩施工质量检验
1）高压喷射注浆所用的水泥和外加剂品种、规格及质量应符合设计要求。
2）浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。每根桩施工过程中检验2次，观察并用浆液比重计检测浆液密度。
3）试桩布桩形式应符合设计要求。
4）试桩长度应符合设计，通过测量钻杆长度进行检查。
5）试桩桩体的完整性、均匀性、无侧限抗压强度应满足设计要求。旋喷桩完工后7d内采用轻型触探进行N10检测；28d后先进行静载试验即单桩承载力试验，并在每根试桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样的照片，取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。取芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。
结束语：
通过高压旋喷注浆法对工程地基进行处理，地基承载力能够达到设计要求，而且在很大程度上解决了地基沉降不均的问题。该技术施工速度快，施工周期短，加固效果好，对现场适应性强，既保证了施工安全，又降低了加固成本，技术应用前景十分广阔。
参考文献：
[1] 中国建筑科 学研 究院．建筑地基处理技术规范[M ]．北京：中国建筑工业 出版社，2002 ．
[2] GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]．
论文作者:刘坤鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签：浆液论文; 地基论文; 高压论文; 水泥浆论文; 水泥论文; 钻杆论文; 钻孔论文; 《基层建设》2018年第4期论文;