摘要：深层搅拌桩和旋喷桩技术广泛用于水工建筑地基处理，两种技术在适用范围、工效等方面存在一定差别，但又有互补性，本文针对两种技术的类别、施工方法与工艺、质量控制等内容进行了分析。
关键词：深层搅拌桩；旋喷桩；水工建筑；地基处理
深层搅拌桩与旋喷桩在水工建筑地基处理中应用广泛。深层搅拌桩采用特制的搅拌机械在钻进地基土的同时喷水泥浆或水泥粉，喷出的水泥浆或水泥粉与地基土掺搅成水泥土桩。而旋喷桩要先用钻机钻孔，再下放注浆管喷射水泥浆，通过高压浆液冲切地基土，浆液与部分土置换形成水泥土固结体。两相比较，深层搅拌桩工效更高，但要求地基土不能太硬，而且施工深度比较小；旋喷桩对地基土适应能力更强，施工深度更大，但效率不如深层搅拌桩。虽然两种技术各有其适用范围，但优势互补，能发挥各自所长[1]。本文基于两种技术特点对它们在水工建筑地基处理中的应用进行了分析。
1深层搅拌桩在水工建筑地基处理中的应用
1.1深层搅拌桩分类
深层搅拌桩技术类型多，根据深层搅拌机的不同可以分为多个类别。按搅拌头形式，可分为翼片式搅拌头和螺旋叶片式搅拌头，并且后者又可再细分为短螺旋叶片及断续螺旋叶片式、长螺旋叶片式、断续叶片与搅拌翼结合式。按喷浆方式，可分为叶片喷浆和中心管喷浆，后者更为常见。按机械传动方式，可分为转盘式单头喷粉搅拌机、动力头式深层搅拌机。按搅拌头数，可分为单头搅拌机和多头搅拌机，后者头数有2、3、4、5、6之分。一般来说，多头搅拌机效率比单头搅拌机高，但设备更复杂，故障率也高些。
1.2施工方法及工艺
1.2.1施工准备与定位
施工准备的主要任务是平整场地形成施工平台和定出桩位。一般要求场地平整度为高程差±15cm。开挖平台宽度根据选用的深层搅拌机类型而定，例如单头搅拌机宽5m，4头搅拌机宽8m[2]。定位即按设计图纸要求现场放出桩位轴线和各个桩的中心点，然后在点上设置标志。一般要求点位偏差不大于±2cm。将搅拌机移至桩位，调整，校平，对中桩位。
1.2.2制浆
深层搅拌桩浆液的主要材料是水泥，根据需要可掺加外加剂，如石膏、水玻璃、氯化钠、三乙醇胺、减水剂等。制浆用水泥应采用新鲜无结块水泥，水灰比一般控制在0.7～1.2，掺入比（单位重量地基土加入的水泥数量）一般为10%～18%。配制好的水泥浆应在3h内用完。
1.2.3喷浆搅拌
通常，在做防渗墙时应先布设导孔，一般在墙轴线上相隔50m设1个先导孔，孔深应比设计高程深5m。喷浆搅拌工艺分为一喷两搅、两喷两搅、两喷四搅。以两喷四搅为例，搅拌机头下沉、上升各2次，共4次搅拌；喷浆是在上升段进行，所以是“两喷”。喷浆时，注浆压力一般为0.3～1.0MPa，注浆量为50L/min。提升速度一般为0.2～1.0m/min。每次下沉到桩底设计高程时，喷浆30s。上升到桩顶设计高程以上0.3～0.5m。
1.2.4清洗移位
施工完一个桩位后，为防止管路堵塞，应立即向集料斗内加入清水，启动浆泵清洗管路中的水泥浆。同时还要清洗搅拌头叶片。
1.3施工质量控制
首先，测量控制。以原有基准点和水准点为基准测桩放样。施工期间，每3d检测一次搅拌机叶片，要求直径偏差不得超过±1cm。水泥浆液不得离析，灰浆搅拌机应在作业期间连续搅拌。严格控制水泥掺入比，一般应比设计掺入量大0.5%。严格控制搅拌机提升速度，速度偏差不应超过±10cm/min。控制桩机的垂直度，要求孔斜率不大于1%；同时桩径偏差不大于10mm。施工时认真记录，包括水泥用量、水灰比、搅拌头提升速度、桩长、桩身垂直度等。质量检测包括实地开挖检查、钻孔取芯试验、围井注水试验、无侧限抗压试验、标准贯入试验等。
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2旋喷桩在水工建筑地基处理中的应用
2.1旋喷桩技术分类
旋喷桩技术是高压喷射灌浆技术的一种，另两种是摆喷桩和定喷桩。按照工法，可分为单管法、二管法、三管法和多管法。单管法只喷射高压浆液，二管法喷射高压浆液和压缩空气，三管法喷射水、气、浆，多管法是先钻导孔，再置入多重管，高压冲切下的土随泥浆从多重管中抽出。一般单管法成桩直径较小，二管法、三管法、多管法成桩直径依次增大，所以管数越多效率也越高，但设备也更复杂。
2.2施工方法及工艺
2.2.1施工准备
施工准备包括场地平整和放孔位。设备进入现场前应进行试车，确认设备状态正常以后再运入现场。根据设计要求，清理障碍物，平整场地，挖排水沟。放孔位即测量定出桩位。场地条件符合后，进设备试车。
2.2.2钻机钻孔
一般选用回转地质钻机或全液压跟管钻机，钻进时采用泥浆护壁方式。首先钻机就位，调平，固定。钻孔时，要求孔位偏差不大于5cm，孔偏斜率不大于1.5%，孔深应达到设计深度或深入基岩0.5～1m。
2.2.3制浆
浆液一般采用纯水泥浆，根据需要可掺加速凝早强剂。水灰比一般采用1：1～1.5：1。制浆采用搅浆机，搅拌均匀后过筛，经灌浆泵泵出。
2.2.4下喷射管
将喷射管下沉到设计深度。采用震动钻机时，下管与钻孔可同时进行。为避免下管过程中喷嘴被堵塞，应采用胶带缠住喷嘴口，也可以在下管过程中射水，但水压不宜过大，以免损坏孔壁，一般水压可采用1MPa[3]。
2.2.5喷射灌浆
当喷射管下沉到位后可以注浆。以三管法为例，可送入水、气、浆，在孔底喷射1～3min，等到孔口冒浆后，再提升。旋喷桩是一边转动、一边提升。喷射管提至桩顶设计高度后，停输水、气、浆，并提出喷射管。三管法喷射参数：水压30～60MPa，水量50～80L/min；气压0.7MPa，气量1～3L/min；浆压0.1～1.0MPa，浆量50～80L/min；提升速度5～40cm/ min，旋转速度5～10r/min。
2.2.6管路清洗
完成灌浆后，检查各项参数都合格，应及时清洗管路，并洗至流出的水为清水为止。
2.2.7充填灌浆
灌浆后，孔口浆液会逐步析水，而浆面呈凹陷状态，所以应在孔内静压灌浆至孔口浆面不再下沉为止。
2.3施工质量控制
在喷射施工过程中，要观察并记录施工参数，如压力、流量。喷射期间，钻杆旋转和提升不能中断，意外中断而续喷时应与已喷段的搭接长度不小于0.1m。深层灌浆，应先喷浆，再旋转和提升，以防注浆管扭断；若发生故障，也必须立即停止旋转和提升，并尽快检查和复喷。施工过程中必须严格控制水灰比，禁止使用受潮或过期水泥。质量检测方法包括室内试验、开挖检查、桩身抽芯试验、围井检查、电探测定、载荷试验等。
3 结语
水工建筑物工作条件复杂，地基不仅有承载力指标，通常还有防渗性指标，这对地基处理提出了更高要求。深层搅拌桩与旋喷桩在提高地基承载力和防渗能力方面有优势，所以在水工建筑地基处理中获得广泛应用。为了使这两项技术在实践中得到更好的应用，本文对相关内容进行了分析，以供读者参考。
参考文献：
[1] 王正兴，安学军，高印军. 某引水闸深层搅拌桩和高压旋喷桩施工和复合地基承载力检测[C]//中国水利学会地基与基础工程专业委员会第13次全国学术会议论文集. 成都：中国水利学会地基与基础工程专业委员会第13次全国学术会议，2015：519-522.
[2] 杨朝丰. 深层搅拌桩在喀尔赛水库除险加固工程中的应用[J]. 水利规划与设计，2016（4）：83-85.
[3] 孙凯. 高压旋喷桩在渠道扭面挡墙防渗加固中的应用[J]. 黑龙江水利，2015，1（7）：35-37.
论文作者:张帆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：地基论文; 搅拌机论文; 浆液论文; 水工论文; 叶片论文; 水泥论文; 钻机论文; 《基层建设》2019年第12期论文;