关键词：市政路桥；软基加固；高压旋喷注浆；技术应用
一、前言
伴随社会经济的不断发展，城市的范围规模越来越大，对软土路基的处理技术也得到了空前的进步。传统的注浆工艺是将浆液在压力的作用下，通过对土体的劈裂、渗透、压实以达到注浆加固的目的，但是该工艺对于细颗粒砂性土及粘性土难以达到工程上一定的要求，而高压旋喷桩技术则很好的弥补这方面的缺陷。采用高压旋喷桩加固处理市政路桥的软基，施工简便进度快，桩体强度大，可靠性高等优点，最适合紧急抢修加固工程。下面就对高压旋喷注浆加固技术在市政路桥软基处理中的应用进行了探讨，以供同仁参考。
二、高压旋喷成桩原理
高压喷射注浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后，以20～40MPa压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流，其动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细颗粒随浆液或水冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列，浆液凝固后，便在土层中形成一个一定强度的固结体，这就是旋喷桩。
三、高压旋喷成桩的技术要点
旋喷注浆施工流程可大致分为：施工准备，试桩、技术参数确定→测量放样，桩机就位，钻孔，水泥浆制备，旋喷和复搅，提管冲洗，移动设备→桩基工后检测。
（1）施工准备：钻机进场之前首先进行场地布置，清除施工区域的杂物，平整场地施工段落要平整密实，做好排水工作，确保在较干净的环境中进行施工，其次，准备好施工用电和施工用水；施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场，架设电缆接线到施工作业区。
（2）试桩、技术参数确定：每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩，以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等，还应根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入量。通过试验桩确定本工程高压旋喷桩施工技术参数为：水灰比为1：1；钻进、工作压力20～25Mpa；提升速度≤0.25m/min；桩顶1米范围提升速度≤0.2m/min；转速应控制在20～25r/min，水泥掺入量范围在180～220Kg/m之间。
（3）测量放样：测量人员根据施工图纸提供的坐标、平面布置图，在施工段落进行布桩，桩位用小木桩红色头醒目标注，桩间距误差不大于50mm，布桩完成自检合格后报监理工程师验收，验收合格后进行下一步工序。
（4）钻机就位：搅拌机具运至现场后进行安装调试，待转速、压力及计量设备正常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，最后再精确调平。垂直度误差不超过1%，对中误差小于5cm。
（5）钻孔：每台钻机在开钻前，技术人员对钻杆总长度进行尺量，根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数，并在最后一节钻杆上标定出下钻结束位置。钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法采用单管法旋转钻机。在钻杆下钻时采用小10Mpa的水泥浆压力，一方面防止堵喷嘴，另一方面对土体进行第一次喷射，使土体成为混合液，减小喷浆时土体的阻力，以利于浆液充分搅拌，钻到设计的深度。成孔后，应校检孔位、孔深及垂直度，是否符合设计要求。
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（6）灰浆的制作：选用优质42.5#普硅水泥，根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线，按水灰比1：1添加水泥，并经充分搅拌，测定泥浆比重是否达到试配时比重1.47，如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。
（7）旋喷和复搅：将注浆管下到预定深度后，调整回流阀门，使旋喷罐内的压强达到规定值，水泥浆到达喷嘴后，检验喷射方向、摆动角度，一切合格后，调整工作台和油泵阀门，使旋转速度控制在20—25 r /min和提升速度达到20-25cm /min的范围时开始提杆、旋喷，由下往上成桩，在桩头以下1米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升，并复喷一次，增加桩体的密实度，因为桩顶以下1米范围将承受较大的荷载，加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起关键作用。当喷浆结束后，要对注浆孔进行二次回灌，防止旋喷桩体因水泥浆固结出现顶部凹陷而达不到设计桩顶标高。在施工过程中，旋转速度、提升速度、旋喷压力、水泥用量参数的变化将直接影响桩的均匀程度和桩径，水灰比参数的变化将会影响桩身的强度，因此必须时刻注意检查浆液初凝时间、水泥浆流量及压力、提升速度、旋摆角度、喷射方法等参数是否符合设计要求，并随时作好记录，如遇故障应及时排除。
（8）提管冲洗：喷射作业完成后，将注浆泵的吸浆管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排除，防止残存水泥浆将管路堵塞。
（9）移动设备：移动钻机至下一孔位，为确保桩与桩之间能很好咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。
（10）质量检验。高压旋喷桩完成28d后方能进行质量检验。触探及抽芯检验：成桩7d内采用轻型触探进行N10检测，检测频率为工程桩数的2%。抽芯检验的总桩数不得少于工程桩数的3‰，单位工程桩数小于1000根时，至少做3根。桩芯无侧限抗压强度（28d）应满足如下要求：桩顶～2/3桩长范围：≥1.6MPa；2/3桩长～桩尖范围：≥1.4MPa。
四、高压旋喷成桩技术应注意的问题
（1）施工时应先施工内排桩，后施工外排桩。
（2）水泥浆液应连续供应。如发生断浆现象，须复打，复打重叠长度必须大于1.0m。
（3）浆液拌和应均匀，不得有结块；浆液不得离析或停滞时间过长，超过2小时应停止使用。
（4）构造物基底水泥搅拌桩桩顶高程应根据构造物底高程进行计算确定，同时应考虑凿除50㎝桩头的影响。
（5）旋喷废浆应予以充分利用，施工过长中可在相邻桩之间开挖一定深度的浆液存贮沟（沟宽0.6～0.8米，深0.8～1.0米），待浆液凝固后形成具有一定强度的桩间横系梁，以增强各桩间共同作用，提高地基承载力。施工中控制冒浆量小于注浆量的20％，超过20％或完全不冒浆应查明原因，采取措施。
（6）成桩28d后，可开始基槽开挖，凿除50㎝软桩头，桩头凿除后桩长不得小于设计桩长。
（7）提钻喷浆的速度控制，控制好旋喷速度，保证不大于25cm/min且稳定，灌浆管分段搭接的长度不得小于10cm。底部时应适当加大压力保证底部桩头大于设计，顶部时应重复提钻喷浆一次保证桩头的完整。
（8）提升旋喷过程中确保压力达到设计要求，不小于20Mpa，使足够的水泥浆压入土体，钻杆旋转速度再规定范围内，20~25r/min，确保桩体的均匀性和整体性及强度。
五、结论
总之，随着高压旋喷桩技术的应用及发展，不仅有效提高了软土地基的承载力和稳定性，良好的控制了工后沉降；而且在施工设备、工程投资、工期等相对于其他桩基地基处理方案也存在诸多优势。在该技术的应用过程中，对于工程质量的验收上也应做好详实的记录，严谨的把好各项质量实测项目的关，使得该地基处理技术得以物尽其用，不断的发展进步。
参考文献：
[1]薛伟锋.高压旋喷桩软基加固处理技术的应用和分析[J].工程建设标准化.2014（9）
[2]乔赞博，袁强.论高压旋喷桩施工技术的应用[J].城市建设理论研究：电子版.2015（18）
论文作者:丘芬荣
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/8/30
标签：浆液论文; 水泥浆论文; 高压论文; 桩头论文; 注浆论文; 钻机论文; 速度论文; 《城镇建设》2019年第13期论文;