东莞市虎门镇水务工程建设运营中心 523900
摘要：本文对高压旋喷桩施工进行了分析，分别介绍了高压旋喷桩施工技术要求及质量标准，高压旋喷桩施工工艺及施工质量控制要点，为广大施工人员提供一定借鉴。
关键词：高压旋喷桩；施工工艺；质量控制
高压旋喷注浆法一般用工程钻机钻至设计深度后用高压泥浆泵等发生装置，通过安装在钻杆机端的特殊喷嘴向周围土体喷射水泥浆液，同时钻杆以一定的速度慢速提升，高压射流破坏了附近的土体结构，并强制与化学浆渣混合，在地基中硬化成直径均匀的圆柱体。也可根据工程需要调整提升速度，变化喷射压力，或变换喷嘴的直径，从而改变流量使固结体成为所需要的设计形状。
工程概况：太平涌水闸（临时挡潮闸）工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物5级。设计最大过闸流量为46.0m3/s,闸室底板高程为-2.26m，闸顶高程为3.75m，采用平面钢闸门，闸孔总净宽为6m。闸室底部采用高压旋喷桩基础处理，闸室侧墙、工作桥及挡墙均采用连续灌注桩，连续灌注桩内侧采用Φ600高压旋喷桩止水。工程位于东莞市虎门镇太平涌交长堤路处，水闸作用为防洪挡潮、排水。桩基础布置详见下图：
1、主要技术要求及质量标准
1.1 技术要求
钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°；喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备压力和排量满足设计要求。管路系统密封圈良好。各通道和喷嘴内不得有杂物；喷射注浆时注意准备，开动注浆泵，待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后开始提升注浆管。自下而上喷射注浆；开始喷射注浆孔孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节；喷射注浆作业后由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩使固体顶部出现凹穴，及时用水灰比为0.6-1水泥浆进行补灌并要预防其他钻孔排除泥土或杂物进入；为加大固结体尺寸或深层硬土为避免固结体尺寸减小采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施。
1.2 质量标准
施工过程中经常对浆液质量进行检查，每根桩在施工过程中用浆液比重计抽样检测浆液浓度2次并做好检测记录；施工过程中应根据对每根桩测量其钻杆长度以控制成桩长度符合设计要求；施工完单桩其桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度应符合设计要求。检查数量不少于总桩数2‰且不少于3根；高压旋喷桩施工完成后复合地基承载力应符合设计要求。检查数量不少于总桩数2‰且不少于3根；成桩允许偏差符合《验标》要求。
2、高压旋喷桩施工工艺
2.1 测量放样
依据业主提供主轴线控制点及具体尺寸，运用导线控制法使用DJ2 光学经纬仪和钢尺进行主轴线放样，精度要求距离中误差±5mm，角度中误差±10S；参照场地情况将主轴线控制点引至不受破坏位置加以保护；在复验合格轴线基础上进行桩位点测定，精度要求为±30mm；及时绘制测量复核签证确保技术资料完整性。
2.2 注浆工艺
高压旋喷桩注浆固结体质量因素较多，当确定采用一定形式高压旋喷注浆管法后注浆工艺是影响固结体重要因素之一。
2.2.1 旋喷
高压旋喷注浆均是自下而上连续进行，施工中出现停机故障，待修好后需向下搭接不小于500mm 长度保证固结体整体性.由于天然地基地质情况比较复杂，沿着深度变化大有多种土层，密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等很大差异和不同，若采用单一技术参数来旋喷注浆会形成直径大小极不匀称固结体，导致旋喷直径不一致，影响承载力.因此针对不同地质土层特征，要采取相对措施来注浆完成.特别对硬土及粘土部位，深部土层要适当放慢提升速度和旋转速度或提高旋喷压力等。
2.2.2复喷
在不改变旋喷技术参数条件下同一土层作重复注浆能增加土体破坏有效长度，加大固结体直径或长度并提高固结体强度，复喷时全部喷浆，复喷次数愈多固结体直径加长效果愈好。
2.3水泥用量控制
在喷浆提升过程中控制水泥用量是关键。水泥用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系。
若水泥量剩余措施适当增加喷浆压力；加大喷嘴直径；减慢提升速度；若水泥量不够措施保证桩径情况下适当减少压力；喷嘴直径适当减少；保证桩体强度情况下适当加快提升速度；加大水灰比值。
针对本工程具体情况每根桩分次进行搅拌，施工用水精确量取确保定量水和水泥比例进行拌制水泥浆，通过调整以上参数可保证水泥量满足设计要求；针对水泥浆下沉现象采取自桩顶向下3.0m 进行复喷保证桩体上部水泥土强度。
2.4冒浆处理
在旋喷过程中往往有一定数量土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆观察可以及时了解土层状况，判断旋喷大致效果和断定参数合理性等，根据经验冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时应查明原因及时采取相应措施。流量不变而压力突然下降时应检查部位的泄漏情况，必要时拨出注浆管，检查其封密性能；出现不冒浆或断续冒浆时或系土质松软则视为正常现象可适当进行复喷；如系附近有空洞、暗道则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆为止，或拨出注浆管待浆液凝固后重新注浆直至冒浆为止，必要时采用速凝浆液，便于浆液在注浆管附近凝固；减少冒浆措施，有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需浆量所致；对于冒出地面浆液可经过选择和调整浓度后进行前一根桩返浆回灌防止空穴现象。
2.5固结体控形
固结体形状可以通过调节旋喷压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和提升速度，予以控制。由于本工程设计固结体形状为圆柱形，在施工中采用边提升边旋转注浆，考虑到深层部位成形，在底部喷射时加大喷射压力，做重复旋喷或降低喷嘴旋转提升速度，而且针对不同土层适当加大压力和降低喷嘴旋转提升速度使固结体达到匀称，保证桩径差别不大。
2.6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凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，造成固结体顶部出现一个凹穴，凹穴深度随地层性质、浆液析水性、固结体直径和成孔深度因素不同而不同。单管旋喷凹穴深度一般为设计桩径1-1.5倍。凹穴现象对于地基加固不利，采取有效措施予以清除。为防止因浆液凝固收缩而产生凹穴现象，便于地基加固达到理想效果，可采取超高旋喷、返浆回灌等措施。
3、质量控制点
3.1高压旋喷注浆施工要求
1）高压旋喷注浆前应在工程地附近做一条试桩为现场试验，以确定施工参数及工艺。
2）进行高压旋喷注浆施工时，为减少地基土搅动，应采用跳打法施工，桩基龄期28d后，进行抽芯检验，检验合格后才能进行上部结构的施工。
3）设计桩径为600，闸室基础桩，止水桩桩长均为8.0m；灌注桩内侧高压旋喷桩止水桩桩底高程为-10.0m，桩长12.1~12.95m，桩身强度fcu≥1.8MPa（28d）。
4）水闸闸底设计平均地基应力：≧80KPa，设计复合地基静载试验静载试验要求：fck≥120KPa（28d）。
5）施工方法为单管旋喷法，水泥采用R42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比为1：1~1:5，浆液应搅拌均匀，随搅随用，注浆压力≥20MPa，设计流量80~120L/min，喷嘴孔径2~3mm，浆管提升速度约20cm/min，旋转速度约20r/min。
6）施工人员必须注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数，并随时做好记录。当浆液初凝时间超过20h,应及时停止使用该水泥浆液，正常水灰比1：1时，初凝时间为15h左右。
7）旋转桩垂直度控制偏差不大于1%。
工程施工及验收标准：一句规范《建筑地基处理技术规范》JCJ-79-2012和《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002,并且根据现场试验确定。
4、成果分析
通过高压旋喷桩注浆施工分析，对施工技术改进前后工法分析，改进后工法较改进前在施工成本、施工效率和施工工序等方面更有优势，桩体强度得到大幅提高，可减少布桩数目，降低工程投资。缺点是地面产生振动较强烈，噪声污染大。
5、结论
通过对高压旋喷桩施工进行分析，在施工过程中只要按照设计要求和施工规范进行，只有满足施工技术要求及质量标准才能保证工程质量，同时在施工过程中要注意施工质量控制要点，为保证合格产品创造一个条件。
参考文献
[1]权可进.高压旋喷桩处理软土路基方法探讨[J]山西交通科技，2003（2），61-62.
[2]薛海林，康维海.昆仑大厦高层建筑中高压旋喷桩的应用[J]青海国土经济，2010（4），33-34.
[3]陈荣别.高压喷射注浆法在高层建筑地基处理中的应用[J]福建建设科技，2005（6），6-7.
论文作者:伍鹏应
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/2
标签：浆液论文; 注浆论文; 高压论文; 喷嘴论文; 速度论文; 地基论文; 水泥论文; 《防护工程》2017年第14期论文;