摘要：软土地基施工处理中，因土质、地形及周边环境因素选择不同的工艺方法，高压旋喷桩具有占地小、噪音及震动低等特点，适合在特定环境下的淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土施工。文章针对某项目工程，运用高压旋喷桩技术在地基的施工方法进行探讨。
关键词：软弱地基；高压旋喷桩；施工原理
1.工程概况
淇澳大道北段共分两段，设计全长约1055.397m，实施全长约 1002.899m。其中工程起点至园邻路段（AK0-147.399~AK0-029.002），长度约118.397m，道路红线宽35m，现状为水泥稳定碎石路面，宽度为12m，本段仅考虑对现状道路进行路面修缮；园邻路至红林路段（AK0-029.002~AK+855.5），实施长度约884.502m，道路规划红线35m，为新建道路。红林路西起淇澳中路，东至淇澳大道北段，设计全长约692.191m，实施全长约 811.099m，道路红线宽25m。
2.高压旋喷桩施工方案
2.1 高压旋喷桩复合地基设计
旋喷桩采用矩形布置，间距1.6~1.7m，桩径600mm，采用单管旋喷，喷嘴孔径2~3mm，喷嘴个数2个，桩径600mm。为确保单管旋喷桩的施工可行，施工前做工艺性试桩，以确定各项目施工技木参数，其中包括：水泥用量、水灰比、外掺剂的配方、转速和提升速度、灰浆泵的压力、输浆量等。试桩数量不少于2根。在龄期14天以上采用开挖检查，取芯、标贯等试验进行检验。施工单位应根据实验结果最终确定合适的施工工艺。
高压旋喷桩采用42.5晋通硅酸盐水泥，浆液喷射压力20~40MPa，浆量Q=80~100L/ min，水灰比0.8~1.2，相对密度1.53，水泥掺量建议大于180kg/ m，实际掺量应根据工程场地原状土的室内配比实验确定，桩身无侧限抗压强度≥1.2MPa（28d），单桩承载力设计值为130kN，复合地基承载力设计值为100kPa。
2.2 施工原理及工艺流程
高压旋喷桩是一种气喷射、浆液灌注搅拌混合喷射的方法。即用喷射管使高压浆液和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的，其加固直径可达800~2000mm。
采用单管法旋喷，仅喷射水泥浆，喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。
旋喷桩施工前进行试桩，根据实际情况以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数。试桩数量为15根，具体位置根据设计修改通知单确定。浆量计算：以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为：
式中Q——浆量（m3）；
H——喷射长度（m）；
q——单位时间喷浆量（m3/min）；
——损失系数，通常0.1~0.2；
v——提升速度（m/min）。
根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。
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3.旋喷桩施工方法
3.1施工准备
（1）场地平整
正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。
（2）准备充足的水泥加固料和水
水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家规范及设计要求，并有质量合格证。严禁使用过期、受潮、结板、变质的加固料。一般水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。水要干净，酸碱度适中，符合混凝土搅拌水标准。
（3）桩位放样
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。
（4）修建排污和灰浆拌制系统
旋喷桩施工过程中将会产生10~20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。
3.2 钻机定位
移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%~1.5%。就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
3.3制备水泥浆
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10~20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。
3.4钻孔
当采用钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高（预钻孔孔径为15cm）。
3.5插管
当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5~1.0MPa）边下管边射水。
3.6提升喷浆管、搅拌
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（25MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆，直至达到预期的加固高度后停止。
3.7 桩顶部分处理
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。
3.8 卵石、砾石地层施工方法
为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述4~6步骤重复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机），停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。
3.9 清洗
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。
4.结束语
本工程采用高压旋喷桩施工方案有效地解决了地质条件复杂特殊路段的施工技术难题，对管道的安全进行有效地防护，确保周边市政工程的施工安全，取得良好的社会效益。针对复杂的地质情况进行深入分析，对拟采取的施工方案进行对比与分析，确定最佳施工方案；构建科学的质量管理体系；加强原材料与施工设备的质量管理；通过试桩合理确定各项施工参数；在成桩的过程中严格按照施工工艺进行全过程的质量控制，加强施工管理人员的质量意识；桩基施工完成后按照规定进行检测，加强检测过程的质量管理。实践表明，本工程高压旋喷桩的质量管理取得良好的效果。
论文作者:孙广铎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/29
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