摘要：对高压旋喷桩进行了介绍，阐述了采用高压旋喷桩进行地基加固的施工方法及注意事项，确保成桩质量满足规范要求。
关键词：高压旋喷桩；施工工艺；质量控制；地基加固
高压旋喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土（流塑、软塑和可塑）、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。对土中含有较多的大直径块石、大量植物根茎和高含量的有机质，以及地下水流速较大的工程，应根据现场试验结果确定其适应性。高压旋喷桩已经在交通、工民建等软弱地基加固中得到了广泛应用。
1.高压旋喷桩加固及成桩机理
1.1 加固机理
高压旋喷桩加固作用的实现通过将高压喷嘴下放至软土层预定位置，而后喷射水泥浆，与此同时钻杆逐渐提升，水泥浆液与原有土质混合、凝固，形成圆柱型固结体，达到加固软土地基的目的。目前，高压旋喷桩施工方法包括单管法、二重管法、三重管法，其中单管法施工中应用的是单层喷射管，仅喷射水泥浆；二重管法喷射出的介质不仅有高压水泥浆，而且还包括空气，破坏土体效果显著，因此，施工中可形成较大体积的固结体；三重管法除喷射水泥浆、空气外，还喷射水，喷射过程中能够形成较大孔隙，产生较大固结体，直径可达 2m，能获得较好的软土地基加固效果。
1.2 成桩机理
高压旋喷桩成桩主要通过高压喷射流对土体的切割、搅拌、升扬置换等作用实现，在高压水泥浆的冲击下，可对原有疏松土地造成破坏，形成空穴。喷射的水泥浆与原有土地相互混合形成新的结构；同时，运用三重管法进行施工时，在气体作用下切割的土地会被排出地上，形成的空隙被水泥浆补充。另外，高压喷射流可对土层产生压密作用，提高其加固效果。
2.高压旋喷桩施工工艺流程及方法
2.1施工流程，见图 1
.png)
图 1 施工流程
2.2具体操作方法
1）做好施工前的准备工作如材料储存棚的搭建、机械设备的安装地点、施工水电的供应以及排水沟位置、场地平整等一系列准备工作。
2）桩位测设。桩位测量放样应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50 mm。
3）试桩及相关参数的确定。为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前必须进行试桩。试验桩数不少于3排9根，以便根据地质情况选择符合工艺的施工参数。现根据以往施工经验及相关规范提出试桩用工艺参数如下：旋喷提升速度宜控制20cm/min～ 25 cm/min范围内；旋转速度宜控制在15 r/min～22 r/ min；喷浆压力控制20MPa～30 MPa范围内；清水压力控制在7MPa～15MPa左右；桩顶1m范围内应选用较慢的提升速度和旋转速度，一般采用提升速度15 cm/min～20 cm/min；旋转速度 10 r/ min～20 r/min。
4）喷嘴直径的选择。喷嘴安装在钻头侧面，是旋喷注浆的关键部分，喷嘴直径的大小对喷射流速度影响很大，一般单管注浆中喷嘴直径选用2.0 mm～3.2 mm。
5）钻机就位。钻机安放在设计孔位并应保持垂直，机座平稳。施工时旋喷管允许偏差不得大于1.5%。
6）钻孔。单管旋喷常使用76型旋转震动钻，钻孔深度可达30m以上，适用于标准灌入度小于40的砂土和粘性土层。当遇到较硬地层时宜用地质钻机钻孔。钻孔的位置偏差不得大于50 mm。
7）插管。对于使用单管喷浆进行旋喷桩施工来说，插管与钻孔合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。
8）喷射作业。当钻孔到达设计深度，喷灌到达孔底时由下而上进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液的初凝时间，注浆量、喷浆压力、旋转和提升速度、冒浆量是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线图。
9）冲洗。喷射作业完成，应把注浆管等机具冲洗干净，管内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水在地面喷射达到清洗的目的。
10）钻机移位到新的桩位。准备下一个作业循环。
3.原材料质量要求
旋喷桩用水泥必须为普通硅酸盐水泥，使用前必须进行严格检测，防止过期、受潮、结块、变质等以免影响成桩质量。配制水泥浆液时，用水易采用饮用水，地下水、污水不得采用；水泥采用 425号普通硅酸盐水泥。水灰比一般采用 1∶1～ 1.5∶1范围内，根据每根桩用浆量，提前制作，并充分搅拌，搅拌时间少于15 min的不能使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经两道过滤网的过滤，以防止喷嘴发生堵塞，抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。
4.高压旋喷桩施工质量控制措施
4.1.做好岗前技能培训
为保证施工人员严格按照施工工艺流程及规范要求施工，施工前施工单位应组织施工人员开展岗前培训活动，由专业权威人士讲解施工重点、难点，以及相关施工技巧等，尤其还应做好充分的施工技术交底工作，使施工人员知晓高压旋喷桩施工各项参数要求。同时，还应做好施工人员的思想教育，使其充分认识到按照规范施工的重要性，自觉约束施工行为，避免施工的随意性与盲目性，严格按照设计及规范要求，加强施工细节的质量控制。例如，施工前加强高压泵性能的检查，检查各密封圈是否完整，并对安全销做相关的试压检验，保证其处于最佳状态。
4.2.保证水泥浆液质量
水泥浆质量优劣会给软土地基加固质量造成影响。因此，施工前应做配比实验，确定水泥浆各最佳的配比参数，尤其为达到改善水泥浆性能目的，可向其中添加适量的硫酸钠、氯化钙、氯化钠等外掺剂。当水泥浆运至施工现场后，施工单位应做好水泥浆质量检查，尤其要保证水灰比例符合规范要求。另外，为保证施工质量施工单位可先进行试桩作业，确认水泥浆质量满足规范及设计要求后再进行正式施工。
5.施工注意事项
高压旋喷桩施工中难免会出现意外，如冒浆、机械故障等，因此，要做好对这些突发状况的研究，及时采取措施加以预防。首先，当流量并未发生改变而压力明显降低时，很可能是泄漏造成，应将注浆管拔出，认真检查密封性是否良好。其次，冒浆不正常，冒浆不连续或不冒浆，应根据具体情况进行分析，即，当土质较为松软时进行再次喷射作业即可。当存在有暗道、空洞时应继续进行注浆直到出现冒浆。必要情况下使用速凝浆液，以缩短浆液的凝固时间。最后，加强对冒浆现象的处理。当发现冒浆现象较为严重时，可能因注浆量过大造成，即，在不改变喷浆量的基础上将旋喷压力提高，并在保证压力不变的前提下，将喷水直径缩小。同时，适当将旋转与提升速度提高。当施工过程中突然发生机械故障，应停止喷射与提升，并分析故障原因及时加以排除。当泵压增加时仍不能正常出浆，多是喷嘴被阻塞所致。当泵压无法满足喷射作业要求时，可能高压部分密封出现问题或旋转处存在漏水、漏浆现象。
6.结语
由于高压旋喷桩施工技术性强，要求严格等特点，因此要求所有研究者、从业者在具体施工过程中应不断探索、总结。
参考文献：
[1]简锡湖.浅谈高压旋喷桩施工技术在高速公路地基处理中的应用[J].福建交通科，2016（4）：46-48.
[2]左光荣．高压旋喷桩在加固既有建筑物地基中的设计应用[J]．四川建材，2014，40（2）：118-120．
[3]吕若冰，孔纲强，沈扬，丁选明.高压旋喷桩法在既有高速公路软基治理中的应用[J].建筑机械化，2015（1）：70-73.
[4]谢钧.高压旋喷桩在软土地基加固工程中的应用 [J].门窗，2014，（3）：411
论文作者:邬参
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：水泥浆论文; 高压论文; 浆液论文; 作业论文; 喷嘴论文; 钻孔论文; 地基论文; 《基层建设》2019年第28期论文;