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摘要：我国高速公路进入新的发展机遇，各个地区的高速公路建设都在不断发展。在高速公路建设中，其线路长地质条件复杂，常出现软土路基。对软基处理的常用方法是高压旋喷桩处理，来增加地基的承载能力，确保高速公路路基施工质量。
关键词：高压旋喷桩；高速公路；软弱处理
我国经济社会的快速发展，人们出行对交通便捷的需求越来越高。高速公路作为交通运输的重要组成部分，越来越多的高速公路被建设。但高速公路线路比较长，经常经过河流、山区等，所面临的主要问题是地质条件的不同，对施工难易程度的影响也不相同。特别是路线会经过淤泥质、砂质土等软弱地基的路段，其承载能力比较弱，处理不当，会造成运营过程中路基不均匀沉降，造成路面施工性能功能降低，增加运营期的养护成 本。因此，选择一种有效便捷的软基处理方式成为专业技术人员考虑的首要问题。在高速公路软基处理中，高压旋喷桩凭借其加固效果好、施工场 地小、环境污染小等优点，成为常用的一种选择形式。在施工中，根据地质的实际情况，采用合理的旋喷桩施工方案，确保高速公路软基处理质量。
1 高压旋喷桩简介
高压旋喷桩是用高压设备将水泥浆液压入需要处理的软基土中，并充分搅拌，使水泥浆液与地基土共同固结，形成具有整体性好、强度高的符合基地。高压旋喷桩的作用原理：高压设备冲出的水泥浆液可以将软弱的土和水分较大的土冲散，与水泥浆固结，形成新的地基；水泥浆液具有一定的渗透作用，将很好的渗透到土体中，进一步提高软基的密实度和承载力；同时旋喷桩的搅拌作用，可以将软基中的土与水泥浆液充分搅拌，使软土与水泥液充分结合并固结，形成高强度的新地基；旋喷桩在施工中，通过高压作用可以将孔隙率较大的土体进行压实挤密，类似“挤密法”，提高了地基的承载能力。高压旋喷桩因为喷射方法的不同可分为单管、二重管和三重管施工方法。单管法是指使用单层的喷射管，只喷射水泥浆；二重管是指使用二重注浆管同时将水泥浆和空气喷射入土体内部，使高压水泥浆与空气共同作用，达到更大的土体破坏能力；三重管是指采用三重注浆管分别将水泥浆、空气和水喷射入土体。这种方法可以使用高压机械将水和空气以高压的方式迅速冲切开土体，使土体形成较大的空隙，然后再通过泥浆泵将水泥浆以相对低的压力喷射到被切割的土体部分，使水泥浆与土体混合，形成直径较大的桩体。
2 高压旋喷桩施工应用
2.1 施工参数选择
高压旋喷桩在具体应用过程中，根据喷射方法的不同，可选择单管旋喷法、二重管旋喷法、三重管旋喷法。就本工程而言，这三种方法的具体施工参数如下：
（1）单重管法：本工程软土地基处理中几乎 60%的旋喷桩由单重管旋喷完成，其施工参数为：浆液压力在 20MPa～40MPa 之间，浆液的比重为 1.30～1.50 间，旋喷速度为每分钟 20 转，为确保施工质量，钻杆提升速度要控制在 0.25m/min 左右，喷嘴的直径为 2～3m。（2）二重管旋喷：除空气压力在 0.7～0.8MPa 间，其他施工参数和单重管法基本相同。（3）三重管旋喷：注浆压力比较小，只在 0.2～0.8MPa 之间，但浆液比重比较大，在 1.60～1.80，高压水压力在 40MPa 之上，其他参数和单重管法基本相同。
2.2 施工直径的确定
高压旋喷桩的直径和土质、土体强度、喷射压力、流量、提升速度、浆液稠度等因素有直接关系，具体影响关系为：高压旋喷桩的直径和喷射压力及喷嘴直径成正比，直径越大，喷嘴压力和喷嘴直径越大；高压旋喷桩的直径和提升速度、土体强度、浆液稠度成反比，直径越大提升速度、土体强度、浆液稠度越小。
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3 高压旋喷桩施工工艺
3.1 测量放样
工程开工前，进行设计技术交底，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。开孔前，桩位应定位准确。桩位轴线采取在地面设十字控制网和基准点。钻机就位时，确 保垂直度偏差不大于 1%。测量放线：根据设计的施工图测量放出的施工 轴线，允许偏差为 10mm，当长度大于 60m 时，允许偏差为 15mm。
3.2 钻机就位
在桩位复核正确，地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后，在测量和施工人员的指导下，钻尖对准桩位中心，钻机就位必须稳固、周正、水平、定位，钻头中心与桩位中心误差不 大于 10mm。确定孔位：测量孔口地面高程允许偏差不超过 10mm，定孔位允许偏差不超过 20mm。主钻杆中心轴线对准孔位允许偏差不超过 50mm。
3.3 泥浆制备。
泥浆性质直接决定了高压旋喷桩施工的总体质量，通过多次试验确定泥浆配比，将水加入桶中，再加入适量的水泥和外加剂，通过专用的搅拌机充分搅拌 5 持 15min 左右，然后打开搅拌桶底部的阀门，放入孔径为0.8mm 的筛网中进行过滤，流入准备好的浆液池中备用。
3.4 成孔
钻杆进入深度达到设计标高后，打开压浆泵并保证压力值在 25～27MPa 以内；拌浆桶出浆口应装设阀门，存浆池应采取措施与土体隔离，以确保拌浆质量；喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于 50m，以免注浆压力损失过大。严格控制钻杆旋转速度不超过 25r/min，钻杆提升速度不超过15cm/min。在实施过程中，应加强桩尖进入持力层的质量控制，形成桩端进入持力层的施工经验参数。可利用勘察钻孔，在其附近施打 1～2 根高 压旋喷桩，利用钻孔处勘察资料验证通过钻杆压力变化判断进入持力层的准确性。施工过程中应检查和书面记录各项施工参数，如压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等；应对高压旋喷桩进行编号，全程由专职人员对机具就位、贯入喷射管、拌浆、喷射注浆、拔管等工序质量进行控制和记录。由于施工区域人工活动剧烈，地层均匀性差，在高压喷射注浆过程中如出现压力骤然下降、上升或冒浆以及其他施工参数异常情况时，应查明原因，采取措施处理。
3.5 质量检验
高压旋喷桩在施工完成后，要进行必要的质量检验，确保其施工质量。高压旋喷桩施工质量允许偏差应满足下列要求：（1）水泥用量的误差不得大于 5%。（2）为保证桩的垂直度，应注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，垂直度偏差不得大于 1.0%。（3）桩位偏差不得大于 5cm，深度误差不得大于 10cm。（4）成桩 7 天后，应进行开挖检查，观测桩体成型情况及搅拌均匀程度；成桩 28 天后应进行钻孔取芯，检测桩身无侧限抗压强度，检验桩的数量应不小于总桩数的 2% 且不小于 3 根。（5）施工过程中必须随时检查施工记录，并按照规定的施工工艺对每根工程桩进行质量检查，检查重点是：水泥用量桩长制桩过程中有否断桩现象、搅拌提升时间和复搅次数。对于不合格的工程桩应根据地其位置、数量等具体情况，分别采取补桩或加强邻桩等措施。（6）经轻型动力触探检验对桩身强度有怀疑的桩应在桩头截取试块或钻芯取样（芯样直径应大于80mm），作抗压强度试验，必要时可取基底下 500mm 长的桩段进行现场抗压强度试验。（7）高压旋喷桩的质量检验采用复合地基载荷试验检验其承载力，载荷试验应在成桩 28 天后进行，检验点数应不小于总桩数 0.5%，且不少于 3 点。
4 结语
在高速公路建设中，高压旋喷桩具有施工工艺简单、加固效果小、占地面积小、环境污染小等优点，在高速公路软基处理中常常被选择。高压旋喷桩在施工应用中，根据地质条件确定好施工方式、桩体直径、水泥用量等，制定良好的施工技术方案，确保高速公路软基处理质量，为高速公路建设提供技术保障。
参考文献：
[1]袁红丽.公路软基处理中单重管高压旋喷桩施工方法探讨[J].黑龙江交通科技，2018，41（5）
[2]陈春凤.高压旋喷桩在运营高速公路软基沉降处治工程中的应用[J].福建交通科技，2017
[3]殷 凯.高压旋喷桩在道路软基处理中的实施方法[J].工程设备与材料，2019（02）
论文作者:蔡信永
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第4期
论文发表时间:2019/9/19
标签：高压论文; 浆液论文; 水泥浆论文; 高速公路论文; 直径论文; 偏差论文; 钻杆论文; 《建筑细部》2019年第4期论文;