高压旋喷桩施工质量控制

高压旋喷桩施工质量控制

梁毅祥

广东金松建设工程有限公司

摘要：本文主要对高压旋喷桩施工工艺及质量控制进行了分析与探讨，以供参考。

关键词：高压旋喷桩施工；工艺流程；质量控制

一、概述

高压旋喷桩是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。施工占地少、振动小、噪音较低，适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。在路桥软土地基的加固方面效果明显。某河堤防渗处理工程，河堤全长172Km，设计堤防防洪标准均为50年一遇，防洪堤堤顶宽8m，堤防迎水侧采用坡比1:3至滩地，背水坡坡比为1:1.5。

工程所在地地层主要以第四系河流冲砂砾卵石为主，灰黄色，砂砾卵石粒径一般为2-8cm，局部大于10cm，成分主要为弱风化的熔结凝灰岩，砾石表面强风化,砾卵石含量一般70-90%，砂含量一般10-20%,含泥量一般小于5%,圆锥动力触探试验表明，在勘探深度内N63.5=8击-13击。根据现场砂砾卵石注水试验和抽水试验，砂砾卵石渗透系数K=5.87E-03cm/s~8.90E-0.2cm/s，属中等~强透水性。

根据地质勘察成果，砂砾卵石的渗透破坏形式以管涌为主，本工程防止管涌破坏采取截水防渗措施，堤基防渗处理设计采用高压旋喷防渗墙，堤身防渗采用垂直向铺设复合土工布，高压旋喷灌浆孔直径100cm，间距80cm，深度深入于相对不透水层以下1m，根据地质勘察成果，防渗墙深度不小于8m,高压旋喷桩材料采用32.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1。

经试桩试验确定高压旋喷桩施工参数:水压力32-45MPa，流量70-80L/min.气压力0.6-0.8MPa，流量0.8-1.2m3/min，喷浆液压力0.2-1.0MPa,喷浆液流量60-80L/min，旋喷灌浆时提速8-10cm/min,成桩一个星期后进行开挖质量检测，以确认成墙厚度以浆液充填饱满度。从揭露出的墙体面看，砂卵石间隙浆液填充饱满，桩间衔结紧密，无桩间间隙现象，桩体成墙连续性良好，量测墙体厚度大于90cm，符合设计要求。

二、高压旋喷桩的施工过程及质量控制

（1）施工基本原理及工艺分析

高压旋喷桩的主要施工技术就是三管法旋喷，这是一种结合水、气喷射以及浆液灌注喷射方法，也就是说使用三层喷射管让水和气高压横向喷射而出，并对地基进行切割，然后借助空气的升力将碎土排除，与此同时另一个喷嘴则将水泥砂浆通过低压力将其喷射注入到搅拌或者是切割的地基中，从而让水泥浆和土的混合实现加固。其固化直径范围可以在800-2000mm。

三管旋喷的顺序就是先送高压水，然后是水泥浆最后是压缩空气，在喷射过程中，只有达到预定喷射压力和喷射量之后再逐渐上升注浆管，上升原则采用分段模式，每段长度不能够小于100mm，直到达到设计高度或者出现溢浆之后，就需要立即停止旋喷，并及时拔除旋喷管和清洗管路，这种旋喷工艺的最大优势就在于水泥浆能够和空气在同一时间进行喷射，因此能够有效提升喷射距离，增大切屑力，也能够在喷射的时候就能够将废土清理，从而有效减轻固体单位体积的重量，具体流程如图1所示。

（2）高旋喷桩施工

1)施工准备。重点做好以下几项工作。①场地平整:在正式进场施工前，清除施工场地地而的障碍物，然后夯实和整平地而，同时在相应的位置布置相关施工设备、电力线路以及输送管路等。确保施工现场呈现“三通一平”状态。②桩位放样。使用全站仪在施工之前对旋喷桩的施工要点进行测量，做好标记，在反复测量之后，使用钢尺以及测量在实际地点布置桩位，然后使用竹签进行标示，每一桩有一竹签。而且要确保桩孔中心的位偏不能够小于50mm。③排污以及灰浆拌制系统的修建。由于在旋喷桩施工中会有10%-20%的回浆量，这时候需要将这些废浆导入到沉淀池，然后再将处理之后的清水排放到相应的地方。沉淀作用要纳入到污水处理池中。另外灰浆搅拌系统要设置在水泥存储区附近，这样能够提升工作效率。其主要设备构成主要有拌制设备和存储设备以及运输设备。

2)钻机就位。在钻机就为之后，需要对桩机进行调试，保障水平和对中以及垂直度，需要让钻杆和桩位保持一致，误差不能够超过10mm。垂直钻孔的误差也不能够超过0.3%。在钻孔之前还需要对空压机以及泥浆泵等设备进行调试，确保这些设备的正常运转。另外还要检验钻杆长度，保障钻杆能够满足钻孔需要。

图1、高压旋喷桩施工工艺流程图

3)引孔钻进。在施工前，还需要对地而进行试喷工作，在相关设备正常运作之后引孔钻进。另外在施工中还需要记录钻杆节数，保障钻孔深度准确性。

4)旋喷提升。当喷射注浆管插入到设计深度之后，就需接通浆液输送管，接着使用由下向上旋喷工艺，并将泥浆清理出来。在喷射过程中要先升到预定喷射压力，然后再逐渐提升旋喷管。为了保障桩底端质量，在喷嘴下潜到设计深度时，需要在原位置上旋转10、左右，等孔口冒浆之后再进行旋喷提升。在提升的过程中，钻杆要连续旋转，不能够中间出现中断，另外要根据土层结构适当调整旋喷参数。

5)钻机移位。旋喷达到了设计高度时需要停止，然后提升钻头出孔口，并清洗注浆泵以及输送管道，并进行钻机移位。

（3）高压旋喷桩质量控制

1)施工检查内容。在施工之前要对机械设备和喷射工艺进行检查，检查的内容主要包括下而几点:第一，原材料的检查，主要涉及的原材料包括了水泥、悬浮剂和速凝剂等。并鉴定拌合用水结果。第二，浆液配比进行检查，确定是否符合当地实际土质。第三;检查设备是否正常，要对高压旋喷设备以及地质钻机以及高压泥浆泵等进行检查，要确保钻杆以及钻头和导流器的畅通性。第四，要检查喷射工艺是否符合地质条件，在施工之前要进行试喷，试喷数量不能够少于2孔，在试喷时还可以适当调整参数。第五，在施工前要对地下障碍情况进行排查，并保证钻进和喷射达到具体要求。第六在施工前要检查桩位以及流量表等精度和灵敏度。检查的重点内容主要包括下而几点:钻杆的垂直度和钻头定位；水泥浆液的配比；钻机速度和沉钻速度等；喷射注浆的压力以及喷浆速度和数量；孔位冒浆状态；喷嘴下沉标高及分段提升时的搭接长度；施工记录。

2)成桩质量检查。对喷射施工质量进行检验，通常在喷浆结束1周之后，主要的检查内容为取芯实验，就是在固结结构中钻取岩心，然后再实验室中进行物理力学实验，从而分析成桩的质量。

三、结语

总之，高压旋喷桩施工具有施工简单、效率高、噪音小等特点，适用于软土地基加固处理。但在高压旋喷桩施工中，也常会出现钻孔沉管困难、偏斜、冒浆、凹穴和旋喷桩固结体强度不均、缩径等施工问题，应当引起足够重视，对于施工过程中出现的不同问题应采取不同措施和方法进行处理，保证基础加固质量，为后续施工提供质量和安全保障。

参考文献：

[1]吴国光.公路软土地基处理研究[J].科技创新导报，2010，25：61-62