高压旋喷桩在基坑开挖支护施工中的应用

罗 昊

中国安能集团第二工程局有限公司 江西 南昌 330096

在施工过程中，高压旋喷桩具有一定的优势。因此，在基坑开挖和支护过程中，应考虑如何更好地利用高压旋喷桩。本文总结了高压旋喷桩在基坑开挖和支护中的应用和检查要点，以供参考。

高压旋喷桩，基坑开挖，施工，应用

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，立轴或转盘与孔对正，倾角和设计误差一般不超过0.5°；喷浆前要检查高压设备和管道系统，设备压力及排量满足设计要求。管道系统采用密封环密封。每一道和喷嘴都不要有杂物，准备好在喷射注浆时准备好，打开注浆泵，等估计出水泥浆的前锋已经流出来后，就开始提起注浆管。喷浆自底向上喷浆，在喷浆操作后，防止注浆孔与前节搭接的0.1 m处发生脱节，防止浆液析水作业后由于浆液析水作用，一般采用提高喷射压力、泵流量或回转与提升速度的措施。

1.2 质量标准

在工程中，经常对每根桩进行泥浆质量检查，在施工过程中，每桩都要用浆液比重计抽样检测2次，并做好检测记录；在施工过程中，应根据每个桩的钻杆长度控制成桩长度，使之符合设计要求；单桩的桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度应符合设计要求。检验桩的数量不得少于总桩的2‰，且不得少于3根，完成施工后，复合地基应满足设计要求。检查数量不得少于总桩数2‰，且不得少于3根，成桩允许偏差符合《验标》的规定。

2 高压旋喷注浆技术成桩技术的工作机理

2.1 拉伸—水楔破岩机理

根据这一原理，高压喷射注浆可以简化为作用在岩石半空间弹性表面的集中力。高压喷射注浆的拉应力和剪切力超过岩石的拉剪极限，将导致岩石开裂。裂缝形成后，浆液通过岩石裂缝注入，浆液在裂缝尖端形成拉应力集中，裂缝逐渐扩大，最终破坏岩体。

2.2 密核—劈拉破岩机理。

岩体上的裂缝首先由极限拉应力和剪应力形成。岩石细粉受剪切破坏后，在高压旋喷的注浆力作用下形成致密的球形核。最后，当致密核的能量达到一定程度时，密实核开始膨胀至能量释放，随着密实核能量的释放，导致周围岩石产生切向的拉应力，当拉应力超过岩石的承受强度时，将使岩石出现径向裂缝，并逐渐扩大到岩石被破坏。

2.3 高压旋喷技术注浆成桩机理

先将注浆管置于土壤中设定的位置，然后在高压脉冲泵的作用下，将水泥浆高速喷射至周围土体，并以一定速度由下向上提升，在这个过程中，土体与水泥浆充分混合凝固，横断面上的土粒以旋喷动压力、重力和离心力的作用，按照质量大小规律，经过一段时间的胶化硬结后形成一个比较均匀而均匀的圆柱体。现应用此注浆成桩原理，将多个圆筒交错相切成一块，即构成一道墙，又成为防渗墙，在建筑工程中将地下水阻隔于地下。

3 高压旋喷桩技术分析

高压旋喷桩技术，又称高压喷射注浆，是用钻头将注浆管插入土中相应位置，然后用相关设备注入浆液。高压射流切割土层，使整个土层与化学物质结合，从而改善整个土壤质量。目前，高压旋喷桩加固土体的方法主要有两种。一是加固地基，提高整体土体承载力，防止外压引起的土体变形；二是强化土壤渗透性，增强土壤渗透性。

3.1 技术流程

在施工项目中，必须对整个施工过程进行详细规划，以提高基坑开挖和支护的施工效果，保证整个施工阶段的顺利进行。高压旋喷桩技术作为基坑开挖和支护的核心，得到了广泛的应用。具体过程如下：首先将整个地面清理干净，根据钻机的定位原理在路面上钻孔，并在顶部增加注浆管，实现水泥浆的导入。然后，注入水泥浆后，拔出并转移注入注浆管。然后按照之前的操作方法制作剩余桩基。

3.2 施工步骤

采用高压旋喷桩技术施工时，首先使用合格的钻具进行引孔作业，然后在旋喷桩的基础上，将整个浆管转移到预设加固区域的最远部位，然后将整个浆管切断。具体方法如下：

3.2.1 定位钻机位置

钻机的合理定位将有助于钻机充分发挥作用。钻具平放在地面上，牢固可靠，使钻杆头的位置对准整个作业孔的中心，整体垂直度保持在桩长的1.5%以内，保证了两个位置的平衡对准。

3.2.2 钻孔下管工作

将整个注浆管放置在指定位置，确保周围环境清洁，保持整个管口干净整洁，完成整个下水管道的工作，没有任何泥沙堵塞。同时，在管道运行过程中，保证整个压缩空气流的顺利输送，保证浆液喷嘴进入正确的位置。

3.2.3 制浆工作

水泥的选择对制浆质量有重要影响。因此，应选择不同比例的水和石灰，以确保旋转喷涂效果能够满足正常要求。根据不同的施工地质环境，选择合适的水泥品种，检查质量是否符合要求。

3.2.4 试管工作

注浆前，试管工作是注浆过程中必不可少的环节。用清水注浆，确保整个管道不会被外来污染物堵塞。根据清水的流量和涌出量，判断整个注浆管的严密性和安装是否有误。

3.2.5 注浆工作

注浆是整个高压旋喷桩技术的重要组成部分。清水试压合格后，将泥浆自下而上依次高压均匀注入。注浆过程中，随时观察整个注浆过程的压力值和电机转速。在保证两桩数值稳定后，应加快整个桩体的速度，采用旋转加速的方法。

3.2.6 拔管工作

整个注浆过程结束后将进行拔管。当浆液到达管道预定高度时，停止整个喷射混凝土工作，拔出管道，使整个浆液顺利进入注浆孔，以处理剩余浆液。在整个拔管过程中要注意速度，否则一旦泥浆凝固，整个管道就会凝结，拔管困难。

3.2.7 设备清洗及移位

高压旋喷桩技术完成后，对设备的清洗非常重要。清洁所有高压泵、管道、喷嘴等。用清水冲洗。如果清洗不干净，可以用类似化学试剂相容的原理清洗。清洁后，将整个设备移动到所需的注浆位置，并重复上述工作。

4 高压旋喷桩施工检查

高压旋喷桩的整体检查是有效保证工程顺利进行的基础，主要分为施工前检查、施工中检查和施工后检查三个阶段。日常维护和清洁工作，确保整个机械设备在使用过程中的平稳运行，避免因维护不当造成整个井口和管道的堵塞。施工前准备好一系列原材料，根据工程需要选择相应类型的水泥，确保水泥质量检验合格。同时对施工过程中所需的搅拌桶、电机进行调试，保证比重仪、坐球机、直尺等工具的准确性，加强施工设备的全面管理。施工前应对整个注浆过程进行测量，确保整个注浆作业的稳定性。具体步骤：

4.1 施工前检查

施工前检查是整个施工工艺和设备质量的保证。对包括水泥在内的整个施工项目所需原材料进行了充分测试，并对水灰比进行了充分测试。调试施工设备旋转位置的准确性，确保设备在整个施工工作中的完整性。试试高压旋喷桩、钻机、泥浆泵等。需要施工时，检查是否有问题，确保整个钻杆和钻头顺利完成。施工前可对施工环境进行安全检查，确保整个施工环境满足工程初步设计要求。

4.2 施工中检查

施工质量检查主要体现在以下几个方面。检查整个施工过程中的重要环节，包括整个钻杆的倾斜度、水平面的放置和孔眼的准确定位。用精确的方法测量水泥和水的比例，使整个钻机在工作过程中保持转速。实时测量水泥喷射压力，观察地面冒浆情况，完整记录施工过程，根据土层变化记录施工情况。

4.3 施工后检查

对固定土的整体状况和均匀性、土的尺寸、强度、直径和位置的检查。

结束语

高压旋喷桩基坑支护可以提高工程支护强度，具有防水功能。目前，高压旋喷桩支护技术相对适用于基坑支护工程中。随着现代施工技术的不断进步，高压喷射注浆支护技术将得到进一步发展和应用。

参考文献

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