高压旋喷桩加固高速公路软土地基的应用

摘 要：旋喷桩足近些年来新兴的一门施工技术，在工程领域有着广泛的应用，尤其适用于对软土地基的处理。因其良好的施工效果，得到了广大施工技术人员的青睐。本文简要介绍了高压旋喷桩的加固原理，然后分析了高压旋喷桩处理高速公路软土地基的施工程序、旋喷工艺及旋喷操作要点，最后介绍了旋喷桩施工质量的检测要点。

关键词：旋喷桩 高速公路 软土地基

高压喷射注浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后，以20～40MPa压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快星脉动状的射流，其动压大于土屡结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细颗粒随浆液或水冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液揽捭．混合，并按一定的浆±比例和质量大小，有规律地重新排列，浆液凝嗣后，便在土层中形成一个一定强度的固结体，这就是旋喷桩。高压喷射注浆主要用途是加固与防渗，在各类工程建设中，因其简单的设备及独特的施工方法，可以解决其他工法无法解决的难题。

1.施工流程

旋喷注浆施工流程可大致分为：施工准备，试桩、技术参数确定――测量放样，桩机就位，钻孔，水泥浆制备，旋喷和复搅，提管冲洗，移动设备一桩草工后检测。

1.1施工准备：钻机进场之前首先进行场地布置，清除施工区域的杂物，平整场地施上段落要平整密实，做好排水工作，确保在较干净的环境中进行施工，其次，准备好施工用电和施工用水：施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场，架设电缆接线到施工作业区。

1.2试桩、技术参数确定：每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩，以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等，还应根据被加同土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入量。

1.3测量放样：测量人员根据施[图纸提供的坐标、平面布置图，在施上段落进行布桩，桩位用小木桩红色头醒目标注，桩间距误差不大于50mm，布桩完成自检合格后报监理上程师验收，验收合格后进行下一步工序。

1.4钻机就位：搅拌机具运至现场后进行安装调试，待转速、压力及计量设备JF常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，最后再精确调平。

1.5钻孔：每台钻机在开钻前，技术人员对钻杆总长度进行尺量，根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数，并在最后一节钻杆上标定出F钻结束位置。

1.6灰浆的制作：选用优质42．5#普硅水泥，根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线，按水灰比1：l添加水泥，并经充分搅拌，测定泥浆比重是否达到试配时比重1．47，如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。

1.7旋喷和复搅：将沣浆管下到预定深度后，调整回流阀门，使旋喷罐内的压强达到规定值，水泥浆到达喷嘴后。检验喷射方向、摆动角度，一切合格后，调整工作台和油泉阀门，使旋转速度控在20-25 r／rain和提升速度达到20―25cm／min的范用时开始提杆、旋喷，由下往上成桩，在桩头以下1米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升，并复喷一次，增加桩体的密实度，因为桩顶以下1米范用将承受较大的荷载，加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起火键作用。当喷浆结束后，要对注浆孔进行，二次同灌，防止旋喷桩体凶水泥浆周结出现顶部凹陷而达不到设计桩顶标高。

1.8提管冲洗：喷射作业完成后，将沣浆泵的吸浆管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管内的浆液伞部排除，防止残存水泥浆将管路堵塞。

1.9移动设备：移动钻机至下一孔位，为确保桩与桩之间能很好咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。

2.施工效果检测

2.1检测方法：1)开挖检查桩径，一般限于浅层。开挖深度一般在2 m左右；2)全桩长钻孔取芯法检测。检测设备该段采用CXY-l型钻机，为了保证岩芯采取和减小试样扰动，采用口径为91 mm的岩芯钻具，取出的芯样直径为70mm～80 mm左右，检测孔位布置在水泥桩桩头，并偏离中心100 mm左右的位置；开钻前需精确定位并用水平尺调整垂直度；岩芯管连续取芯，保证取芯率大于60％。泥浆护壁。对现场钻孔全桩长取芯的水泥土样进行描述，描述内容包括：芯样性质、颜色、状态及搅拌均匀性；3)标准贯人试验：判断桩身强度及桩体连续性，同时观察记录标贯器中水泥土搅拌的均匀程度、成桩状态以及端承条件；4)取原状芯样进行室内无侧限抗压强度试验。

2.2评定标准（见下表）

从三方面综合评定。硬度或状态：从外观上进行状态描述；标准贯入度和无侧限抗压强度：通过数据定量评定。下面为沪宁高速公路扩建工程中制定的龄期14 d的检测桩的评分标准，供参考。评定原则如下：1)桩体上下部以5 m划分：桩长在5 m以下的，全桩均按上部标准评定；桩长大于5 m的，0 m～5 m范围按上部标准评定，5 m以下按下部标准评定；

2)标贯击数、无侧限抗压强度按照线性内插值评定；3)当硬度或状态描述为两种状态之间时，取中值。

总之，高速公路软土地基的处理方法很多，如强夯法、换填法、水泥搅拌桩法等等，但旋喷桩法是其中较为经济、且处理效果较好的一种。在进行旋喷桩施工时，一定要做好各方面的准备工作，合理组织施工，确保施工顺畅，加强质量管理。严格按照施工规范和设计要点进行旋喷施工，事后加强成桩的质量检测，确保软土地基的强度达到施工要求。

参考文献：

[1]廖明亮.旋喷桩处理软土地基的应用[J].城市建设，2011.

[2]刘爱荣，李小斐.高压旋喷桩在高速公路软土地基处理中的应用探讨[J].中外建筑，2011.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。