高压旋喷桩在林辋溪河道滚水坝基础处理中的应用

摘 要：日本在七十年代首先提出高压旋喷桩施工技术，该技术具有占地空间小、持久耐用、绿色环保的特征，其在施工中应用范围较广，适用于各类地基。惠安县林辋溪城南工业区河道整治工程将这一技术运用在了滚水坝的基础处理上，起到了很好的加固地基和防渗目的。

关键词：高压旋喷桩；河道整治；滚水坝

1 工程概况

惠安县林辋溪城南工业区河道整治工程建设地点起点位置梧塘中桥，终点至洋坑中桥。项目里程总长1694.70m，河道宽度为30m。本工程主要建设内容为河道两岸台阶式浆砌石挡墙，墙顶C15砼压顶并设置条石栏杆和1.9m人行道，河岸两侧为1：2的草皮护坡，河道中间各设立2座人行桥和滚水坝。

两个滚水坝的施工是本工程的重点和难点，分别设在桩号1+119.86及1+572.42的位置，其中一号滚水坝和二号人行桥设在一起。滚水坝上下游的落差都高达三米，整个河道在施工期间不能断流，受周边厂房及天然气管道的影响只能在局部地方进行围堰导流，施工难度大。地质情况为上部细中砂和下部中粗砂层，个别部位有泥土淤积。高压旋喷桩达能够达到巩固基础及防渗的目的。

2 施工技术措施

2.1 施工前准备工作

施工所使用的水泥的质量、规格及生产日期等都需要经试验室检验合格后，才能够投入使用。在使用加固料的时候，禁止使用过期的、质量发生变异的加固料。在本工程项目中使用的是P.C32.5R水泥，施工用水要保证PH值在五至十之间，以确保酸碱度适中。其次，为了确保施工质量，要在室内进行配合比试验。首先要根据现场土样的情况来设计配合比，在室内将土样烘干磨碎成粉末状，再确定施工过程中喷浆量及水灰比。为了提高水泥土的强度及抗沉淀性，可以加一些石膏、氯化钙、陶土等外加剂。第三，根据确定的喷浆量及水灰比来制作水泥浆。同时还需要在试验施工现场打好试桩，通过试桩试验来确定施工过程中的喷浆量、搅拌机的搅拌速度、喷入时的压力等施工工艺参数。第四，在施工现场要根据实际情况安置排截水设施，在施工现场附近挖好泥浆池及排浆沟，以保证废泥浆不影响施工。第五，根据施工设计方案做好施工放样工作，一般要用木桩固定桩位，再在附近用白石灰作标志。

2.2 施工工艺

本次施工主要采用单管法旋喷，为防止旋喷桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成相邻高喷孔施工时串浆，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按每间隔两孔施作，围护桩内部按次序依次进行操作。

2.2.1 利用钻机定位。首先将旋喷桩机放到固定的桩位处，钻头与孔的中心对齐，钻机放正放稳，尽量与地面保持垂直，控制好偏差。一切准备就绪后就可以先进行低压射水试验来观察喷头能不能正常工作，喷射压力是否正常。

2.2.2 制作水泥浆。将桩机移开之后就可以根据事先设定的配合比来制备水泥浆。先把干净水倒入桶内，再加入水泥和外掺剂，打开搅拌机十到二十分钟，再把搅拌机底部的阀门打开，插入第一个筛网（筛孔直径0.8mm）进行过滤，流入浆液池。再用泥浆泵将浆液抽送到第二道过滤网，将过滤后的泥浆放到浆液桶，以作备用。

2.2.3 插管。本工程在钻孔时使用的是旋喷注浆管，该设备将钻孔与插管这两种工序融合在一起。在贯入土层时可以利用喷射管自身的优势贯入，首先要启动钻机与高压泥浆泵，以低压来输送水泥浆，将钻杆沿着导向架震动下沉，一直到桩底达到设计标准，确保工作电流小于额定值。

2.2.4 提升喷浆管、搅拌。当喷浆管下沉到预定深度后，就要停止钻机并保持旋转。使高压泥浆泵压力达到20～40MPa，维持坐底喷浆持续三十秒，喷浆的同时保持旋转，在这过程中需要根据施工设计与试桩时确定的速度来提升钻杆。如果是二重管法施工，在达到规定深度后，要迅速接通高压水管与空压管，开启高压清水泵、泥浆泵、空压机及钻机，控制好压力、流量与风速，在达到标准值后再次提升，直到达到设计的加固高度时再停止。

2.2.5 处理桩头部分。旋喷管提升到桩顶的时候，要从桩顶下一米的地方开始缓慢提升旋喷，几秒后在向上提升半米，一直到桩顶停浆面的位置。

2.2.6 地质变化。为了使桩径控制在标准范围内，需要采用重复喷浆与搅拌工序。首先按照上述四至六的步骤进行重复喷浆搅拌，在喷浆管提升到停浆面的时候停止操作，关上高压泥浆泵，不再输送水泥浆，把旋喷浆管提升到地面，关上钻机。

2.2.7 清洗。将清水注入浆液罐，开动高压泵将管路中残留的水泥浆与喷浆管上的土清洗干净。

2.2.8 施工机械设备。本次工程施工机械设备配套表具体内容如下：XY-150型号地质钻机一台；XP-30B型号高喷台车一台；3高压泵3D2-5Z型号栓塞泵一台；HB-80型号灌浆泵一台；P-0.8MPa，Q-6m3/min空压机一台；BW-150型号泥浆泵一台；WJG-80型号拌浆机一台。

2.3 机械操作安全技术要点

2.3.1 高压泥浆泵。要保持高压泥浆泵内部干净整洁，确保密封圈套完好、无泄漏现象；安全阀中的安全销要进行试压检验；指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用；高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，要及时发现并排除故障。

2.3.2 钻机。司钻人员应具有熟练的操作技能，了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用；钻孔的位置需经现场技术负责人确认之后才可开钻；人与喷嘴距离应不小于600mm，防止喷出浆液伤人。

2.3.3 管路。使用高压胶管时不能超过规定的压力范围；弯曲胶管时不能小于最小的弯曲半径。

2.3.4 清洗与检修。在喷射注浆工序结束后，要用清水将钻杆、泵及胶管等清洗干净，以防浆液堵住管道，造成管内压力骤增发生事故；发生故障时一定要卸压后才能拆除接口，不得高压下拆除连接接口。

3 质量标准及检查措施

3.1 旋喷桩施工技术标准

旋喷桩的施工技术具体要求如下：

钻孔垂直度允许偏差≤1.5%；钻孔位置允许偏差50mm；钻孔深度允许偏差±200mm；桩体直径允许偏差≤50mm；5桩身中心允许偏差≤0.2D；水泥浆液初凝时间不超过20h；水泥土强度qu（28）≥1.2MPa。

3.2 成桩质量检查

高压喷射注浆结束后一周才可以检验喷射施工质量，只需检验施工注浆孔数的2%～5%，少于20孔的工程，至少要检验2个。检验点可以设置在荷载较大的地方、桩中心线上及有异常情况的部位。旋喷桩的检验可采用钻孔取芯法（从固结体中钻取岩芯，做成样品在室内进行性能试验，检查桩体均匀性及其抗渗性）。

4 结束语

高压旋喷桩相对于其他桩基处理来说具有：施工机具设备简单，耐久性好，价格低廉、噪声小，无污染等特点。事实证明本滚水坝采用高压旋喷桩对基础进行处理能很好的满足地基加固及防渗的要求，并克服了施工面狭小的难题，顺利的完成了滚水坝的修建任务，在此类工程中有推广价值。

参考文献

[1]福建省水利水电勘测设计研究院.惠安县林辋溪城南工业区河道整治工程初步设计报告[R].2010.

[2]福建省水利水电勘测设计研究院.惠安县林辋溪城南工业区河道整治工程工程岩土工程勘察报告[R].2010.

作者简介：王声波，福建惠安县人，工程师，本科，水工专业。