论高压旋喷桩施工技术的应用

摘要：通过结合具体的工程实例，介绍了高压旋喷桩在软土地基固化施工过程中的应用，，对于提高地基承载力设计、掌握高压旋喷桩施工工艺和应用技术，取得了良好的效果。

关键词：软土地基固化；高压旋喷桩；施工技术；质量控制

1．工程概况

汕头市澄海洁源垃圾发电厂工程位于澄海区溪南镇脚桶山边，溪南工业区内,工程总用地面积为40063.92 m2。本工程建设总规模为3×225t/d焚烧处置生产线，配套2×7.5MW汽轮发电机组,年处理垃圾量为22.5×104t/a,建设工期为一年。

厂内计划建造的主要建（构）筑物有：主厂房、烟囱、循环水泵房及冷却塔、清水泵房及清水池、油库、污水处理站、地磅房、综合楼、门卫房、栈桥、固化车间、炉渣处理间、设备间。地基基础设计采用冲孔灌注桩砼承台基础或基岩爆挖后钢筋砼基础。本工程的重要性等级属二级工程，地基等级属二级，综合评定岩土工程勘察等级属乙级。

2．软土地基固化方案设计要求

2.1场区内软土地基固化设计采用单管法高压旋喷桩，成桩直径φ700mm，梅花型布置。桩距：止水止土排桩幕帘墙为0.80m；垃圾坑及渗沥液池区域、化水与空压机室、栈桥等均为1.2m。

2.2桩底标高：以进入岩面标高为准。桩长约为7m～8m。

2.3桩顶标高：标高控制在场区内自然地面以下1.5m。

2.4桩身强度：2.0～2.5Mpa。

2.5控制指标：水泥用量250kg/m，水灰比为1.5:1～1：1，水泥浆比重为1.49，喷浆量为0.5m3/m。

2.6施工参数：

1）喷嘴直径：2.0～2.5mm；

2)旋转速度：18～25r/ min；

3)提升速度：20～25cm/ min；

4)高压旋喷桩施工压力25～32Mpa；

5)控制浆量0.5m3/m。

3.施工步骤

3．1施工单元划分：以场区的中心线分为左半幅和右半幅；以地勘资料及原设计桩的桩长划分区块；每个区块的长度控制在30m～50m；

3．2依据事先划分好的施工单元区块，项目部会同业主、设计、监理确定每个施工单元块的技术参数，包括：旋喷桩顶标高、桩底标高、粘土浆置换层厚度、旋喷的桩径等。

3．3首先采用100型XP-1地质钻机钻入回填山渣层、块片石层及淤泥层进行钻孔排障。

3．4采用高压旋喷气浆切割置换淤泥土层，以改造土层结构的性能。

4.高压旋喷桩施工

4.1高压旋喷桩施工工艺流程：

4.2测放桩位：根据甲方提供的桩位图及测量控制点，进行桩位放测。

4.3排障引孔：钻机就位，钻机安置在设计的孔位上，使钻杆头对准孔位的中心并应保持垂直，倾斜度不得大于1.5%。

4.4成孔：首先采用100型地质钻机钻穿基石层和片石层；然后再用旋喷钻机进行钻压成孔，孔深达到设计的岩面标高时，就可以停止钻进。原地旋喷，随后进入下道工序的施工。

4.5水泥浆：水泥采用P.42.5级普通硅酸盐水泥，其性能必须符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）的规定。水灰比为1：1，比重为1.49。为避免大块材料堵塞注压浆泵，浆液需经过滤网。为了提高浆液的可注性及成桩质量按设计要求可加入适量的添加剂。

4.6喷浆：当浆液制作好时，就可进行旋喷注浆，采用由下而上进行喷射。本工程采用一次水泥浆的喷浆方法，喷浆量为0.5m3/m。旋喷压力应达到25～32 Mpa，钻杆提升速度为20cm/min，当喷射提升到设计标高后，结束旋喷。

4.7冲洗：注浆完成后应及时将压浆管、压浆泵、搅拌机等用清水冲洗干净。

4.8移机：将钻机等机具移到新的孔位上。

4.9填碎石回灌水泥浆，防止异物落入和保证行车安全。

4.10废浆处理：施工置换出来的浆液应用编织砂袋围堰，防止浆液外溢污染环境，应即时组织车辆运出场外。

5.质量控制措施

5．1开工前详细了解施工图纸的技术要求和工艺参数，做好技术交底工作。严格按设计要求及《建筑地基基础设计规范》-DBJ15-31-2003的有关规定进行施工。

5．2实行工序管理：以质量管理为中心，推行全面质量管理。按前述的工艺流程，对各道工序实行质量控制，按现行施工规范严格把关。实行事先指导，中间检查，事后验收的“三环管理”。尤其对成孔、制浆、喷浆等主要工序进行强化管理。并及时配合甲方现场监理做好隐蔽工程的验收见证工作。

5．3严把各工序的质量关是确保本工程施工质量的关键，具体应做到如下：

1)成孔：对准孔位，桩位偏差不得大于50mm，钻孔垂直度不得大于1.5%，未达到设计孔深不得终孔。

2)喷浆：严格按配合比下料，浆液要搅拌均匀。喷浆应由下往上进行，喷浆压力应达到设计要求，同时应控制提升速度。旋喷注浆前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。浆管及喷嘴内不得有任何异物。注浆管接头的密封圈必须良好。喷浆时要做好压力、流量、和冒浆量的测量工作，并按要求逐项记录。钻杆旋转和提升必须连续不中断，在拆卸和安装钻杆、注浆管时动作要快。拆卸钻杆继续旋喷时，要注意保持钻杆有0.1米的搭接长度，不得使喷射固结体脱节。高压喷射注浆完毕，应迅速拔出钻杆。为防止浆液凝固收缩影响桩顶标高，必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。

3)冒浆的处理：在旋喷过程中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。根据经验，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施；若地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正常旋喷。若冒浆量过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆理论不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。减少冒浆的措施有三种：提高喷射压力；适当缩小喷嘴孔径；加快提升和旋转速度。

6.安全技术措施

6．1组织措施：

1)实行安全三级管理制度。树立贯彻“以人为本，安全第一，预防为主”的方针。

2)做好安全教育工作，提高全员的安全生产管理素质。落实安全生产责任制，安全生产实行一票否决权制度。

6．2电气安全技术措施：

1）熟练掌握施工用电安全知识。落实安全生产技术管理措施。

2)施工用电使用标准配电箱，做好安全用电的防范工作。做到三级保护（一机、一闸、一箱、一漏保护工作）。电气线路敷设安全可靠。

6．3施工机械安全措施：

1)施工机械安装位置平整，坚实稳固。

2）机械传动装置防护罩齐全有效；制动器、漏电保护器灵敏可靠。

3）注浆泵、砂浆机安装应稳固，定期检查、发现隐患及时整改。

4）严格按有关的安全操作规程、规范进行施工作业。不得违章作业与违章指挥；不熟悉机械操作的人员不能上机操作。

6．4文明环保措施：

1）严格控制机械噪声超标现象的发生。夜间噪声不扰民。

2）严格控制粉尘超标现象的发生。防尘措施要相应跟上。

3）采用编织砂袋对施工置换出来的浆液进行围堰，防止浆液外溢污染环境，影响交通，应及时组织车辆外运，确保文明施工。

7.工程技术、质量、地基承载力设计值评价

7．1工程技术、质量评价：本工程是高压旋喷桩在软土地基固化施

工过程中技术的应用，是软土地基固化处理的一项工程实例。由于软基在本工程中可理解为基底持力层承载力特征值不满足120KPa。为此，设计在本工程中对单管法高压旋喷桩施工的实施，对于提高地基承载力设计、掌握高压旋喷桩施工工艺和应用技术，取得了良好的效果。

7．2地基承载力设计值评价：在高压旋喷桩施工之前，根据高压旋喷桩的设计要求及施工技术参数，通过对施工试桩的施打与试桩试验对比，来确定工程经验要素，并在施工中严格加以控制。为此，在高压旋喷桩施打结束28天后进行承载力检验测试，对地基载荷试验和单桩载荷试验作了准确的评价。高压旋喷桩的地基承载力特征值能达到或超过120KPa。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看