高压旋喷桩在地基加固工程中施工质量的控制

【摘要】高压旋喷桩作为一种优良的施工方案在地基加固工程中得到了广泛的应用，为了防止在应用的过程中出现各种问题需要进行施工质量的控制。本文就该工程的施工工艺及质量控制的措施进行了简要探究。

【关键词】高压旋喷桩地基加固施工质量

中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：

高压旋喷桩加固地基具有投资省、速度快、加固效果好等优点，但对施工工艺参数水平要求较严格，因此对其进行施工质量控制也有一定的特殊性，需要做好质量控制的工作。

一、工艺原理

(1)高压旋喷注浆，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体剥落下来。一部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列，便在土中形成一个均匀的圆柱体或异形圆柱体。

(2)高压旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质，形成复合地基。使其在上部结构荷载直接作用下，不产生破坏或过大的变形;也可以组成闭合的帷幕，用于截阻地上流水和治理流砂。从而提高地基的承载力，减少地基的沉降变形，达到地基加固目的。

(3)采用相应的钻机，不仅可以形成垂直的桩，也可以形成水平的或倾斜的桩。可用于既有建(构)筑物及在建(构)筑物的地基处理，深基坑侧壁挡土截水，坝体加固防渗与隧道超前支护等工程。

可作为施工中的临时措施，也可作为永久建筑物的地基加固，尤其对基坑开挖中对临近既有建(构)筑物保护可发挥该工法的特殊作用。

本工程为宁启复线电气化改造工程，位于江苏南京-启东境内，主要为冲积～湖积平原区，为湿润的亚热带季风气候区，常年降水较多，地表层较松软。其中大部分为液化土、弱膨胀土、软土、粉砂土等不良地质，故采用高压旋喷桩对软弱及松散地层进行基础加固，以保证基底复合地基承载力及抗压强度满足要求。

二、施工工艺

1、作业程序

旋喷施工采用单管法旋喷施工，机具使用XP型旋喷钻，接管搭接30cm。正式施工前，已进行试验桩施工，通过试验桩掌握各技术参数：水泥用量为120kg/m、水灰比为1:1、钻进速度1m/min、提升速度0.2m/min、空气压力不小于24Mpa；桩径为0.5m、桩心距及桩长根据具体里程按图纸进行细致交底。

钻机稳定：旋喷施工前，应首先进行场地平整和桩位布置并作好排水设施，然后钻机定位，管架安放平稳，旋喷管允许倾斜度小于1.5%。

钻孔：用低压1.0N/mm清水或粘土浆喷射，边喷边回转钻杆，使钻头钻至设计标高，当遇到坚硬地层或障碍物时，要模清情况，采取地质钻等措施，钻孔位置与设计位置偏差小于50mm。

横向喷射：钻孔结束，用钢球或压差阀关闭喷出孔，接通管路压送浆液，高压浆液从钻头侧面喷嘴射出。

旋喷：按照预定的旋喷参数先进行试喷，现场实验，绘制作业过程曲线，优化参数，保证符合设计要求检查并排除故障。

回转提升：喷嘴回转、提升，形成旋喷柱。钻头提升至距地面下0.5米时，停止喷浆，钻头原位转动两分钟，在距桩顶2－3m内适当增加水泥用量，然后正转钻头下钻，进行复搅，复搅过程中可以补足不足浆液。

冲洗：喷射完毕后，把注浆管等机具设备冲洗干净，浆液换成水，进行清洗喷射，泥浆泵及管路内不得存有泥浆。

形成旋喷柱体：将钻机等设备移至新孔位。

2、施工要点

把好浆液质量关，及时进行流动度、粘度的检验，保证浆液的配比，确保其可喷性和温定性。

控制好钻头的旋钻速度，避免速度过低，固结形成螺旋状、不完整的圆柱状体，强度低速度过高，从喷嘴喷出的液体形成的射流束的向心力剧增，减少了射流对地层的破坏力量，桩径偏小。

钻头提升速度应控制在高压喷射中能使水泥浆液和土层充分搅拌，既保证喷射流和土体接触时间充分，固结体均匀，强度最佳，又避免浆液用量大，返浆多，造成浪费。

旋喷施工过程中，要经常随机开挖出成桩体1m左右，以便检查旋喷质量，及时调整旋喷参数。

合理布置场地，机具设备配套要紧密联系，尽量缩短高压输送距离。群桩施工，应先施工中心桩，然后对称施工边桩，以保证相邻边桩、中心桩初凝后，具有一定的抗冲击力，不被边桩施工时穿过裂隙的强大射流破坏掉。

本工程为既有线改造项目，故施工过程中应随时对营业线进行沉降观测，分析数据，尤其是距既有线最近处施工时施加的压力对既有路基的影响，沉降过大时应暂停施工及跳桩施工，以保障营业线施工安全可控。

三、质量控制

1、原材料质量要求

旋喷桩用水泥必须为普通硅酸盐水泥，使用前必须进行严格检测，防止过期、受潮、结块、变质等以免影响成桩质量。配制水泥浆液时，用水宜采用饮用水，地下水、污水不得采用;水泥采用425号普通硅酸盐水泥。水灰比一般采用1∶1~1.5∶1范围内，根据每根桩用浆量，提前制作，并充分搅拌，搅拌时间少于15 min的不能使用，超过初凝时间的浆液也不得使用;灰浆经两道过滤网的过滤，以防止喷嘴发生堵塞，抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。

2、施工过程中的技术要求

1)桩位偏差小于5 cm，钻孔孔斜小于1.5%，要经常检测孔斜以保证孔斜在要求范围内。

2)钻杆要进行量测，并做好记录，经常检查孔深，确保钻孔达到设计深度。

3)旋喷过程中严格控制电子称的计量及喷浆压力、提升及旋转速度。

4)提升过程中拆卸钻杆后，继续喷射施工时，保持钻杆有效搭接长度不小于10 cm。

5)经常检查压力系统、管路系统，使压力、流量能够达到规范要求，防止管路堵塞引起断桩，喷射不均匀等事故的发生，确保成桩质量。

3、施工过程中的注意事项

1)喷射注浆前要仔细检查高压设备、管路系统，设备压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。

2)喷射注浆后由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用0.6的水泥浆进行补灌，并防止其他钻孔排出的泥土杂物进入。

3)在喷射作业过程中，应随时观察冒浆情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和施工参数是否合理。冒浆量小于总喷浆量的20%为正常情况，超出20%或完全不冒浆时，应及时查明原因，并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起不冒浆，可在浆液中加入适当的速凝剂或增大注浆压力。如冒浆量过大，可减少量或加快提升速度和旋转速度，也可以通过缩小喷嘴半径达到减少冒浆。

4)搅拌下沉施工时，严禁水冲下钻。

5)冒浆应妥善处理，一般采用沟槽把各桩连接起来，冒浆随沟槽流通在各桩之间形成系梁，使整个桩区形成一个大的固结团体，提高复合地基整体承载力。

6)为了加大成桩有效直径避免防止固结体缩小，可采用增加喷浆压力或缩小喷嘴直径的方法。

7)中间喷浆量不足或因机械故障、停电停水导致的施工中断，必须进行复打，复打长度不小于整桩长度。

8)施工过程中要加强前后台施工配合，相关参数必须符合要求。

9)当喷浆接近设计标高时，为保证桩头施工质量，搅拌机在桩头1 m范围内宜采用慢速，当喷管即将出地面的时候停止提升，搅拌10 s～20 s保证桩头均匀密实。

10）中间喷粉量不足，或因停电、机械故障等原因导致施工中断时，必须进行复打，复打长度不小于整桩长度。

4、效果检验

一般检查频率为5，在施工完成28 d后对单桩、群桩进行取芯检测，并做复合地基承载实验，确保加固后的地基达到复合地基承载力不小于158kPa，单桩承载力不小于236KN的设计要求，满足工程质量要求。

四、引入质量监理机制

1、施工阶段的监理

要求施工单位把工序管理纳入控制状态。对钻机操作、高压泵操作、配料操作等重点工序，必须使用技术熟练工人定岗、定责，操作中不得随意更换。

对工程中使用的材料质量进行控制，主要控制水泥质量。进入现场的水泥必须及时报验，重点审查其出厂合格证、生产许可证等，不论建设单位供应还是施工单位采购的水泥，都必须先复试，合格后才准许使用。

有目的地进行巡视和旁站工作。在施工过程中监理人员按照旁站监理方案，对关键部位、关键工序进行全过程旁站监理，主动控制，严格检查，确保施工过程质量符合要求。当发现施工质量问题时要及时通知施工单位，消除质量隐患。

2、检测阶段的监理

（1）工程桩全部施工完成后，监理工程师应根据设计图纸对照施工记录进一步复核现场施工桩位是否有遗漏。

（2）按设计要求和规范规定检测旋喷桩的施工质量。

1)审查检测桩单位的资质等级和技术装备，协助建设单位确定检测单位。

2)会同设计单位确定检测项目、检测方法和检测点，检测点的布置要选择有代表性的桩位；施工中出现异常的部位；地基情况复杂的部位。检测点数量为施工孔数的1%，且不少于3点，检测方法采用取芯、开挖、标准贯入试验、载荷试验等。

3)对已钻芯取样检测的工程桩，检测后必须及时将芯孔用细石混凝土或水泥砂浆充填密实。

结束语

高压旋喷桩在地基加固工程中的应用需要严格按照施工的工艺，因地制宜的设置参数，进行施工方可保证工程的质量。同时在施工的过程中需要引入工程监理机制，对工程的质量进行监督管理，提高质量的可靠性。

参考文献

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