浅析高压旋喷桩施工控制技术

浅析高压旋喷桩施工控制技术

结合多年施工实践，从施工方案、施工准备和施工步骤等方面详细阐述了高压旋喷桩施工技术，可供同类工程施工参考。

标签：高压旋喷桩；铁路；施工

1 工程概况

某铁路IV标DK1835+206.～DK1835+343.32，位于湘南地区，地质岩性及地质构造：坡面上覆：表层0～3.5m为+黄色黏土；4m～13m为褐黄色黏土夹有较多角砾（碎）石；下接3m左右的粉砂层；第一层的基岩在16m～18m范围内，并呈现从小里程到大里程依次变浅；下伏灰岩、白云质灰岩；下为溶洞，大部分为全充填或者半充溶洞，充填物为粉质黏土。溶洞大小4m～8m不等；下部为基岩。不良地质及特殊地质：表层的厚层覆盖层主要是由粉质粘土加碎石、角砾和圆砾土组成。高压旋喷桩设计桩径0.8m，按梅花型正三角形布置，原设计孔间横向间距为1.80m，纵向间距1.56m.，桩径0.8m。施工采用1：1的水泥浆液，共24786m，1466根。

2 施工控制技术

2.1 施工方案

高压喷射注浆法（High Pressure Jte Grouting），20世纪60年代后期始创于日本，70年代在我国岩土工程领域得到应用和发展。近年来将高压喷射注浆法和深层搅拌法结合起来，同时发挥机械搅拌和射流搅拌的优点，形成了深层喷射搅拌混合法，主要有JCS-MAN工法、SWING工法、LDJCM工法、WJDCG工法。施工工艺类型有：单管法、二重管法、三重管法和多重管法。本采用双通道的二重注浆管。先进行二重注浆管钻进，到达设计深度后，利用双重重喷嘴，把空气和高压浆液同时喷射到土中，浆液压力约为20MPa，空气压力约为0.7MPa，一边提升和旋转喷嘴，一边进行喷射，最终在土体中形成圆柱状固结体，固结体的直径明显增加。

2.2 施工准备

①施工前要做好现场复查和编制施工组织设计等准备工作。按照设计图纸核实设计孔位处有无防碍施工和影响安全的障碍物；核对地质资料；编制施工组织设计。施工组织设计主要包括：工程概况；施工现场平面布置；主要施工程序、技术参数及注意事项；工程量及施工进度计划；施工用料、用水及用电计划；施工人员配置计划；施工控制标准及质量保证体系；质量检验及施工验收等。②场地平整、障碍清除。施工现场事先予以平整，清除地上和地下的障碍物。③施工放样。桩位的定位使用全站，用白灰标出桩的位置，中心在插竹签。钻机专人指挥就位，确保位置正确。④材料。水泥采用强度等级为PO32.5级及以上的普通

硅酸盐水泥或矿碴水泥，水泥浆液的水灰比一般为1.0。双管法的高压水泥浆压力应大于20MPa。根据需要加入适量的外加剂，掺入量应通过试验确定。严格按照设计桩位、桩径、桩长和桩数施工，桩位允许偏差为±5cm，垂直度偏差不大于1.5%。喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m。⑤电、路保证畅通。单台机组用电约105KW。⑥机械组装和试运转。试验施工参数确定为：二重管法高压喷射。喷浆过程中泵压为25-28Mpa，空气压0.65-0.7Mpa，提升速度控制在12-16cm/min，旋转速度为15-20r/min。

2.3 施工步骤

施工步骤为：平整场地→孔位放样→钻机就位→造孔→钻机移位→成孔校验→喷射装置就位→地面喷射→地下试喷→喷射注浆作业→下管静压回填注浆→冲洗机具→高喷台车移位→间隙性回填注浆。具体为：①钻机就位：旋喷桩施工时，钻机安放在设计孔位上，作水平较正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好钻机。②钻进成孔：成孔后，应校验孔位、孔深及垂直度是否符合设计要求。③下注浆管。成孔合格后即可下注浆套管到预定深度，下注浆管与钻孔两道工序合二为一，钻孔与下注浆管同时完成；若使用地质钻机，则必须把钻杆拔出，钻机移位后，在将喷射装置就位。在下管前，需进行地面试喷，检验喷射装置及水、气、浆发生装置是否正常。④喷射注浆作业。将注浆管下到预定深度后，检验喷射方向、摆动角度，进行地下试喷，一切正常后可自上而下进行喷射作业。施工中注意检查浆液初凝时间、水汽浆流量及压力、提升速度、喷射方向等参数是否符合设计要求，并及时作好记录，绘制作业过程曲线。⑤冲洗器具。喷射作業完成后，将注浆泵的吸浆管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除，防止残存水泥浆堵塞管路。

3 施工措施

3.1 搞好施工前的安全检查。注浆施工设备的排量和压力必须符合规定要求，对检查高压泵的安全阀、活塞缸套等零件，保证设备安全可靠；保证吸水管、高压管路畅通、不漏气，注浆管接头良好密封。

3.2 施工中应保证管路和喷嘴畅通。在吸水管、高压泵、水泥浆储备箱等地方设置筛孔1～2mm的过滤网；及时保养维护注浆泵，防止沉淀水泥浆；下注浆管时，要预防水气喷嘴被水泥砂堵塞，可在插管前用一层塑料薄膜包扎好，也可边射水边下管，但水压力一般不高于1Mpa，以防射坍孔壁。

3.3 喷射注浆过程至设计顶面后，即可停气、停水，继续用注浆泵注浆，待水泥浆从孔口返出后，方可停止送浆，确保固体顶部质量。所用水泥浆，水灰比要按设计规定不得随意更改，要保证质量，水泥应过筛，其细度在标准筛上（4900孔/m2）的筛余量应不大于15%。禁止使用受潮或过期水泥，在喷射注浆过程中应防止水泥浆沉淀。

3.4 应处理好冒浆，及时清除沉淀的泥渣。冒出地面的浆液可经过滤、沉淀除去杂质和调整浓度后，予以回收再利用。当前，回收再利用的浆液中难免含有

砂砾，故只有三重管法可以利用冒浆注浆，单管法和二重管法施工只能利用浆回灌固体顶部凹穴。处理已有结构物地基时，应采用控制施工速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法防止或减小已有结构的附加变形。

3.5 在软弱地层旋喷时，固结体强度较抵，可以在旋喷后用砂浆泵注如砂浆来提高固结体的强度。随着注浆深度的增加，旋喷时注浆管承受的阻力增大，其弹性扭转变形不可忽视，容易造成上部摆动角大、下部摆动角小，甚至上部摆动、下部不摆的情况。施工中应根据孔深和地层情况，适当加大摆动角，一般可加大100～200。

3.6 在砂层尤其干砂层中旋喷时，喷头外径不宜大于注浆管，否则易扭断。旋喷时，应先喷水或喷浆，后旋转和提升，以防止注浆管扭断。喷射注浆孔与高压泵不宜过远，防止高压软管过长，沿程损失增大，造成实际喷射压力降低。在加固工程中，为使桩顶与原结构结合严密，可于旋喷作业结束后24h在旋喷桩中心钻一个小孔，再用小径单层注浆管补喷一次。

3.7 质量控制。经室内配方试验和现场喷射试验，来确定喷射注浆后固结体尺寸、强度、承载力以及连续性、止水效果等。室内配方试验配置的试样，其配合比必须与实际施工的配合比相符。需采取根据实际采用的喷射参数计算单位时间内水泥浆用量及水的用量，并根据单位时间内被处理土量计算出水泥土混合浆液中各种成分，即水泥、外加剂、土粒和水的比例。根据设计现场情况，准确控制好桩基是否进入持力层，该实体桩径为0.6m，按梅花型正三角形布置，横向间距为1.56m，纵向间距1.17m，经质量检测均符合相关规定要求，表明本文的施工方法是成功的。

参考文献

[1]陈冠雄，黄国宣，洪宝宁.广东省高速公路软基处理实用技术[M].人民交通出版社，2005.

[2]邓子胜，谭树光，杨永生.单管双喷嘴交替喷射高压旋喷注浆[J].工业建筑，2010，13（1）.

作者简介：倪体亮（1985，1），专科，助理工程师，主要从事工程施工与管理。