高压旋喷桩施工工法

高压旋喷桩施工工法

令狐采学

1、工程概况

南广铁路ZD1K41+485～ZD1K41+550区间段65m松软土路基基底采用高压旋喷桩加固、总计桩长22478延米。

本段属于冲积平原地貌，地表绝对标高为55～95m，局部为剥蚀微丘，地表多为旱地，沟槽内有水田。沿线村庄零星分布，本段地表上覆第四系冲洪积，软土、松软土、粉质粘土。

2、施工方案

本区段高压旋喷桩设计单桩桩长L＝6.7～25.7m，直径φ=50mm，呈正三角形布置，桩间距d＝1.1～1.3m。在靠近ZD1K41+520涵洞两侧各10m范围内，高压旋喷桩桩纵向间距由1.3m逐渐渐变为1.1m,横向桩距不变。加固宽度为路堤坡脚外2m，并打穿软弱层至其下持力层不小于0.5m。

3、高压旋喷桩施工工艺

3.1、工艺流程图

3.2.1.1、内业技术准备

（1）应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，技术交底内容包括：施工方法、施工工艺、施工安全、机械使用等。对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

（2）室内配比试验：施工前应现场取样，按《建筑地基处理规范》JGJ79-2002进行室内配比试验。选择不同的水泥配比，要求旋喷桩桩身水泥土试块（边长70.7mm立方体）标准养护28天立方体无侧限抗压强度不小于5MPa。

3.2.2.2、外业现场准备

（1）地面处理：该区段地处于旱地，且地形变化比较大，为保证钻机的平稳移动和就位后钻杆的垂直，表土需挖除地表植物根系,将整个施工范围内的工作面整平，回填土分层碾压密实。地面处理宽度和高程按设计要求施工。

（2）对段内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测。若地表水、地下水复测结果与设计不符，应及时通知相关单位进行再次复测。不得使用侵蚀性水作为施工用水。

（3）施工前应根据设计文件对路基范围内的管线进行调查核实和改迁，对没有改迁而施工中又可能对其造成影响的管线，

须注意加强施工防护。

（4）放桩布点:在现场布桩之前先按设计要求绘出布桩图，并按预设的编号汇编成册，再在处理好的地面上测量放出中桩，利用中线放样控制,按照预先绘制的布桩图进行布桩，按梅花型布置,准确施放高压旋喷桩的桩位,桩位中心点用钢筋插入地下,并灌入白灰，最后插入木橛明示。确保桩的位置、数量及布设形式准确无误。

高压旋喷桩桩位布置示意图

3.2.2施工

（1）钻机就位

移动钻机至设计孔位，使钻头对准孔位中心。钻机就位后，先作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，保证钻孔垂直度满足设计要求。

（2）地面试喷

下喷射管前，首先在地面进行试喷，用以检查喷嘴是否畅通，压力、流量等参数是否正常。

（3）钻孔

钻孔时当一根钻杆用完后，停止射水。待压力下降后，迅速接长钻杆，再继续射水、钻进，直到钻至设计桩长。桩长由钻杆上标示的刻度线来控制。

（4）制浆

钻孔的同时，即可配置浆液，浆液要严格按照试验选定的配合比配置，浆液要经过搅拌和两次过滤后方可进入高压泵。

（5）旋喷

当喷管达到预定深度后，喷嘴就可同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体，即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20MPa左右压力的浆液，从内喷嘴中高速喷出。并用0.7MPa左右压力把压缩空气，从外喷嘴中喷出。喷嘴一面喷射一面旋转和提升，由下而上进行喷射作业。值班人员时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。

（6）冲洗移位

喷射结束后，提出钻杆及喷头，进行低压射水，冲洗钻杆、喷嘴，把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出，整个旋喷作业结束，钻机移位至新孔位作业。

4、质量控制及检验

4.1、质量控制

（1）旋喷桩施工完成后，进行桩位、孔深、桩孔垂直度和桩体直径的检查，要求桩位水平偏差不大于5cm，孔深的偏差不大于±15cm，钻孔垂直度偏差不大于1.5%。桩体直径偏差不大于5cm，桩身中心水平位置允许偏差不大于20cm。

（2）水泥及外加剂质量符合出厂要求，水泥用量符合设计要求。水泥浆应按照室内配方配制，不得随意改变，并需严格过滤；旋喷过程中应防止水泥浆沉淀，宜随制随用。

（3）喷射注浆连续进行，中途需拆卸旋喷管时，先提升和回转，同时停止送浆、送水、送风，最后拆杆。后续旋喷段与前段搭接长度不小于0.1m，以防止固结体脱节，如因故停机超过20min，要清洗泵体和输浆管路后方可继续喷浆作业。

（4）喷射注浆作业完毕后由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，产生“凹穴”，用水泥浆或水泥砂浆进行充填注浆。

（5）冒浆：旋喷注浆过程中，冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象，超过20%或完全不冒浆时采取以下措施。

出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视工常现象，可适当进行复喷。

当冒浆量过大时，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力，增大固结体直径。

(6)旋喷桩的桩体抗压强度大于等于3.5MPa，复合地基承载力大于180kPa。

4.2、质量检验

（1）浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。

检验方法：观察并用浆液比重计检测浆液密度。

（2）高压旋喷桩的数量、布桩形式应符合设计。

检验方法：观察、现场清点。

（3）高压旋喷桩的长度应符合设计。

检验方法：测量钻杆长度，并在施工中检查是否达到设计深度标志。检查施工记录。

（4）高压旋喷桩的完整性、均匀性、无侧限抗压强度应满足设计要求。

检验方法：完工后28d，在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样的照片，取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。

（5）高压旋喷桩处理后的复合地基承载力应满足设计要求。

检验方法：平板载荷试验。

（6）高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。

高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法