关于高压旋喷桩施工技术探讨

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。本文对高压旋喷桩的施工工艺作了简要的论述，同时针对出现的问题提出了和解决的方案。

关键词：高压旋喷桩；施工技术；质量控制

高压旋喷桩是高压喷射注浆法地基处理中的一种，就是利用钻机等设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20Mpa左右的压力把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合，经一定时间的凝固，便在土中形成圆柱状的固结体，与周围土共同承受荷载。由于该方法利用高压流喷射成桩，受地层土质影响较大，若参数设置、控制措施不当，势必影响到桩径及承载力。

1 工程概况

华润水泥（封开）有限公司是华润集团在广东省封开县重点打造的水泥基地。厂区占地2200亩，总体规划6×5000t/d熟料水泥生产线，总投资约60亿元。

工程场地原为山地和山间耕地，地形复杂。厂区北侧边坡处于三条冲沟的汇水处，场区内北部地段地表水和地下水流经此处，并向外排泄。

场区地层自上而下分别为人工填积层（Qml），第四系冲沟相淤积层（Ql），第四系残积＋坡积层（Qel＋dl）。

2 工程的难点和相关措施

2.1 工程的难点分析

(1)施工场地发生较大变化：勘察和设计阶段时，施工场地地面标高基本处于22.0～26.0m之间，但由于在施工进场前该场区南部已回填土至37.0m标高，场地南北部落差大，多处斜坡出现被雨水冲刷塌方的状况，施工场区需要依据现状进行分台阶平整才能满足施工要求，施工深度和难度均加大。

(2)土质松散，地下水丰富：本场区处于三条冲沟的汇水处，土质为厂区其它地方开挖的粘性土回填所成，土质松散、孔隙比大，遇水容易软化、变形。特别是场区内北部23.5m平台处于边坡的最下端，地下水埋藏浅，地表0.5m以下即可见地下水。

(3)场区南部仍在进行填土和强夯交叉作业，施工场区可能处于不稳定状态。

(4)施工期处于雨季，雨天场地松散回填土容易塌方,道路遇雨水容易泥烂，不利于材料进场和桩机施工。

(5)工程量大、工期紧、施工机械多、用电功率大、水泥日消耗量大。

2.2 采取的相关措施

(1)根据工程特点，我司有针对性地制定了可行的施工方案，以指导施工的顺利进行，并使施工的质量、安全等得到有效保障。

(2)由测量工程师进行测量放线，明确施工场区的范围，并首先修整进场道路。

(3)根据场地的现状，为减轻场地南北部的落差，降低塌方机率，在37.0m平台至23.5 m平台的斜坡处修整出一个新的工作平台，形成23.5m、29.5m、37.0m三个工作平台。并在三个工作平台布置位移观测点，以保障在施工过程中定期观测场地的水平位移和沉降情况。

(4)在施工场地四周挖截排水沟，三个施工平台均在坡肩或坡脚处设置东西向排水沟，保证雨天和施工所产生的地表水得到有序排放。

(5)安排勾机和杂工定时清理截排水沟和进场道路的淤泥，保证排水沟排水通畅和材料的顺利进场。

(6)施工用水由两条管路引西江水至施工现场，施工现场用砖砌筑一个蓄水池以防停水应急用。

(7)为满足施工用电需要，华润公司特在施工场区附近安装两台1000KW变压器供应施工用电，我司另调进一台200KW康明斯发电机在现场以防停电应急用。

(8)电线线路、供水管路和水泥台布置在场地的南侧和西侧。水泥平台比地面高出50cm，四周挖好排水沟，水泥台用油毡布铺垫防潮，水泥堆放好后再用油毡布盖好。

(9)原计划进场10台高喷桩机增加至14台，搅拌桩机由原计划的4台也增加至6台。

(10)施工方向大致由北向南推进。23.5m平台为搅拌桩施工区。29.5m、37.0m两平台为高压旋喷桩施工区。29.5m、37.0m平台的工作面完成后，再将37.0m至29.5m的斜坡面的土方挖除回填至29.5m至23.5m的斜坡面处，经推平碾压形成新的工作面，再转移桩机完成之。

3 施工工艺

3.1 高压旋喷桩施工方法

3.2 高压旋喷桩施工工艺流程：

4高压旋喷桩质量控制措施

4.1 旋喷施工前，将钻架安放平稳牢固，定位准确，喷射管倾斜度不大于

1.5%，桩心偏差不大于5cm。

4.2 旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。

4.3 钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，以免出现断桩。

4.4 在旋喷过程中，如因机械故障中断旋喷时，应重新钻至桩底设计标高并重新旋喷。

4.5 制作浆液时，水灰比要按设计进行，由专人定时检查，严格控制，不得随意改变。浆液在搅拌桶和地罐分两级搅拌，防止泥浆沉淀、浓度降低。不准使用受潮或过期水泥。浆液分两层过滤网进行过滤，过滤网筛孔孔径为1.0mm。

4.6 钻进时注意参考地质勘察报告，根据施工经验（如电流大小、电机声音、操作手的负荷感觉等）进行控制施工深度，既要保证穿过淤泥进入砂质粘性土不少于1.5m，又要尽量控制减少浪费。

4.7 旋喷提升时重点控制好泵压力、空压机压力、提升速度。

4.8 由检测单位作好质量跟进检验，采取钻孔取芯、标准贯入等方法进行，发现问题及时反馈给设计单位，由设计单位作出处理方案。

5 工程出现的问题和解决方案

5.1 试桩时高压旋喷桩冒浆不正常

根据经验：孔口冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。

工程在进行高喷桩试桩时发现，孔口不冒浆，只在孔口附近冒水泡，试桩后

通过抽芯发现桩身存在水泥含量不均匀或水泥含量很少的现象。

通过分析，造成的原因主要是：(1)松散的回填土层中存在较大孔隙，施工场区处于三面冲沟的汇水处，地下水丰富，地下0.5m即可见地下水；(2)采用的施工参数泵压(25mpa)、空压(0.7mpa)和水灰比(1:1)均偏大；(3)水泥掺入量(250kg/m)偏少。

通过以上的分析，采取的解决措施如下：(1)适当减小水灰比、泵浆压力、空压机压力；(2)适当加大水泥掺入量，同时加入适当的水玻璃；(3)适当减小提升速度；(4)若通过调整仍发现不正常，则进行原桩位复喷。通过三个批次的试验，水灰比由1：1调至0.8:1，泵压由25Mpa调至18-20Mpa，空压机压力由0.7 Mpa调至0.4-0.5 Mpa，水泥掺入量由250kg/m调至350kg/m，同时掺入1%水玻璃，提升速度由20cm/min调至15cm/min。通过抽芯检测验证调整后的施工参数合理可行。

5.2 局部施工的桩长不够

通过抽芯检测发现，施工的桩的桩端进入砂质粘性土层的深度不够，只有0.5-1.1m，不能满足1.5m的设计要求。主要原因是施工场地处于三条冲沟的汇水处，地下淤泥层起伏变化大，根据地质报告进行分区控制施工桩长难免会有出现桩长不够的现象。而根据地质报告结合施工经验控制，由于淤泥层底下为呈饱和、可塑状的砂质粘性土，施工负荷不明显，可能桩长会有超出设计长度的现象。为保证施工质量，并对照地质勘察报告，加强操作监控，在确保有施工负荷后作为起点继续施工1.5m～2.0m作为桩端持力层嵌入深度控制标准。根据后期的抽芯情况反映，对施工的桩桩端进入砂质粘性土层的深度均能满足设计要求，施工总体效果良好。前施工的桩已按设计要求进行补桩处理。

5.3 局部斜坡产生滑移

通过抽芯检测发现，G30-22、G34-34、G27-13高喷桩上部填土层有水泥，而下部淤泥层没有水泥，为查明原因，特将抽芯位往南偏移30cm重新抽芯，发现上部填土层没有水泥，而下部淤泥层有水泥，由此可以判断该部位附近的桩已被滑移推断。分析原因估计是由于之前下大雨后，该部位的回填土产生塌方滑移从而推断桩体。放慢对该部位桩的施工，并加强水平和垂直两方向的变形观测。另由检测单位进行深部位移观测，以监控该区域桩的深部位移情况。稳定后通过设计单位出方案进行补桩130根。

6 结语

软弱土层和松散回填土层高喷桩的施工：高压泵压力、空压机压力不宜过大，水灰比宜适当减小、水泥掺入量宜适当加大且宜加入适量外加剂。在对高边坡进行治理过程中，对高边坡在施工期间的水平、垂直及深部位移监测至关重要，必须随时反馈施工和观测信息，由设计单位及时出台处理方案，做到信息化施工。在类似场地进行搅拌桩或高压旋喷桩的施工，对桩长的控制宜以机械的工作负荷

为主控标准，以地质勘察报告为参考标准进行控制。