浅析道路桥梁建设中旋喷桩的应用

郭宏亮

【摘 要】旋喷桩是把喷嘴似的注浆管放到钻孔中进行旋转，用高压喷射注入的水泥浆，使水泥浆与附近颗粒混凝，最后硬化形成桩。在道路桥梁施工中的主墩就是采用単壁钢包围堤堰在结合高压旋喷桩，建筑深水低桩的施工工程。近些年，高压旋喷桩不断发展，也给深水低桩的承台施工创造了新的方法和技巧。它应该受到人们的广泛应用和推广创新。

【关键词】高压旋喷桩；水泥浆；主墩建设；承台施工

0.前言

深水低桩的承台施工技术在我国已经得到全面的发展和应用，它的施工原则一般是采用单壁钢或者是双壁钢来围堰，当沉降到预设的标高处再用混凝土把桩底封实起来。如果桥下河床的地质特性是硬性粘土，那么所建承台的底部就会处在砂层与亚砂土之间，在透水层中，桥墩的围堰下沉工作就很难进行，尤其是到标高处实施起来更显得复杂困难。自从高压旋喷桩技术的推行使用，大大方便了这些问题的解决，当围堰和高压旋喷桩结合起来后，不但能解决下沉过程中围堰穿过硬性粘土时困难的问题，还能一定程度上克服在开挖砂层以及亚砂土层时遇到的难题。通过实验证明，这种高压旋喷桩技术对于处理淤泥或者淤泥土质，以及粘土、沙土和人工填土等方面有着良好的效果。本文针对这一技术，认真分析了在施工过程中高压旋喷桩的广泛应用技巧。

1.工程概况

（1）工程地质情况，在我国，较为常见的一种地质情况为，在桥墩附近呈现着松散砂性土、中密度的砂性土、灰色的密实粗砂和石灰岩等不同顺序的排列。根据地质钻探的相关资料分析对应施工桥梁周围的地质特征，针对桥墩地质的不同分布和不同性质，认真做好记录，方便以下的实施工序正常有效进行。

（2）各个土层结构情况。考虑硬性的粘土层特点，详细记录粘土层的承载力和粘土层的厚度，还有它的极限摩擦阻力。分析比较与亚砂土和砂层之间的承载力、土层厚度等。其中硬性粘土层的承载力最大，其次是硬塑性的亚粘土层，但是其平均土层厚度比坚硬性的粘土层厚度大，然后是亚砂土层，还有岩层等。

（3）水文情况。在进行水文情况考察时，不可忽略的是对于正常洪水位和枯水位的考虑。当然，桥梁的主墩处于河水里，所以，要详细分析河下土层性质，并认真记录各个相关的测量数值，比较不同地质的不同作用。一般所提到的粘性土是不透水的土层，而只有砂层和亚沙层是透水层，这一透水层同河水之间存在互补的关系。

2.施工方案

在进行基坑开挖之前，往往通过对基坑周围的各种不利的土质进行钻孔，利用高压旋喷桩技术对地下土层实现压浆，使各旋喷桩之间能够通过水泥浆连接起来形成不断连续的实体结构，在这一施工目的的指导下，施工人员可以对施工的方案得到进一步的优化。

2.1围堰选用

其他地方设置単壁钢围堰。另外要充分考虑围堰的自身重量，根据地质的情况围堰下沉设计合适的高度，进而使用高压旋喷桩来建设承台。需要注意的是承台和旋喷桩之间的边缘距离要规范合理，相邻的旋喷桩的距离也有规定，按照相关规定实施该项工程，在承台的周围形成一定封闭的墙体，根据现场的情况及时调整有关程序项目。

2.2高压旋喷桩设计

①高压旋喷桩的布设。根据设计要求，桩的布设任务艰巨又伟大，这一基础装置的创建是整个工程正常进行的前提，所以，要高度重视这一工作环节。沿着围堰的外侧亚砂土层上布设两排旋喷桩，在砂层区域内布设三排，对于桩和围堰的距离和桩与桩之间的距离要严格按照规格进行精确测量布置。另外，桩的长度和桩的直径也有对应的要求，其中，桩的顶尖处进入硬塑性的亚粘土的长度要大于一米。经过各种计算，一定要桩的受力都符合标准。

②高压旋喷桩的工作原理。钻机是高压旋喷桩的重要组成部分，当钻机钻到计划涉及中的标准高度时，高压旋喷机就会将注浆管下放到孔的底部，值得注意的是这个注浆管需要安装水平的喷嘴，在到达孔底以后，高压设备就会利用喷嘴把注浆管中的浆液以强压力作用喷射出去，进而冲击、切割土体，还能与土体进行混合搅拌活动。已经充分均匀搅拌的混合体随着注浆管的高速旋转和向上提升，形成我们所需的圆柱体式的桩体。浆液与土体混合之后经过许多物理化学反应的发生，逐渐凝结形成桩，最终实现对桥梁的支护作用，还有特定的止水功能。

③设计要求。高压旋喷桩的设计应该根据一定的地区差异，综合考虑地质类型和地下水位等条件。常见的旋喷桩设计类型有单管设计、双管设计和三管设计。另外要求高压旋喷桩的帷幕部位上，砂层和亚砂土层的渗透系数达到规格数值，桩体的抗压力度取值也合乎要求。

3.施工工艺流程

3.1施工流程顺序

在桥梁建筑中对于高压旋喷桩的工作工艺流程要求很严格，首先，钻机准备工作充分，然后进行排孔工作，每排孔的设计施工要分序进行。如果单孔喷射没有影响到临孔的施活动，那么就能依次进行施工，设计标准高度的孔高。其次，把垂直方向的喷嘴进行封堵，下喷射管：钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆，下喷射管前检查以下事项。（1）测量喷射管长度，测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致，喷射管应标识尺度。（2）将喷头置于高压水泵附近，试压管路应小于20m，试喷调为设计喷射压力。（3）施工时下喷射管前进行地面水、气、浆试喷，即设计喷射压力+管路压力。（4）设计喷射压力+管路压力为施工用的标准喷射压力，更换喷嘴时重新调试。（5）摆喷施工下喷射管前，应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度。（6）地面试喷经验收合格后，下入喷射管时，应采取措施防止喷嘴堵塞。（7）孔内沉淀物较多时，应事先准备黏土泥浆，下喷射管时边冲入泥浆边下管。（8）钻孔当采用套管护壁时，下入喷射管后，拔出护壁套管。（9）当采用振冲沉管时，必须满足以上要求。（10）当喷射管下至设计深度时，经监理工程师批准后，准备开喷。1）高压喷射注浆施工工序应先分排孔进行，每排孔应分序施工。当单孔喷射对邻孔无影响时，可依次进行施工。单管法非套接独立的旋喷桩不分序，依次进行施工。2）高压喷射注浆旋、摆、定喷射结构形式，对套接、搭接、连接、“焊接”孔与孔应分序施工。然后，进行浆液的搅拌程序，这一环节要求搅拌机与灌浆泵在各方面都必须互相适应，保证浆液搅拌的均匀连续性，并且保证高压喷射满足及时的浆液的供应量。最后，设计墩顶，进而完成主墩的冲洗和移位工序。

3.2施工顺序

先试桩，充分了解旋喷效果，确定施工的参数。然后进行高压旋喷桩施工操作，确保桩体之间的咬合质量。最后质量检验。

3.3施工参数选择

泵压：20Mpa喷嘴直径及数量：2.3mmx1～2.4mmx1

流量：37～40L/min 钻杆升速：粘性土30/min

砂性土15/min钻杆转速：粘性土30r/min

砂性土15r/min 水灰比：1.1～1.2

水泥：普32.5，每米水泥用量125Kg/m

（1）施工前在场地内选择与工程条件相类似地段，进行现场试验确定施工工艺参数。

（2）为工程全面开工准备，先选择工程中少量部分进行试验性施工确定施工工艺参数。

（3）施工中发现使用的技术参数有问题，应当及时进行修正和调整施工工艺参数。

4.小结

我国公路桥梁的主墩建设逐渐取得良好的效果，尤其是旋喷桩的使用不仅节约了施工的时间还解决了很大围堰中所遇到的如硬性粘土下沉等困难。能够取得广大的经济效益，值得广泛的推广应用。

【参考文献】

[1]郭庆清，陈月顺，夏焰光.高压旋喷桩在含承压水砂质粉土和粉砂土加固中的应用研究[J].建筑技术，2009（05）.

[2]石建磊，张杰，唐世杰.高压旋喷桩在软基加固中若干问题探讨[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2009（01）.