浅谈旋喷桩施工技术在建筑基坑工程中的应用

郑志海

【摘 要】随着建筑高层和超高层的不断涌现，基坑边坡的支护成为了施工中的难点。本文主要分析了旋喷桩技术施工前准备工作，施工工艺主要控制点和主要技术控制要点，希望能为业内同行提供一定的参考。

【关键词】旋喷桩；施工；建筑；基坑

随着改革开放的发展，城市建设日新月异，工程深基坑运用越来越多，城市中的建筑工程因为基坑周边市政管线复杂，使用旋喷桩施工技术可以有效减少开挖时围护墙的变形和周边地表沉降，并且此法能有效处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等地基，效果良好，因此旋喷桩施工技术在建筑基坑工程中得到了广泛的应用。

1.旋喷桩技术施工前准备工作

在施工开始前，必须在已有的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探，进一步了解各施工点地基土的性质、埋藏条件。

1.1材料选择与准备

旋喷注浆是靠高压液流的冲击力破坏土层并与土体混合成新的固体，根据喷射工艺要求，浆液应具备以下特性：注浆液具有良好的可喷性；有足够的稳定性；浆液中不应有太多气体；能调解浆液的胶凝时间；有良好的力学性能；无毒、无臭；结实率高。水灰比一般采用1：1～1.5：1的水泥浆液。在喷浆之前按施工要求准备好足够的合格的水泥浆液。

1.2保存好送验土样

根据补充勘探资料，在选择的试验工点加同范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室，对取得的土样在进行试验之前应妥善保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。

1.3室内配合比试验

根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、碾碎，过2～5mm筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量、水灰比。一般水灰比可取1.0～1.5。为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化，应调整为天然含水量。

1.4试桩试验

根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。

1.5清理整理路面

推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土，杂物，并将原地面按设计要求整平，填出路拱。根据施工现场实际情况，施作临时排、截水设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。

另外，还应按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。

2.施工工艺控制点

2.1钻机定位

移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

2.2制备水泥浆

桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。

2.3钻孔

单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进厚度达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。当遇到比较坚硬的地层时宜用地址钻机钻孔。钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm。

2.4插管（单重管法、二重管法）

插管是将喷管插入地层预定深度。使用76型振动钻机钻孔时，插孔与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地址钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管，并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中。为了防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力不超过1MPa。若压力过高易将空壁射塌。

2.5提升喷浆管、搅拌

喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工，在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。

2.6桩头部分处理

当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

2.7喷浆、搅拌

若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述4～6步骤重复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机），停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。

2.8清洗

向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。

2.9移位

移动桩机进行下一根桩的施工。

2.10补浆

喷射注浆作业完成后，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，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。

3.主要技术控制要点

钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5。

喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封图必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物。

喷射注浆时要注意准备，开动注浆泵，待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后，才开始提升注浆管。自下而上喷射注浆。

喷射注浆时，开机顺序也要遵守第3条的规定。同时开始喷射注浆孔的孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节。喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固体体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6～l的水泥浆进行补灌，并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。

为了加大固结体尺寸，或深层硬土为避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可采用复喷工艺。

冒浆的处理，在旋喷处理中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据实验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量的20%为正常。超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若是地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可以在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固。另外，还可以在空隙地段增加注浆量，填充空隙后再继续正常旋喷施工。冒浆量无穷大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。减小冒浆的措施有三种：提高喷射压力；适当缩小喷嘴直径；控制固结体形状。在正常情况下的冒浆可沿公路横向方向，在相邻两个孔之间开挖排浆沟，形成桩与桩之间的系粱，以便提高复合地基总体承载力。

【参考文献】

[1]张家伟高压旋喷桩基坑支护技术[J].岩土工程，2006.

[2]阎世龙.旋喷桩在加同处理软弱路基中的应用[J].河北建筑科技学院学报，2004.22（1）.

[3]钱美亚，别小勇.利用高压旋喷桩进行深基坑围护初探[J].山西建筑，2008.