浅谈高压旋喷桩在抛石围堰止水的应用

周明辉

摘 要：高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与主体混合，形成连续搭接的水泥加固体。文章以实际工程为例，对高压旋喷桩在抛石围堰止水中的应用进行分析，重点介绍新二管法高压喷射灌浆的施工流程，希望可以为此类工程提供一定的借鉴。

关键词：高压旋喷桩；抛石层；双排止水桩

引言

汕头市东部城市经济带新津片区河口治理及综合开发项目处在汕头市韩江三角洲河网出海口门区域，出海泵闸枢纽工程是汕头市东部城市经济带新津片区河口经理及综合开发项目的重要组成部分，位于西堤桩号S2+706.1处。主体工程由一座排水流量24m3/s泵站、副厂房以及进出水池、涵闸、消力池等构成。出海泵闸施工围堰采用充泥管袋围堰型式。充泥管袋围堰顶高程3.6m，上部设置20cm的泥结石路面，顶宽6.0m。围堰部分穿过原有汕头港拦砂堤，为抛石层结构，抛石层采用双排高压旋喷桩。围堰防渗采用单排高压旋喷桩处理，旋喷桩Φ1000，桩距600，桩长16m。

1 工程地质条件

高压旋喷桩施工地层参数如表1所示。

表1 高压旋喷桩施工地层参数

2 高压旋喷桩施工方案

本工程采用的新二管法高压喷射灌浆是以大于等于30Mpa的高压水泥浆射流通过Φ1.8mm的喷嘴喷出，水泥浆射流四周以压缩空气加以保护，随着喷管的旋转与提升，高压水泥浆射流冲切破坏土体，同时浆射流的能量较大，将水泥浆与土体掺搅形成桩体；压缩气也起到升扬置换的作用，使切割的部分土体从孔口冒出，水泥浆与砂土混合后固结后，形成所需要加固体[1]。

2.1 施工参数

高压旋喷桩施工参数如下：孔距：0.60m；浆压：30～36MPa；进浆量：65～75L/min；浆液比重：1.45～1.50g/cm3；气压：0.6～0.8MPa；气量：0.7～0.9m3/min；提升速度：9～13cm/min；转速：9～13r/min；水泥型号：普硅32.5水泥；用量：550kg/m。以上施工参数根据地质条件、防渗要求或根据工程经验适当调整。

2.2 施工工艺

施工时先施工一序排，再施工二序排，每排孔分两序进行，先进行Ⅰ序孔施工，再进行Ⅱ序孔施工，如图3所示。

图3 高压喷射灌浆施工流程图

3 高压旋喷桩施工工艺控制

3.1 测量放样及复核

在定孔位时，一定严格按照设计放样定孔位，并用木桩固定。在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩，同时在施工轴线5～10m范围设控制桩。孔位定完后必须进行复核，以保证孔位的准确无误。

3.2 钻孔

把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，垫牢机架、立轴垂直。钻机的对孔偏差不得大于5cm，钻机的垂直度不超过1%桩长，经技术人员验测合格后方可开钻。钻孔用XY-2型（300m）钻机钻孔，成孔直径130mm，钻孔深度按超出设计标高30cm控制。由于本工程地层主要为第四系，钻孔应采用泥浆护壁，确保不发生塌孔现象。钻进时发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻。若遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录，钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一个孔地钻进。

3.3 下喷射管

将高喷台车移至成孔处，先在地面进行浆、气试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。

3.4 制浆

水泥浆液在喷射作业前1小时内，按设计配比进行浆液搅制，使用普通搅浆机搅制时间不少于180s，浆液比重控制在1.45～1.50之间，在制浆过程中应随时测量浆液比重。纯水泥浆搅拌存放时间不超过2.5小时，浆液温度应保持在5～40℃。每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。所进水泥必须符合质量要求，并且每200t取样化验一次，检验水泥的安定性和强度指标。

3.5 喷射提升

当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆、气，待注入浆液冒出孔口时，按设计的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到设计的终喷高程以上50cm停喷。喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：第一，接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴。第二，喷射因故障中断，应酌情处理；比如，因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆；如中断时间超过1小时，要采取补救措施；恢复喷射时，喷射管要多下0.5m，保证凝结体的连续性。

3.6 回灌

喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固结后墙体质量和墙顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填。

4 高压旋喷桩质量控制标准

4.1 测量放线：根据设计的施工图纸测放出的施工轴线允许偏差为2cm。

4.2 钻孔：钻机就位，主钻杆中心轴线对准孔位允许偏差不超过2cm。钻杆垂直度开孔时及钻进过程中均不大于1%。

4.3 下喷射管：喷射管下至设计开喷深度，允许偏差不超过10cm。

4.4 制浆：使用普通搅浆机搅制时间不少于180s，浆液比重控制在1.45～1.50之间，在制浆过程中应随时测量浆液比重。纯水泥浆搅拌存放时间不超过2.5小时，浆液温度应保持在5～40℃。并且每200t取样化验一次，检验水泥的安定性和强度指标。水泥的使用按出厂日期和批号，依次使用。不合格的水泥严禁使用。

4.5 喷射注浆：高压喷射注浆开始后，待水泥浆返出孔口、各情况正常后，方可开始提升。高压喷射过程中，出现压力突降或骤增时，必须查明原因及时处理。高喷灌浆因故中断后恢复施工时，应对中断段进行复喷，搭接长度不得小于0.5m，中断4h以上时，搭接长度不得小于1.0m。当局部需要扩大喷射范围或提高凝结体的密度时，可采取复喷措施。

4.6 回灌：喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固结后墙顶标高。

5 结束语

工程结束后，对旋喷桩体钻孔取样调查，并进行室内抗压强度试验及现场注水试验，经检验，旋喷桩的各项指标参数满足实际工程需求，应用效果良好。

参考文献

[1]李相然，贺可强.高压喷射注浆技术与应用[M].北京：中国建材工业出版社，2009.