讨论高压旋喷桩在松软土、液化土路基地基加固中应用

章金勇

（中铁十二局集团第一工程有限公司，江苏 徐州 221000）

1 工程概况

1.1 工程简介

高压旋喷桩地基加固区段为DK156+068～DK158+029 段，为松软土、液化土路基，根据现场条件进行针对性试桩，桩间距为1.5m，加固深度为9.9-13.4，高压旋喷桩桩径0.5m，加固桩平面布置形式为正三角形 。设计要求28 天桩身水泥土无侧限抗压强度不得低于2.5MPa，桩体抗压模量不小于80～90MPa。

1.2 地层岩性及工程地质条件

1）2-2 淤泥质粉质黏土（Q4m1）：灰黑色，软塑，局部夹少量粉、细砂。基本承载力，σ0=60kPa，Ⅱ级；2）4-1 粉土Q4a1）：黄褐色、褐灰色，松散，间夹淤泥，Ⅰ级。为液化土。3）4-2 粉土Q4a1）：黄褐色、褐灰色，稍密，饱和，基本承载力，σ0=110kPa（液化前），Ⅰ级，为液化土。4）3-3 粉质黏土（Q4a1）：可塑。基本承载力，σ0=140kPa，Ⅱ级；5）1-4 粉质黏土（Q3a1）：黄褐色，稍湿硬塑。基本承载力，σ0=200kPa，Ⅲ级。

1.3 地质构造、特殊地质及不良地质

1）本段为松软土地基、液化土路基。

2）地震动峰值加速度为0.15g。

1.4 水文地质

地下水为孔隙潜水，较发育，地下水埋深1.0-2.0m。下伏基岩为岩溶水。

2 施工方案

高压旋喷桩具体施工顺序如下：施工准备→测量放线→钻机就位调平→钻进成孔，同时浆液配制→至设计标高停钻→泵送空气压力和浆液、提钻→至设计标高停泵→提钻至孔口→成桩。

2.1 测量放线

测量放线，定出控制轴线、场地边线并测量地面平整后标高。根据设计图纸要求的布桩原则进行布桩，每个桩位对应桩位平面布置图做好标志，并采用小彩旗进行标识，经复核无误后方可施工。

2.2 桩机就位

就位钻机后，要对中与调平桩机，使其垂直度得以调整，确保一致的钻杆和桩位位置，50mm 为偏差范围，不能超过1%的钻孔垂直度误差；压浆泵调试要在钻孔前，才能正常运转设备；钻杆长度校验同时用红油漆标注深度线于钻塔旁，使孔底标达到设计深度。

2.3 钻孔

施工前对地质进行核查，根据核查结果拟采用单管法进行施工。

前期钻机施工，要试喷于地面，当正常运转钻孔机械后，便可引孔钻进。钻杆节数要认真记录再钻孔期间，确保钻孔深度准确性。

2.4 搅拌制浆

水泥选用合格的普通硅酸盐水泥，标号为PO42.5 级，水泥浆配合比经有相关资质单位进行设计，高压旋喷桩配合比试验合格后方可使用。

2.5 旋喷提升

当喷射注浆管插入设计深度后，由下而上喷射注浆，旋喷时喷嘴一面喷射一面旋转提升。

2.6 机具清洗

当桩的设计标高喷射后，喷射管要提升，对输浆管路与灌浆泵定时清洗，为了防止由于不彻底和不及时清洗造成结块于管道中与机具，堵塞喷嘴与输浆管路而对下一个孔的施工造成影响[1]。

2.7 试喷工艺参数

1）提升速度：20～25cm/min；

2）水灰比=1：1：0.2；

3）试喷压力：20～25MPa。

3 施工注意事项

1）施工场地与桩架标高要定时测量，这样桩底、桩顶、桩深的标高修正才及时。2）管路系统与高压设备要在施喷前检查好，其流量与压力要使设计要求满足。20～25MPa 为注浆压力。不能存在杂物于注浆管和喷嘴，良好的注浆管接头处的密封。3）高压喷射期间，喷嘴避免被堵，注浆管要快拆卸与安装时，若注浆孔被堵，迅速进行清洗，并进行落管复喷作业。4）喷射期间，量测记录工作如：流量、压力、提升速度等都要做好。5）水泥、粉煤灰均有出厂质保书，试验通过后才可使用。6）深层旋喷时，应喷浆后旋转提升，以防止注浆管扭断。7）桩顶、桩底1m 范围内放慢旋喷速度，且进行复喷。8）结束施工后，注浆管马上拔出并清洗干净注浆管与泵，水泥浆不得残留管内。

4 技术要求

4.1 注浆工艺

高压旋喷桩注浆固结体影响质量有不少因素，当中主要为注浆工艺。自下而上的为高压旋喷桩注浆，如果停机故障出现于连续当中，喷射作业修理好时，不低于0.5m的向下搭接长度，确保固结体的整体性。

4.2 水泥用量的控制

提升喷浆期间，水泥用量控制很重要。喷嘴直径、水灰比、喷浆压力等直接影响着水泥用量，控制方法如下：

1）水泥用量确定后，如剩余水泥量，措施如下：喷浆压力可增加；喷嘴直径加大；提升速度要减慢。

2）水泥用量确定后，水泥量不够，措施如下：桩径得以保证下，压力要适当减小；减小喷嘴直径；提升速度要加快；水灰比值要提高。

4.3 固结体控形

控制固结体形状可经过对注浆量、旋喷压力调节。因为圆柱状为该工程的设计，施工期间边注浆运用边旋转边提升，对深层部位的考虑，压力加大于喷射底部时，提升速度与旋转速度要降低，旋喷做重复，使得达到匀称的固结体，桩径偏差保证不大[2]。

4.4 处理桩头部位

当提高到桩顶的旋喷管时，开始于桩顶一下1m，提高速度变慢，缓慢提高至桩顶面要于旋喷数秒后，输送水泥浆要达到桩顶标高时，从地面提出喷浆管。

4.5 质量通病与处理

4.5.1 冒浆少或不冒浆

主要原因是较大加固土体粒径，较多空隙，采取措施：1）加大浆液浓度；2）灌注黏土浆或者中砂、细砂，填满空隙后可继续喷射；3）骨料掺加于浆液中；4）继续喷射于封闭加泥球后；

4.5.2 过大冒浆量

主要有效喷射范围同喷浆量不适应相关，采取措施：1）喷射压力提高；2）适当缩小直径关于喷射嘴；3）适当加快提升速度。

4.5.3 偏桩

主要存在垂直度超标、桩平移偏差。因场地原因、不仔细桩机对位、钻杆由于钻孔跑偏、地层等原因造成。

可采取措施：地下障碍要施工前清除，钻机不偏斜要对场地平整压实；认真仔细放桩位，误差控制要严格。要反复检查开钻前与钻进期间的桩机的水平度和垂直度。

4.5.4 断桩、缩径

由于喷浆管提升过快或者喷射压力不足造成桩体缩径，由于喷射过程中断，未进行搭接喷射时造成断桩。控制措施：1）严格控制提升速度同时控制试喷压力；2）每次喷浆中断时，在喷浆管上做好标记且做好施工记录。3）若提升过程中断桩，重新进行喷浆，断桩时间较长在桩位处重新施工。

4.5.5 桩身强度不足

受水泥浆液的配合比影响，如果水灰比值偏大，水泥浆液的强度降低，导致桩身强度较低。可控制措施：严格管理队伍，按照设计配合比拌制浆液。

4.5.6 桩头质量问题

由于桩头埋深太浅，喷射时导致土体冒起造成桩头质量问题。措施：适当降低压力，放慢提升速度，反复喷射。

6 结语

对试桩进行28 天桩身水泥土无侧限抗压强度检测强度为3.5～5.2MPa，单桩承载力为220～250kN，能够满足设计要求。为保证施工质量，施工过程中加强对提升速度、喷浆压力、水泥浆比重等控制，加强桩身完整性检测。对常见质量问题进行总结分析，提高施工质量和工作效率。