高压旋喷桩在河堤加固施工中的应用分析

摘 要 为了保证水利工程的安全，对于地基比较松软的河堤，必须采用加固措施对其进行处理以提升其稳定性。本文结合具体案例介绍了高压旋喷桩在河堤加固施工中的应用，首先对高压旋喷桩加固原理以及其技术特征进行了分析，然后详细阐述了高压旋喷桩施工工艺参数以及工艺流程，最后验证了高压旋喷桩的应用效果，发现高压旋喷桩施工效果显著。

关键词 高压;旋喷桩;河堤;加固

引言

为了确保相关水利水电工程项目的安全，我国分别制定了相关的规章制度，对防洪工程的标准提出了严格的要求。标准规定中要求新修建的防洪工程必须能够抵抗50～100年一遇的大洪水。地基比较松软的河堤，需要采取加固措施对其进行加固，保證河堤的稳定性。大量的实践经验表明，在河堤加固施工中，高压旋喷桩具有非常好的应用效果，且具有整体施工工艺简单方便、具有较好的耐久性、可以结合实际情况对桩身形状和位置进行灵活调整等优势。

1工程概况

某河岸河堤当遇到水位上涨时会出现不同程度的水平移动和沉降现象，经过前期勘察发现最大的水平位移量超过了1m，最大沉降量达到了1.2m。对该问题如果不及时采取措施进行治理就可能会引发更加严重的安全问题。查阅相关地质勘测文件资料发现，该区域地质主要有4种性质的土体构成，分别为杂填土、黏土、淤泥质黏土、黏土混砂。该部分河堤是多年之前被水冲垮后紧急修理的，因此内部包含有很多杂填土。抢修过程中没有对地基进行加固处理，而是直接在原本不是非常稳定的地基上进行修建。上次修建虽然解决了临时性问题，但是松软的地基不稳固，存在较大的安全隐患[1]。

2高压旋喷桩及其施工技术

2.1 高压旋喷桩加固原理分析

高压旋喷桩的加固基本原理就是将水泥砂浆通过高压喷射，使其冲入土体内部，与土体进行充分混合搅拌使土体的硬度和稳定性得到显著提升。对于一些比较软弱的地基，比如淤泥、黏性土等，都可以采用高压旋喷桩加固施工技术，对土体进行加固处理。高压旋喷桩在施工完成后，桩身自身具有很强的抗剪能力和抗压能力，可以很好地抵抗土体的变形和沉降，提升土体的稳定性。在河堤中利用高压旋喷桩进行加固施工，能够有效避免河堤发生垮塌破裂的现象，确保河堤的安全和稳定。

2.2 高压旋喷桩施工技术特征分析

与其他加固施工技术相比较而言，高压旋喷桩施工技术具有其自身的优势，主要表现在施工过程简单方便、具有很好的耐久性、桩身位置可以根据实际情况灵活调整等。

（1）施工工艺简单方便。利用高压旋喷装对河堤进行加固处理时，不需要使用大型的机械装备，只需要使用钻孔设备即可。首先通过专业的钻孔设备在对应位置上转出一定直径的孔洞。施工过程简单方便，无须太多要求。且施工过程不会对其他方面产生不良影响，也不会受到施工所在区域地质条件的限制，即便是施工区域非常狭窄也能完成施工过程。这些特征是其他加固方案无法实现的。

（2）具有较好的耐久性。可以根据实际使用需要选用具有良好抗水性能的凝胶材料进行施工，同时添加一定数量的水玻璃，能够在很大程度上提升抗水性能，避免地下水对桩身造成的不良影响。由于具备良好的耐久性能，所以高压旋喷桩的使用年限相对较长。这也是其他加固措施所不具备的优势。

（3）可以结合实际情况对桩体形状和位置进行灵活调整。利用高压旋喷桩进行加工处理，可以充分考虑河堤的实际情况，合理的设置桩体的位置和桩身的长度。确保在达到加固效果的同时减小施工材料的使用量[2]。

3高压旋喷桩河堤加固施工技术研究

在本工程项目中，桩号K1+870～K2+170范围内的河堤土体不满足实际使用需要，要求对其进行加固处理，以保证河堤的安全。本文通过高压旋喷装技术对该部分河堤土体进行加固处理。需要加固的河堤土体长度为300m。本方案中采用的高压旋喷桩直径为0.6m，两根高压旋喷桩之间的距离为0.4m，咬合0.5m。整体的布置形状为“日”字形，沿着河堤方向布置两排，两排之间的距离设置为3m，桩顶高程为20m。为了达到加固的效果，位于堤顶轴线侧一排的高压旋喷桩施工时需要深入黏土层至少1m。堤顶坡边和中间部位横河堤方向上的高压旋喷桩长度分别为11m和9m。如图1所示为高压旋喷桩河堤加固断面图。

为了保证高压旋喷桩的施工质量，需要达到以下的施工工艺技术要求：①钻孔孔位偏差必须进行严格控制，安排专门人员对桩位进行检测，要求设计位置与实际位置之间的差值不得超过50mm;②确保钻孔的垂直度满足要求，可以在现场通过经纬仪对钻孔的垂直度实施检测，具体要求垂直度偏差值控制在1%范围内;③完成高压旋喷桩施工之后，同样需要用专门的设备对其直接进行检测，要求直径的偏差值控制在50mm以内;④施工中使用的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量、水泥浆液水灰比、水玻璃掺量分别为34%、1.4%;⑤高压旋喷桩施工过程中要求气压值超过0.7MPa，气体流量严格控制在3.2m3/min。水泥浆压力同样需要进行严格控制，其大小不得低于20MPa，全喷过程中的提升速度控制在150～200mm/min范围内。

高压旋喷桩在施工过程中采用的是就近原则，每间隔3m设置一个施工段面。首先对沿着河堤方向的高压旋喷桩进行施工，然后再对横向方向的高压旋喷桩进行施工。在施工过程中按照先后顺序依次进行施工[3]。

4高压旋喷桩加固施工效果评价

4.1 桩身混凝土质量检验

在完成所有的高压旋喷装施工后，为了保证施工质量满足实际使用需要。邀请了专业的质量检测机构对高压旋喷桩进行质量检测。在所有的高压旋喷桩中抽取2%进行质量检验。经过专业质量检测机构检验后发现，施工得到的庄身混凝土整体胶结性非常好，取出的检测试验呈现为短柱状，柱状试样的外表面比较光滑，只有很少一部分区域出现了气孔麻面，经过分析认为，这些气孔麻面不会对高压旋喷桩整体质量产生影响。其他方面没有出现质量问题，经过检验认为高压旋喷桩施工达到了施工要求。在完成混凝土浇筑后的28d，对混凝土进行取样检测强度，在检测范围内发现混凝土的强度值在1.8～2.0MPa范围内，而设计要求的强度值为1.5MPa，可见实际施工得到的混凝土强度已经超过了设计要求。

4.2 河堤加固后地基沉降情况观测

通过高压旋喷桩对河堤进行加固处理后，在施工范围内随机选择了10个观测点，对这些点的水平位移和河堤沉降量进行了3次观测。经过多次观测后发现，这些观测点经过一段时间的移动和沉降后基本处于稳定的状态。所有观测点的累计水平位移都没有超过20mm，而沉降量分布在20～40mm范围内。基于观测结果可以看出，利用高压旋喷桩对河堤进行加固处理后，河堤的整体情况比较稳定，没有出现较大范围的水平移动和沉降，达到了期望的效果。

5结束语

通过对施工结果的检验发现，得到的高压旋喷桩施工质量良好，能够满足实际使用需要。对于软弱地基土通过高压旋喷桩进行加固处理后，水平移动以及竖直沉降问题都得到了显著改善。在后期的观察中，河堤整体稳定安全，可见通过高压旋喷桩对河堤进行加固施工是成功的。通过本文研究，可以积累高压旋喷桩加固施工技术，为其他类似工程项目提供借鉴。

参考文献

[1] 原丽娜，韩雪冬.喀喇沁旗锦山城区东段防洪工程河堤初步设计研究[J].科技创新与应用，2013（26）：181.

[2] 王维海.河堤除险加固工程处理措施分析[J].农业科技与信息，2019（21）：95-96，101.

[3] 杨娟.井点降水、高压旋喷桩在深水承台扩大基础施工中的应用[J].科技信息，2012（3）：450.

作者简介

朱元堂（1966-），男，湖南桃源人;职称：工程师，研究方向：水利水电施工方面。