高压旋喷桩技术在箱涵地基基础中的应用

查道平

摘要：文章结合工程实例，分析高压旋喷桩技术在海塘达标改造工程中的设计、 施工和质量控制方法，为高压旋喷桩技术在同类工程中的应用提供帮助。

关键词：高压旋喷桩;设计施工;应用

1 工程概况

崇明生态岛环岛防汛提标及景观道一期工程（老滧港-八一路），位于上海崇明区城桥镇，项目东起老滧港，西至八一路。工程主要建设内容为海塘达标改造施工;拆除新建涵闸两座，分别为东门村涵和工业小圩涵;修复加固丁坝及顺坝;新建连通箱涵以及景观提升工程等。

其中两座涵闸及连通箱涵基础采用高压旋喷桩处理，两座涵闸基础旋喷桩桩长均为8m，直径800mm;连通箱涵基础旋喷桩桩长为8m，直径为600mm。

2 工程地质及地下水类型

2.1 地质条件

在勘探深度范围内可分为4个工程地质层，自上而下土层的分布及工程地质特性描述如下：

①填土，夹碎石、砖块、砂砾、植物根茎;松散、均匀性差。厚度0.8-5.4m。②灰色淤泥质粉质粘土，局部夹少量粘土、砂质粉土，切面光泽，干强度高等，韧性高等，无摇振反应。厚度4.2-6.2m，层顶埋深3.2-7.0m。③灰色淤泥质粘土，含云母、有机质，夹薄层粉砂，局部夹贝壳碎屑，切面光泽，干强度高等，韧性高等，无摇振反应。厚度9.4-9.9m，层顶埋深9.0-13.1m。④灰色黏土，含云母、有机质，夹泥、钙质结核、半腐芦苇根茎，软塑、中～高压缩性。厚度4.6-8.5m，层顶埋深16.9-24.0m。

2.2地下水类型

本场区对工程建设有影响的地下水主要为孔隙潜水。潜水主要赋存于浅部人工填土及②层粉性土中，富水性及透水性一般，其主要补给来源为大气降水和地表水入渗，以地面蒸发、民井抽取及地下水侧向径流为主要排泄方式。

3 旋喷桩设计与要求

3.1方案选择

根据上述工程地质和水文地质条件及现场情况， 结合已往的工程经验分析认为， 施工场地砂层厚、含水丰富，箱函基坑底位于粉细砂层以下，为避免出现流砂现象影响基坑开挖、周边河道堤岸、 房屋及市政交通的安全，需要做好止水措施。

深层水泥搅拌桩适用处理正常固结的淤泥与淤泥质土、 粉土、 素填土及无流动地下水的饱和松散砂土等软弱地基。

3.2工艺性试桩试验

旋喷桩正式施工前进行试桩3根。施工前的工艺试验主要是验证以下几个方面：

①试喷结果是否达到设计所提要求;②旋喷桩施工工艺参数;③根据地质情况和设计桩径选择的施工机具、设备、施工工艺是否满足设计要求。

出浆量计算以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间为参数，计算公式为：

Q=（H/v）×q（1+β）

其中Q为出浆量（m3），H为喷射长度（m），q为单位时间喷浆量（m3/min），β为损失系数，通常区0.1-0.2，v为提升速度（m/min）。

4施工工艺

4.1工艺流程

本标段拟釆用三管旋喷法，工艺流程为施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计深度→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩（流程图如下）

4.2施工程序

（1）施工準备：整平场地，清除场地地上、 地下一切障碍物，按设计要求，进行测量放线，准备机械设备等。（2）钻机定位：检验、调整钻机，使钻机钻头符合设计桩位，并做好相关技术参数、浆量记录准备。（3）钻孔插管：钻孔、插管同时进行，准确将钻具、插管按设计孔位钻入，待钻具平稳进入地层0.5m方可正常钻进至设计深度。钻孔过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边钻孔插管。（4）浆液配置，桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。高压旋喷桩的浆液，釆用普通硅酸盐水泥42.5，水泥含量约35%，每立方米被搅拌土体中水泥掺量约为630kg，水泥浆比重1.49。

搅拌灰浆时，首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。

（5）喷射注浆，在插入旋喷管前先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，密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压射水试验，合格后方可喷射浆液。

旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等记录。

（6）冲洗：喷射施工完毕后，将输浆管等设备冲洗干净，管内、设备内不得残存水泥浆。

（7）移位：采用间隔跳桩成孔，将钻机等机具移至下一桩孔进行施工。

5 注意事项

（1）正式开工前应认真作好工艺性试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。（2）施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。（3）制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥，浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直1/2为宜。（4）喷射时，先达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管，中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障;如因机械故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。（5）旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒将时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。（6）钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10-20cm的搭接长度，避免出现断桩。

6结束语

本工程采用三管高压旋喷桩技术效果显著，在基坑开挖时，箱涵区域内基坑无明显渗流，无涌砂现象;周边道路、建筑物未出现沉降、开裂现象，两座涵闸及连通箱涵基础工程在雨季到来之前保质保量地顺利完成。

参考文献：

[1]高压旋喷桩在地基加固中的应用[J]. 程雪峰.？住宅与房地产.2018（19）.

[2]高压旋喷桩施工技术在市政工程中的应用[J].张云夫.建材与装饰.2017（27）.

（作者单位：上海建工（浙江）水利水电建设有限公司上海分公司）