高压旋喷桩在防洪堤基础工程中的应用研究

周秀坚，何孝龙，许有富

(温州宏源建设集团有限公司，浙江 温州 325000 )

所谓的防洪堤，即是为有效阻止河流决堤所建设的堤坝，常建于地理环境较为复杂、降水量较大的区域之中。其不仅仅是维护社会秩序、促进经济发展的重要建设，同时也是我国人民群众生命安全与财产安全的重要保障。但基于现阶段真实的堤防大坝建设工程而言，仍旧存在耗时长、资金投入大、使用材料复杂等特点，致使堤防大坝建设工程的质量始终无法得到有效控制。因而需要加强对如高压旋喷桩等技术的研究与分析，以优化相关建设工程组织结构，提升技术水平。

1 工程概述

本工程位于绍兴市曹娥江区域，主要范围涵盖新昌县、上虞区、柯桥区以及滨海新城四个区域，工程涉及范围主要为曹娥江干流以及支流小舜江。治理河道总长度为147.6 km，曹娥江干流段以镜岭大桥为起始、以曹娥江大闸为终，治理长度约为140 km；支流小舜江段以渔家渡桥为起始、以小舜江与曹娥江交汇处为终，治理长度约7.6 km。本工程主要对上文提及范围内总长度为14 409.2 m的6处防洪堤进行加固处理，具体施工环节可细分为堤顶道路提升改造、堤身高压旋喷桩防渗等。总体工程级别为Ⅱ等，堤防等级为4级，工程以20年一遇的堤防防护标准进行加固，校核洪水位所对应的暴潮水位2.23 m(p=2%)。

2 高压旋喷桩施工过程以及质量控制

2.1 施工基本原理以及工艺

本工程所采用的主要施工技术为高压旋喷桩三管法旋喷技术，辅以二喷二搅法，共同作用于堤防加固作业。高压旋喷桩三管法旋喷技术广泛性地结合了液体、气体喷射法以及浆液灌注喷射技术。换言之，就是利用三层喷射管道口，让高压水以及高压气体同时横向喷射对堤防地基地下土层进行切割，再借助空气的上升力排除其余碎土。而后通过最后一个喷嘴将事先配置好的浆液以低压力的方式注入至已完成搅拌抑或是切割作业的地基中。促使浆液与既有土层进行混合，最终实现融合固化，以为后续的工程奠定基础。随着技术的不断升级，现阶段高压旋喷桩技术的固化直径范围已经可以达到800～2500 mm的程度，能够满足绝大部分建筑工程的建设需求[1-3]。

2.2 高压旋喷桩

2.2.1 施工准备阶段

(1)引导相关施工人员、技术人员以及方案设计人员等深入至施工场地对场地条件以及周围环境等进行实地勘察，待完成对实际资料的收集后，进一步优化、完善施工方案。

(2)依照施工标准进行场地清理，针对施工场地杂草、垃圾等障碍物进行清理，而后夯实、整平地面，确保整体施工区域高差不超过0.25 m。而后由施工人员现场确认高压旋喷桩的具体桩位，同时进行标记，确保桩之间的偏差在。依照施工场地实际条件进一步完成对施工设备、电力设备线路、材料输送管路等的规划，确保施工现场满足“三通一平”要求[4]。

(3)确认工程所用机械设备质量、调试相关参数、反复确定桩基作业能力与输料管道的畅通性。完成对电脑记录仪、计量仪等数字化设备质量的确认，利用数字化技术精准控制水泥用量以及喷浆均匀程度。检查施工材料质量，完成抽样送检工作，同时依照实际施工需求设置水泥、砂石等材料存放场地，完成上述步骤后组织材料进场[5]。

(4)修建排污以及灰浆拌制系统。以高压旋喷桩技术为依托的建设工程可能会产生10%左右的回浆量，故而需要将相关废浆液引入至固定区域中，以保障施工秩序以及施工场地的生态环境。

(5)正式施工开始之前完成测量放线，须现场测量人员依照设计方案以及测量控制点，规划确定堤轴线，并且以堤轴线为基础规划高压旋喷防渗墙的中心线。高压旋喷桩有效墙体的厚度应维持在0.6 m以上，呈一字型单排布置。放样开始后，确定施喷桩的起始点、中心点，以0.8 m的间距依次完成每根桩的定位，最大误差不宜超过5 cm。

(6)依照施工标准确定沟槽规格，利用挖机开挖沟槽，同时清除地下障碍物。注意文明施工，及时、妥善处理沟槽余土以及工程废物，以保障其周边环境不受破坏，维护高压旋喷桩施工的稳定性。

2.2.2 桩机就位

以实际工程需求以及施工方案标准为依托，由桩机机长对桩机位置进行指挥。在移动桩机之前须相关技术人员对现场情况进行勘察与清整，以保障桩机移动过程的安全性与平稳性。待到桩机定位后，引导测量员对桩机中位线进行反复核查，保障高压旋喷桩位与桩机之间的误差在5 cm之内[6]。

上述内容确定无误后，依照高压旋喷桩机自身的水平装置对桩机垂直度、水平度进行细微调整，需要保障钻杆、导向架与地面保持垂直，倾斜程度在1%之内，钻杆与桩位之间的误差在0.1 cm之内。本工程施工过程中不同区域之中的高压旋喷桩桩长以及钻孔深度并不完全相同，故而需要在施工之前在钻杆上设置深度标记，保障设计桩长始终大于高压旋喷桩桩长。并且在实际施工开始之后，也要定时对桩长进行检查，在其长度有所变化的情况下及时调整、更换标记。

2.2.3 引孔钻进

无论是在实际工程开始之前抑或是阶段性高压旋喷作业过程中，都需要相关技术人员对施工地面开展试喷作业，在工程相关机械设备运转正常之后引孔钻进。同时在实际施工过程中，还应该及时对钻杆节数进行记录与调整，以保障钻孔深度能够满足于建设需求。

2.2.4 水泥浆拌制

本项目主要通过电子秤以及实时测量的方式完成对水泥以及水的重量控制。在施工开始之前打设水泥浆液拌制平台，同时在平台周边放置一台水泥罐，以机械拌浆的方式完成作业[7]。拌浆开始之前，与相关技术人员进行研讨与交底工作，以严格控制水泥与水的使用量，可以通过在浆中进行标记的方式对材料使用量加以约束。本工程所采用的水泥配料为P·O42.5级别的普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.8～1.2之间，水泥掺入量控制在25%左右。

2.2.5 旋喷提升

为保障喷嘴畅通，可在低压输送水、气、泥浆的同时完成下管，抑或是采取临时包扎胶布、塑料布等防护措施。待喷射注浆管深入至标准设计深度后，及时完成浆液输送管接通工作，采用由下至上的旋喷技术稳定输送水、气、泥浆，静喷1～3 min，同时有效清理泥浆。注浆作业至浆液冒出后，依照事前确定的提升、旋转以及摆动速度，由下至上地进行作业，转动的同时保持摆动、提升，直至达到设计高速。而后停止水、气、浆的输送工作，缓慢提出喷射管。将搅拌钻头提升到桩顶上方50 cm左右的高度后关闭灰浆泵，而后依照设计速度与深度完成下沉，达到设计标准后完成喷浆、重复提升，直至提升到地面[8]。

完成喷射作业后，须相关工作人员及时冲洗各路钻孔及其周边区域，避免渣滓、工业废料等的残留，以免导致钻孔堵塞。

2.2.6 钻机移位

完成上一处的旋喷作业后，提升钻头出钻孔，将桩机精准移动至下一桩位，重复上文所述施工步骤。

2.3 质量控制举措

首先，在施工正式开始之前应完成对机械设备、喷射工艺以及施工场地等的检查，检查内容主要可以集中在如下方面：(1)确保水泥、悬浮剂、速凝剂等原材料的质量、数量等符合施工标准。(2)反复核实浆液配比符合施工标准以及施工区域土质。(3)加强对机械设备的检查，重点对高压旋喷设备的运行稳定性进行核实，确保钻头以及导流器的通畅性。在实际施工开始之后也需要定期、定量开展相关检查工作，以保障工程建设的稳定性；

其次，应对成桩进行质量检查工作。应在基本作业完成后立即对成桩进行质量检验，而后在喷浆结束一周左右的时间段对喷射施工质量进行二次检验。可通过取芯试验完成检测，通过对在固定结构取得的岩芯进行物理力学检测，以获取精准的成桩质量[8]。

3 施工难点以及对应解决措施

3.1 钻孔沉管难点及解决方案

地下障碍物清理效果不佳、钻杆倾斜、地层中孔隙较大等问题都可能引发钻孔沉管、钻孔倾斜抑或是冒浆等情况，对整体工程的稳定性以及质量等都会造成一定影响，故而需要相关工作人员加以注意，可以依照如下方法进行合理解决。

首先，可在放置桩位上开展钻探作业，以对地底障碍物、埋设物等进行探测。发现障碍物后可根据其清除难度采取就地清理以及更换钻桩位置等举措。

其次，应反复核查钻杆的垂直度，可设置专项奖惩机制，以保障施工人员能够在注浆作业开始之前自觉检查。

最后，应加强对水泥浆液配置比例的认知，进而能够以绝对科学的比例进行配置。同时为有效规避冒浆，可以采取在浆液中适当添加速凝剂的方式，但需要严格控制添加比例[9]。

3.2 凝结体凹穴及解决方案

由于浆液自身便具有一定的析水特制，加之在水泥浆与施工区域土层进行搅拌后，不同土壤与浆液的融合效果会进一步加剧其收缩效果，因而凝结体顶部极易出现下陷、凹穴等问题。该问题的出现，与土质浆液的析水性抑或凝结体自身的长度、直径、质量等都有一定相关性。为有效避免这一问题的发生，可以在喷射作业彻底结束后，引导施工人员随机在喷射孔内进行静压充填注浆，待到孔口液面不再下沉后停止作业。或者在喷射作业中，依照实际情况适当将喷射长度延长0.3～1.0 cm，由此便能够保持凝结体的平整度。

4 结 语

高压旋喷桩技术的实际应用对于防洪堤等基础建设而言具有十分重要的现实意义，使用该技术所能呈现的建设效果也是建筑施工行业所追求的发展方向与目标。尽管现阶段实际施工过程中仍旧存在一定的质量、安全等方面的隐患，但是随着我国相关单位重视程度的增加，以及技术的不断创新、优化，其应用效果势必会有所提高。防洪堤是我国社会的基础保障，所与针对防洪堤建设、加固、修复等技术应当持续推进，故此谨以本文作抛砖引玉，以期能为相关技术的持续进步提供理论参考。