路桥软基处理中高压旋喷桩的应用

赖钦狮，赖晏生

(1.中交第三航务工程局有限公司厦门分公司；2.中交三航(厦门)工程有限公司，福建 厦门 361000)

路桥软基处理中高压旋喷桩的应用

赖钦狮1，赖晏生2

(1.中交第三航务工程局有限公司厦门分公司；2.中交三航(厦门)工程有限公司，福建 厦门 361000)

基于目前路桥软基处理过程中出现的问题，文章分析了高压旋喷桩在路桥软基处理中应用的重要性以及应用现状，并提出了优化高压旋喷桩施工技术的方法，其目的是为相关人员提供借鉴。

路桥工程；软基处理；高压旋喷桩

1 工程概况

国道319线漳州段改线一期工程(厦漳同城大道)K23+889-K23+916.5段路基填土高度在8.80～9.39 m。由于地下水埋深在1.5 m以内，工程建设受软土地基的影响严重，原设计采用CFG桩处理软基，因高压线净空高度较低(最低处约21 m),CFG桩处理设备的桩架高度较高(24 m),不满足施工安全距离的要求。为确保施工安全，根据实际情况采用高压旋喷桩来进行软土地基处理。

2 路桥软基处理中高压旋喷桩施工技术应用现状

2.1 高压旋喷桩冒浆

造成路桥软基处理施工中高压旋喷桩冒浆问题发生的原因是有效喷射范围与注浆量不匹配，这就增加了旋喷桩的冒浆量。

2.2 固结体顶部收缩

在实际路桥软基处理工程施工建设过程中，很多施工单位采用高压旋喷机来对纯水泥浆进行喷射。然而，当土粒与浆液搅拌在一起后，由于浆液析水的影响使得凝固的过程中发生了不同程度的收缩问题。这种情况，就容易导致高压旋喷桩的固结体顶部出现凹穴。而发生凹穴的深度，是随着工程建设的地层结构、固结体全长以及固结体的直径来决定的。

2.3 设备运行压力上升

高压旋喷桩设备运行的压力骤然上升，是因为注浆泵水泥浆储备箱与高压泵的吸水管没有设置相应的过滤网造成的。由于高压旋喷桩设备在实际运行过程中，会在风道、水道以及浆道内产生运行垃圾。此外，高压泵、注浆泵以及空压机没有按照正确的顺序进行开动，这就使得在风道和高压水在相对压力的作用下，泵送的水泥浆的过程容易受到堵塞。对于高压旋喷桩的注浆泵没有进行定期的保养工作，使得其在实际运行过程中容易发生设备故障。

3 优化路桥软基处理高压旋喷桩施工技术方法

3.1 成桩施工技术

首先，旋喷机或钻机在就位时要保证其机座平稳，而且无论是转盘与孔位还是立轴要进行对正。同时，旋喷机与钻机设备的实际倾角与设计间的误差要控制在0.5°以内。其次，在利用高压旋喷桩进行喷射注浆前，施工操作人员要检查其运行的管路系统和相关高压设备。具体来说，就是指设备的排量和压力要与工艺性试桩成功后提取的参数保持一致。此外，对于管路系统中的密封圈必须要处于正常使用状态，即喷嘴与通道内不能存在杂物垃圾。再次，对于喷射注浆过程中，开动注浆泵要在估算水泥浆峰值后才开始提升注浆管。在钻进的过程中，要采用清水旋喷成孔的方式进行成桩。当高压旋喷桩的钻头钻进距离桩底标高1 m的位置后，需要对其进行喷浆处理。此状态持续1 min后，再按照自下而上方式进行提速。最后，在成型高压旋喷桩的过程中，要以避免固结体脱节为原则，是喷浆的孔段与前段保持0.1 m的搭接。

3.2 注浆技术

路桥工程处理软基问题的高压旋喷桩的注浆施工技术，主要是利用钻机对带有喷嘴的注浆管钻到设定好的土层深度，然后通过相应的高压设备将浆液和水的压力在20 MPa以上的高压流从喷嘴中向外喷射，进而使土体遭到破坏。当能量过大，速度也过快，并且呈现出脉动状态时，其喷射流的动压比土体结构的强度大，土粒就会从土体上切割下来。其中有一小部分土粒是随着浆液而出现的，另外的部分是在喷射流以及冲击力、离心力等的作用下，和浆液进行搅拌，同时按照相应的浆土比例以及质量的大小，按照一定的规律进行重新排列的，当浆液产生凝固后，就会有相应的固结体在土中形成。其中，固结体和喷射流喷射的方向有着直接的关系，一般情况下，可以分为旋转喷射和定向喷射两种形式。在这种情况下，可以利用高压旋喷注浆法进行淤泥、粘性土、粉性土以及黄土等的处理。这一方式既能在既有建筑地基处理施工中应用，使其地基得到加固，也可以在新建筑地基中应用，对其地基进行科学处理。

3.3 施工工艺控制

在实际的施工过程中，高压旋喷的施工工艺要按照如下方法进行作业。首先，施工前，施工技术人员要根据现场的环境和地下埋设物的位置情况，来复核高压喷射注浆的设计孔位。即根据地质情况选取具有代表性点来进行不少于5根工艺性试桩，其目的是，检验机具性能及施工工艺中各项技术参数，即水泥浆稠度、工作压力、提升速度以及钻进等是否与实际情况相符。如表1所示，为质量检验内容及标准。

表1 质量检验内容及标准

其次，明确施工工艺流程：场地平整、测量、钻机就位、钻孔至设计标高、由下而上旋喷成桩、成桩、移动钻机以及进行下一桩体施工。由于喷射浆液的离析作用，一般会产生不同程度的收缩，这就导致固结顶端出现一定的凹穴，因此需要将水灰比为0.5的水泥浆进行及时的补灌，并且防止其他钻孔排出的泥土泥杂物进入。对钻机进行移动就位，将其设置在设计的孔位上，在对这一工序进行施工的过程中，进行旋喷机倾斜度的控制，使其倾斜度控制在1.5%以内。进行制桩施工时，首先进行间隔打桩，然后实施隔排施工，相邻两桩施工时间间隔不小于48 h,间距不小于4～6 m。再次，当施工结束后，应当进行注浆管等机具的冲洗，但是要注意的是，保证管内和机内不能残存在水泥浆。为了使桩位的准确度得到保障，施工技术人员要对桩位进行测量放样和交底，各班的机长应当进行相应的书面交接和现场交接。最后，进行喷射施工时，为了满足设计桩径及强度要求，必须严格保证注浆压力及注浆量，对于深层硬土，为了避免固结体尺寸减小，可以采取提高注浆压力、泵压以及降低回转，提升设备运转速度。值得注意的是，为保证桩底端的作业质量，设备应在底部旋转30 s左右，再边喷浆边提升注浆管。此过程，施工技术人员要随时注意泵压的调整和异常情况。对于喷浆过程中的冒浆情况，一旦发现异常，应立即采取有效措施对其进行处理，以提高成桩的质量。

[1] 王文明.高压旋喷桩在路桥软基处理中的应用[J].中国高新技术企业,2012,(17):76-78.

[2] 任艳玲.高压旋喷桩在道路软基处理中的应用[J].山东交通科技,2014,(6):97-98.

[3] 刘黎,崔晓峰.高压旋喷桩处理技术在软土地基中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2011,(11):131-134.

2016-12-28

赖钦狮(1988-)，男，福建泉州人，助理工程师，研究方向：路桥施工管理技术。

U416.1

C

1008-3383(2017)02-0052-02