高压旋喷桩在建筑地基加固中的应用

邰杰 孔凡垒

摘 要： 于高压旋喷桩成桩质量而言，施工技术水平的高低影响很大，为此应根据施工现场具体工程地质情况初步确定各项施工工艺参数，通过试验桩施工成果来指导高压旋喷桩施工。本文在充分了解高压旋喷桩概况的基础上，分析了建筑地基加固施工中高压旋喷桩的施工准备和施工流程，有效地确保高压旋喷桩的成桩质量和加固效果，可以为类似工程提供借鉴。

关键词： 高压旋喷桩；建筑工程；地基加固

一、高压旋喷桩的概况

高压旋喷桩是高压喷射注浆法地基处理中的一种，高压旋喷桩是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。施工占地少、振动小、噪音较低，但容易污染环境，成本较高，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含大量植物根茎或有过多的有机质时，对淤泥和泥炭土以及已有建筑物的湿陷性黄土地基的加固，应根据现场试验结果确定其适用程度。应通过高压喷射注浆试验确定其适用性和技术参数。

二、建筑地基加固中高压旋喷桩的施工准备

1、材料准备

所用的灌浆材料主要是水泥和水，必要时加入少量外加剂。水泥品种和标号，应根据环境和工程需要确定，一般情况下，宜采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥，可根据需要加入适量的外加剂及掺合料。使用其他水泥注浆时应得到设计许可。水泥必须符合质量标准，应严格防潮和缩短存放时间，施工过程中应抽样检查，不得使用过期的和受潮结块的水泥。根据需要可在水泥浆液加入粉细砂、粉煤灰、早强剂、速凝剂、水玻璃等外加剂。

2、施工设备准备

施工用主要设备机具包括：地质成孔设备，搅拌制浆设备，供气、供水、供浆设备，喷射注浆设备，搅灌机、搅拌机、灰浆搅拌机、泥浆搅拌机、高压喷射注浆机、旋摆定喷提升装置、喷射管喷头喷咀装置等。要求根据工程需要和场地地质条件选用施工机具设备。

3、施工现场准备

施工前，需先平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。施工单位应制定环境保护措施，施工现场应设置废水、废浆处理和回收系统。 施工前应测量场地范围内地上和地下管线及构筑物的位置。 基线、水准基点，轴线桩位和设计孔位置等，应复核测量并妥善保护。施工前应设置安全标志和安全保护措施。

三、建筑地基加固中高压旋喷桩的施工要点

1、定位

钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，最后再精确调平。要求桩位垂直度误差不超过1.5%，对中误差小于2cm。在施工过程中应随时复核桩位。

2、钻进施工

采用 SH30-A型钻机或 YXZ-80全液压锚同钻机成孔，孔径100mm。成孔过程中应控制好钻杆垂直度，要求应严格控制在L/100内，以免影响单桩承载力；成型的孔口用PVC管护壁。在钻进的过程中，在桩身不同深处会采用不同的泵压、上升和下钻速度，因此应严格按深度记录仪上显示的深度采用不同的参数进行控制。

3、喷射成桩

采用三管式压力注浆机压浆，正式成桩前应先进行试喷。成桩时先将注浆管头下旋至成孔深度，并保证注浆管接头密封良好且喷嘴不被堵塞。选用优质425#普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，根据每根桩的灰浆用量，提前制作，并经充分搅拌，搅拌时间少于15min的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。

在喷射过程中，要求喷射压力不低于25MPa；钻杆转速控制在 l8- 22转/min，喷射时注浆管由孔底向上慢提，提速180mm/min，提升至桩顶1m处再降速旋喷至桩顶。当喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20-40Mpa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

在喷浆的过程中，每根桩喷浆过程均须连续进行，不得人为中断，如因停电等特殊原因造成输浆中断，必须将喷浆口下沉至停浆点0.5m以下，待回复输浆时，再喷浆提升。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。旋喷桩的桩长和桩径必须符合设计要求，要求桩径的偏差为200mm，桩径≤50mm。注浆过程中若出现压力骤降、骤升、冒浆异常等情况时，应立即停止注浆，查明原因并采取措施及时处理后方可恢复注浆。旋喷作业完成后，会有水泥浆冒出地面，应将该浆液回灌到桩孔中，直到液面不再下沉为止。移动桩机进行下一根桩的施工。

4、孔口补浆

在喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作业，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴。因此，注浆体初凝下沉后，应立即用同水灰比为1.0的水泥浆回灌。回灌高度需高出设计桩顶标高。

5、开挖检查

为掌握施工参数在各个区域内适用情况，在地质探孔代表区区域内均开挖4.5米至桩头处进行实测实量，以便对施工进行动态管理。这是保证施工质量的一道重要工序，它可以很直观地反映桩体施工情况，以便随时调整参数。虽说它并不属施工工艺内容，但应把它做为一道必不可少的工序，一项质量保证措施予以充分重视。

6、成桩质量验收

（1）高压旋转桩的质量验收，主要为：第一，水泥的外掺剂质量，必须符合设计及规范要求。水泥的品质、标号、用量、水泥的水灰比，必须符合设计要求。

第二，旋喷桩的桩体强度和完整性，必须符合设计要求；旋喷桩的长度、直径、平面位置、垂直度和桩顶标高，必须符合设计要求和施工规范规定；如桩位允许偏差≤5mm；垂直度允许偏差≤1.5%桩长；成桩深度允许偏差200mm；注浆压力符合成桩试验确定的参数指标（宜大于25Mpa）；桩径允许偏差≤50mm；桩身中心允许偏差≤0.2D（D为桩径）。

第三，旋喷桩28天龄期无侧限抗压强度须满足设计要求，抽检数为2%，且并不小于2根，要求其无侧限抗压强度不得小于设计要求；高压旋喷桩作为地基处理措施时，应按照《建筑地基处理技术规范》进行符合地基质量验收及单桩荷载试验，且按规范要求进行抽芯检测，要求其质量合格率达到100%。

（2）单桩承载力及复合地基承载力

各抽取建筑物单体旋喷桩总数0.5%～l%的有代表性的桩做该两项检测，且均不少于3根。压重取设计承载力值的2倍，分10级等额加载，当每级加载后连续1h内的累计沉降<0.1mm时，认为沉降基本稳定，可加下一级荷载，但每级荷载维持时间不小于2h，沉降量读数间隔为10、10、10、15、15、30、30……min。当达到设计加载量、出现沉降急剧增大、累計沉降量大于50mm时，可终止加载。完成设计加载量后分5级卸载，每卸一级记回弹量至变形稳定。

四、结束语

综上所述，旋喷桩在建筑地基加固施工中，可消除建筑物变形因素、提高地基承载力，同时还能避免破坏建筑物的原有结构，由此可见在软弱地层中采用高压旋喷桩进行地基加固及房屋纠偏，方案是可行的，具有施工便捷、工期短、成本费用、效果明显等优点。

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