浅谈高压旋喷桩在软地基工作中的技术和应用

张伟林　张爱然

摘要：高压旋喷桩作为一种高效经济的地基加固技术，应用越来越广泛。文章依据寿平铁路卧甲路中桥高压旋喷桩的施工以及对高压旋喷桩进行的复合地基承载力、桩身水泥土强度、单桩竖向抗压静载等试验检测，介绍了高压旋喷桩现场施工管理的经验。

关键词：高压旋喷桩；地基加固；软地基

中图分类号：TU471 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0059-04

高压旋喷桩是地基处理的方法之一，它利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴中旋转喷射出去冲击破坏土体，使浆液与土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成固结体，这种方法日本称为CCP工法。

1 工程概况

1.1 工程简介

寿平铁路东起寿光境内的青大铁路田柳站、西至邹平县孙镇，全长约120公里，途经四市五县。由新建寿光至广饶铁路、既有兴广（广饶至博兴）铁路、博兴至邹平铁路三部分组成，东与青大铁路相接，并通过大莱龙铁路直达龙口港，是山东北部沿海港口重要的疏港通道。

山东省路桥集团有限公司承建的SDK25+929.40跨卧甲路框架中桥采用高压旋喷桩。SDK25+929.40采用4.0+12.0+4.0m钢筋混凝土框架结构，与道路法向夹角为35°，框架基地及出入口翼墙基地采用旋喷桩进行加固处理，桩顶设碎石加筋褥垫层。

1.2 工程地质资料

1.3 主要工程数量

SDK25+929.40跨卧甲路框架中桥高压旋喷桩工程数量如表2所示。

2 高压旋喷桩施工

2.1 施工准备

本工程施工前预先进行了现场试桩典型施工，然后通过现场开挖、抽芯及静力载荷试验进行检测，总结施工参数并做相应修正后指导大面积施工。进行施工前主要进行以下准备工作：

2.1.1 人员配置及队伍安排。施工前，进场人员应满足施工需要，并经监理审批主要进场人员申报表。拟投入每班组高压旋喷桩施工的人员配置如表3所示：

每班组高压旋喷桩施工计划配置各类管理人员9人、施工生产人员21人轮流施工。

2.1.2 施工机具准备。施工前，进场设备数量和性能应满足施工需要，并经监理检查验收，进场施工机械、设备报验表。投入高压旋喷桩施工的机械设备如表4所示。

2.1.3 施工临时设施的建设和规划。施工前，做到场地“三通一平”，施工所用水泥经检验合格后，由拌和站运输至施工现场，施工场地平整，满足施工需要。旋喷桩平面布置图选好挖水泥浆池地点及水泥堆放地点。施工便道利用路基贯通便道和既有乡村道路就近引入，施工标准按项目部编写的便道施工方案实施，宽度和路面结构应满足工程车辆运输通行需要。施工用水可与村民协商就近取用村民灌溉用水，根据前期水源考察能满足施工用水需求。设立临时生活设施。施工用电就近使用项目安装调试好的变压器。

2.1.4 施工测量与现场核对。框架涵施工前，测量班应根据项目部测量组复核加密的导线和水准控制点，加密旋喷桩面位置和高程控制点。测量精度应满足相关技术要求。测量班在放出旋喷桩“十字桩”后，应在现场用灰线画出桩的位置，根据灰线位置进行现场调查地形地貌、地下管线和三电迁改情况，并与设计文件对比，平面位置、高程、地质水文等情况是否与设计一致，如有较大出入，应及时与相关单位联系，以便及时处理。

2.1.5 内业准备。施工前应对施工设计图纸进行认真审核，并到现场核对，及时发现设计图纸中的差、错、漏等问题，并与相关单位及时联系，及时处理。设计图纸审核完成后，及时进行技术交底，让各层管理和作业人员熟悉图纸，掌握技术要求和标准，确保工程质量满足设计与验标要求。

2.1.6 技术准备：应用我项目的定位复测成果进行施工定位放线；根据设计文件，进行主要材料及其他材料进场前的取样检验，确保工程材料质量；根据施工合同、施工调查、设计文件、施工规范、验标和项目编制的实施性施工组织设计、项目质量计划，作为组织和指导施工、提供技术标准和工作程序的依据；对施工工序进行详细的技术交底，对施工的人员进行岗前培训。

2.1.7 施工顺序如下：征地拆迁→场地清理→测量放线→现场核对→编制施工方案→开工报告→工程实施→施工自检→报检签证→试验检测→质量评定→工程验收→土地复耕→工程保修。旋喷桩施工场地在征地范围内，所以对于土地复耕无需施工。

2.2 施工工艺和方法

2.2.1 施工工艺流程。按照施工图纸设计要求，框架涵箱体旋喷桩直径60cm，长4.0m，翼墙处旋喷桩直径60cm，长8.0m。采用单管旋喷的方法，施工工艺流程为：施工场地平整→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→水泥浆配制→喷射注浆同时提升→旋喷结束成桩。

施工工艺流程如图1所示：

2.2.2 施工方法。

（1）平整场地：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。

（2）测量定位：首先采用全站仪放出高压旋喷桩施工的控制桩，然后用钢尺放出旋喷桩的桩位，钉好小木桩，撒白灰标识。然后，现场技术人员用水准仪测量要就位点的标高，并根据施工图纸设计桩顶标高及桩长计算出桩底标高，并交底于现场钻机操作人员，以控制旋喷桩施工长度满足设计要求。

（3）机具就位：用吊机移至桩位附近，然后人力慢慢移动至施工部位，由技术员负责指挥校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。

（4）钻进：钻进采用单管法施工。该施工方法优点为钻孔完成时插管作业也同时完成。在钻进过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，喷嘴可以边喷水、边插管，钻孔深度达到设计要求后停止钻进。钻进过程中宜采用低水压，高转速快速钻至设计标高。

（5）浆液配制：配制水泥浆液采用袋装P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制比例按照图纸要求通过室内配比试验或现场实验确定，根据《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）13.2.6规定，水灰比可取0.8～1.5。本方案首先施工的3颗试桩拟分别采用水灰比为1.0、1.2、1.3。旋喷桩每延米水泥用量可参考表5。

为消除离析可以选择加入水泥用量2%的早强剂，拌制水泥灰浆时，先注入水，再加水泥，每盘搅拌时间不得少于120min，水泥浆液应在使用前30min制备，并在拌和机中不断搅拌，直至喷浆前。水泥浆液从拌和机倒入集料斗时要过滤筛，把水泥浆液中的硬块滤出。

（6）喷射注浆：在插入高压旋喷管前应先检查高压设备和管路系统，设备的性能必须满足设计要求。设计无要求时采取下列以往经验数据作为试桩用的工艺参数。

注浆管：提升速度12～18cm；旋转速度10～20r/min。

水：压力20～25MPa；流量85L/min。

浆液压力：≥20MPa；流量>60L/min。

空气：压力0.5～0.9MPa；流量0.7m3/min。

做高压水射水试验，检查密封圈是否密封良好，通道是否畅通，合格后方可喷射浆液。

按照上述各项工艺参数进行施工，并随时做好各项

记录。

喷射时，先将压力提升至规定的喷射压力，喷浆旋转30s，待水泥浆液与桩底土搅拌均匀后，再边提升、边喷浆，提升应反向匀速，提升速度为250mm/min，距桩顶1m时，逐渐放慢提升速度和搅拌速度，保证桩头均匀密实。

3 旋喷质量检测

3.1 单桩复合地基静载荷试验

在施工完成后40d，对高压旋喷桩进行了单桩复合地基静载荷试验，经综合评定，承载力满足设计要求。

3.2 钻芯检测

成桩28d后进行了钻芯取样，芯样外观均匀，整体性较好，桩长满足设计要求，钻蕊取样结果见表7。

3.3 桩身水泥土强度试验

芯样抗压强度试验结果见表7，可以看出，进行芯样的抗压强度满足设计要求。

4 结语

高压旋喷桩法施工及养护周期长，与换填法相比不足之处显而易见，但其成本低、经济性好，而且后期效果稳定，是一种值得推广的地基处理方法。

参考文献

[1]李相然.高压喷射注浆技术与应用[M].北京：中国建

材工业出版社，2007.

[2]龚晓南.地基处理手册（第三版）[M].北京：中国建

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[5]曹作龙，陈杰东.采用高压旋喷桩加固软弱地基[J].西

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作者简介：张伟林（1971—），男，山东青州人，山东省地方铁路局工程师，研究方向：土木工程。

（责任编辑：周 琼）