高压旋喷桩加固地基施工技术在框架桥施工中的应用分析

吴少甫

摘 要：框架桥通常是建立在地下或是既有线路之下，它在施工中的施工基坑本身存在一定的安全和稳定问题，为保证框架桥的施工安全需对其地基进行加固处理。随着现代工程技术的快速发展高压旋喷桩加固地基施工技术的到了广泛的应用。该文将结合高压旋喷桩在框架桥地基加固工程中的具体应用实例，分析高压旋喷桩加固框架桥地基的原理和施工过程，加强成桩的效果和地基的牢固度。

关键词：高压旋喷桩 框架桥 应用

中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0021-02

框架桥通常是建立在地下或是既有线路之下，对其地基的质量的保证至关重要。在现代施工技术快速发展的过程中，高压旋喷桩技术以其施工机具简单、施工简便、施工迅速等工艺特点得到快速的发展，并被广泛应用与建筑和道路的地基建设中，是目前较为先进、有效、使用的技术。据高压旋喷桩技术的工艺特点，更适用与框架桥地基加固的施工过程。

1 高压旋喷桩加固地基施工技术的施工原理

高压旋喷桩施工是利用旋喷法进行施工的，旋喷法施工是把具有特殊喷嘴的注浆管利用钻机把其钻进特定的位置，之后把调配好的水泥浆通过钻杆下端的喷嘴在高压脉冲泵的作用下向四周水平、快速的喷入土体，在高度集中流体的强大冲击力下对土层进行切削，使喷射范围内的土层受到破坏，此时，钻杆以一定的速度旋转并逐渐上升，搅拌土体和水泥浆，使它们充分的混合到一起，最后经过一点时间的胶结硬化后形成一个柱状且直径比较均匀的水泥土结体，这个过程是地层更加密实，从而达到加固的效果。此外，旋喷法具有使用范围广、施工设备简单、施工用料丰富价廉、施工污染小等优势。

高压旋喷桩施喷法的施工机具主要包括：高压泵、钻机、空压机、浆液搅拌器、旋喷管和高压浆管等。高压旋喷桩的类型可根据喷流介质的种类分为单管、双管和三管旋喷桩三类。

高压旋喷桩双管注浆法是通过双层注浆管来分别输送气和浆两种介质。在高压发生装置作用下产生20～40 MPa左右的高压喷射流的周围，环绕有0.5～0.7 MPa左右的圆筒状气流，之后进行高压水喷射流和同轴的气体喷射，产生较大的空隙，此时，再由泥浆泵注入0.5～3 MPa的浆液进行填充。然后喷嘴做从下至上的旋喷运动至设计标高。

高压旋喷桩施喷法的施工机具主要包括：高压泵、钻机、空压机、浆液搅拌器、旋喷管和高压浆管等。高压旋喷桩的类型可根据喷流介质的种类分为单管、双管和三管旋喷桩三类。

高压旋喷桩施喷法的施工工艺为：测定位孔→钻机定位→钻机孔达到设计深度→拌制混合水泥浆→旋喷机定位→沉管至预定深度→从下至上进行旋喷、注浆至设计标高→（根据要求进行复喷）→柱状地基完成→拔管→机械清洗。

2 高压旋喷桩加固地基施工技术在框架桥施工中的运用

（1）现以某段铁路框架桥的工程概况为例

3-6 m×7 m的铁路框架桥，位于车站附近，在此铁路的右侧填筑由施工便道，主要是一些重载车辆的通行。共有3节组成，它的横向宽度达到22 m，底板厚1.3 m，主筋中心间距为12.5 cm，承台的厚度为1.5 m，在此铁路框架桥下方设有管桩基础，其中管桩的直径为500 mm，长度为25 m，管桩间的间距为2.05 m，呈纵向分布。

该铁路地段属于冲海积平原，主要是孔隙潜水，水位埋深0.5 m，其地层土质为中砂，松散饱和；淤泥，流塑；粉质粘土夹砂，松散饱和；花岗岩，全风化，岩心为砾砂夹土状。

（2）设计方案

综合此段铁路各方面的因素，采用旋喷桩直径为0.6 m，桩顶平框架承台底，设置旋喷桩的长度为20 m，考虑到原有的基础管桩，现设置间距为1～2 m间距的旋喷桩。

（3）高压旋喷桩施工的准备

①施工前的准备工作。首先是材料的选用，根据此段工程的土质存在腐蚀现象，采用P042.5普通硅酸盐水泥，水灰质量比要在0.8：1～1：1之间的水泥浆，水泥浆的配置时间应在旋喷前1 h进行，在使用时还要注意滤去其中国的硬块、沙粒的，为了避免喷嘴被堵塞。

②根据工程的需要，计算出需要的喷浆量。在旋喷桩的水泥浆中，水泥的用量通常为图纸的15%～35%，可按照下列公式来及时喷浆的用量。

Q=H/VP（1+β）

其中：Q-每个旋喷桩灌注浆量（m3）

H-旋喷桩的长度（m）

V-旋喷过程中提升速度（m/min）

P-水泥泥浆泵的排浆量（m3/min）

β-水泥浆浆液的损失系数，通常取0.1～0.2。

③高压旋喷桩施工时选用的机具。通常都是：高压泵、钻机、浆液搅拌机等，此外，还需要操控系统、高压管路和各种阀门接头等辅助设备。

（4）高压旋喷桩施工过程

①高压旋喷桩施喷法的施工工艺流程图如图1。

②钻机就位。把钻机设备安装在设计的位置上，要把钻杆头和孔的中心位置相对，在实际安装过程中钻孔的位置与设计方案的位置偏差要≤20 mm，其校准的标准为钻孔要保持一定的垂直度允许的倾斜范围≤1%。

③钻孔过程。现此工程的旋喷桩的建筑我们采用二重管钻机的方法，因为在此过程中喷管是和钻机是同时进入钻孔内的，同时，在钻孔的时还要进行射水处理，为了防止喷嘴被泥沙堵塞。

④旋喷作业。当钻孔达到设计的深度后，接通高压水管、空压管，启动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，通过仪表来控制压力、流量和风量，使它们分别达到预定的值后开始上升，之后继续旋喷，直到上升至预定的值。

⑤因此例中有砾石地层，为了保证桩径，需要进行复喷，直到喷浆管达到指定的高度，然后关闭清水泵和空压机，停止泥浆中（包含水、风介质）的输送。最后把旋喷管提升到地面，关闭钻机即可。endprint

⑥作业完成后对机械的清洗。在喷射上升的高度达到设计的标高时，旋喷作业也就完成了。之后，作业人员要对施工过程用到的各种机具进行清洗，把喷管内残余的水泥浆清洗干净，之后在进行下一个工程。

⑦施工过程中泥浆的处理。在旋喷桩施工过程中会产生一定量泥浆，对这些泥浆要进行合理的处理，一面影响施工效果。因此在施工过程中要选择合理的位置进行排浆处理，并把排出的泥浆进行及时的处理。

⑧对施工队伍的安排。在施工过程中因为旋喷桩的施工周期较短，并且是多个工序同时进行，所以，在施工时要进行施工队伍的分组作业，通常以9个人为一组，钻机作业由3个人共同完成，水泥浆的搅拌由2个人来负责，高压泥浆泵和发电机各由一人负责，最后还需一个管理人员对整个过程进行合理的指挥工作，同时对整个施工过程做好记录和监控。

（5）施工过程的监控。在施工过程中要对其主要的参数进行监控，主要参数有泥浆液的压力要保持在20 MPa，泥浆液流量为80～120 L/min，泥浆液喷嘴孔径为2～3 mm、泥浆液喷嘴个数是2个，注浆管外径56 mm，旋喷浆的提升速度为10 cm/s，在监控的同时还要对这些参数做好记录。

（6）对高压旋喷桩进行质量检验。

①高压旋喷桩的检验标准如表1。

②安装规范要求你旋喷桩的检验数量为施工旋喷桩总数量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固体由了一定的强度。此时，选取具有代表性的施工地点的旋喷桩进行抽芯检测和载荷试验，之后根据测试结果在结合施工记录对此项工程综合评价其加过效果，满足设计的要求。

3 结语

在严格按照设计要求和操作规范进行的高压旋喷桩在质量和加固效果上都达到了设计的要求，此外，经过一段时间的使用和测量，也证明了高压旋喷桩加固地基施工技术的效果是显著的，使地基的承载了的到了提升。

参考文献

[1] 陈开圣.高压旋喷桩在邵怀高速公路软基加固中的应用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龙刚，宣以琼.高压旋喷桩在桥梁桩基加固工程中的应用[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2010（3）.

[3] 张小军.高压喷射注浆法在框架桥地基加固中的应用[J].交通科技，2009（S1）.endprint

⑥作业完成后对机械的清洗。在喷射上升的高度达到设计的标高时，旋喷作业也就完成了。之后，作业人员要对施工过程用到的各种机具进行清洗，把喷管内残余的水泥浆清洗干净，之后在进行下一个工程。

⑦施工过程中泥浆的处理。在旋喷桩施工过程中会产生一定量泥浆，对这些泥浆要进行合理的处理，一面影响施工效果。因此在施工过程中要选择合理的位置进行排浆处理，并把排出的泥浆进行及时的处理。

⑧对施工队伍的安排。在施工过程中因为旋喷桩的施工周期较短，并且是多个工序同时进行，所以，在施工时要进行施工队伍的分组作业，通常以9个人为一组，钻机作业由3个人共同完成，水泥浆的搅拌由2个人来负责，高压泥浆泵和发电机各由一人负责，最后还需一个管理人员对整个过程进行合理的指挥工作，同时对整个施工过程做好记录和监控。

（5）施工过程的监控。在施工过程中要对其主要的参数进行监控，主要参数有泥浆液的压力要保持在20 MPa，泥浆液流量为80～120 L/min，泥浆液喷嘴孔径为2～3 mm、泥浆液喷嘴个数是2个，注浆管外径56 mm，旋喷浆的提升速度为10 cm/s，在监控的同时还要对这些参数做好记录。

（6）对高压旋喷桩进行质量检验。

①高压旋喷桩的检验标准如表1。

②安装规范要求你旋喷桩的检验数量为施工旋喷桩总数量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固体由了一定的强度。此时，选取具有代表性的施工地点的旋喷桩进行抽芯检测和载荷试验，之后根据测试结果在结合施工记录对此项工程综合评价其加过效果，满足设计的要求。

3 结语

在严格按照设计要求和操作规范进行的高压旋喷桩在质量和加固效果上都达到了设计的要求，此外，经过一段时间的使用和测量，也证明了高压旋喷桩加固地基施工技术的效果是显著的，使地基的承载了的到了提升。

参考文献

[1] 陈开圣.高压旋喷桩在邵怀高速公路软基加固中的应用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龙刚，宣以琼.高压旋喷桩在桥梁桩基加固工程中的应用[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2010（3）.

[3] 张小军.高压喷射注浆法在框架桥地基加固中的应用[J].交通科技，2009（S1）.endprint

⑥作业完成后对机械的清洗。在喷射上升的高度达到设计的标高时，旋喷作业也就完成了。之后，作业人员要对施工过程用到的各种机具进行清洗，把喷管内残余的水泥浆清洗干净，之后在进行下一个工程。

⑦施工过程中泥浆的处理。在旋喷桩施工过程中会产生一定量泥浆，对这些泥浆要进行合理的处理，一面影响施工效果。因此在施工过程中要选择合理的位置进行排浆处理，并把排出的泥浆进行及时的处理。

⑧对施工队伍的安排。在施工过程中因为旋喷桩的施工周期较短，并且是多个工序同时进行，所以，在施工时要进行施工队伍的分组作业，通常以9个人为一组，钻机作业由3个人共同完成，水泥浆的搅拌由2个人来负责，高压泥浆泵和发电机各由一人负责，最后还需一个管理人员对整个过程进行合理的指挥工作，同时对整个施工过程做好记录和监控。

（5）施工过程的监控。在施工过程中要对其主要的参数进行监控，主要参数有泥浆液的压力要保持在20 MPa，泥浆液流量为80～120 L/min，泥浆液喷嘴孔径为2～3 mm、泥浆液喷嘴个数是2个，注浆管外径56 mm，旋喷浆的提升速度为10 cm/s，在监控的同时还要对这些参数做好记录。

（6）对高压旋喷桩进行质量检验。

①高压旋喷桩的检验标准如表1。

②安装规范要求你旋喷桩的检验数量为施工旋喷桩总数量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固体由了一定的强度。此时，选取具有代表性的施工地点的旋喷桩进行抽芯检测和载荷试验，之后根据测试结果在结合施工记录对此项工程综合评价其加过效果，满足设计的要求。

3 结语

在严格按照设计要求和操作规范进行的高压旋喷桩在质量和加固效果上都达到了设计的要求，此外，经过一段时间的使用和测量，也证明了高压旋喷桩加固地基施工技术的效果是显著的，使地基的承载了的到了提升。

参考文献

[1] 陈开圣.高压旋喷桩在邵怀高速公路软基加固中的应用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龙刚，宣以琼.高压旋喷桩在桥梁桩基加固工程中的应用[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2010（3）.

[3] 张小军.高压喷射注浆法在框架桥地基加固中的应用[J].交通科技，2009（S1）.endprint