简析公路工程施工中旋喷桩技术的要点分析

张俊飞任春育

（1.驻马店市驿城区农村公路管理所，河南驻马店 463000；2.驻马店市农村公路管理处，河南驻马店 463000）

简析公路工程施工中旋喷桩技术的要点分析

张俊飞1任春育2

（1.驻马店市驿城区农村公路管理所，河南驻马店 463000；2.驻马店市农村公路管理处，河南驻马店 463000）

随着我国公路建设的进一步加快，作为公路工程施工的重点内容，地基加固施工发挥着重要作用。旋喷桩技术在公路工程中的应用被工程施工单位所重视，具有较广的应用范围及良好的应用效果。本文主要从旋喷桩的施工进行深入研究，同时简要论述了旋喷桩技术的技术要点，为旋喷桩技术有效性的提升奠定了基础。

公路工程 旋喷桩技术 要点分析

1 旋喷桩施工技术的分析

在公路工程建设过程中，与路基的加固处理有所涉及，一般对旋喷注浆施工技术进行运用。首先在路基上层喷射注浆的过程中，会有一部分颗粒比较小的土粒以半置换的方式带至地表，在高压喷射的重力、冲击力及离心力的共同作用下，其余的土质会被重新排列，构成一种特殊结构的固结体，该固结体有较高的强度存在，由于高压喷射流的提升速度和脉动的不均匀性，固结体会有较为粗糙的外形存在，但承载力相对较大。

高压旋喷桩施工技术的运用，在高压作用下，公路路基的软弱土层会有一定边界条件的应力状态存在。在施工过程中，旋喷桩会扰动和挤压周围地质结构，在固结体内有超孔隙水压力产生，使土体的强度有所降低，在完成地基施工之后，随着孔隙水压力的消失，会将旋喷桩的强度得到有效提升。

在高压旋喷桩的施工中，必定会对周围土造成一定的挤压作用，有侧摩阻力产生，使旋喷桩的承载力有所提升。在旋喷施工技术运用以后，浆液的凝固会有挤压力产生，对周围的土体产生密实作用，部分浆液向软土层土粒中进入以后，会将结构的强度和承载力得到提升。

2 旋喷桩地基加固的分类

旋喷桩是通过钻机将具有特殊喷嘴的注浆管向土层的预定位置钻入以后，通过高压脉冲泵，通过钻杆下端的喷射装置将水泥浆液向四周运用高速水平喷射至土体内，对土体形成切削。通过一定速度将钻杆向上进行提升并旋转，浆泵高压喷射之后会有较大的动能产生，出现高压、高速的喷射流，凭借高压喷射流对软弱层进行加固，并挤密桩周土，充分将砂砾石垫层或粘土与水泥浆进行混合、交接、硬化，使其形成一个整体。搅拌体中的钙离子与周围土体有离子交换产生，使较小的土颗粒有较大的土团粒形成，提升了土体的强度。根据注浆管的种类进行分析，高压旋喷又分为单管旋喷法、二重管旋喷法以及三重管旋喷法三种类型。

（1）单管旋喷法。单管旋喷法是运用桩基向土层预定深度对安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴进行置入，通过高压泥浆泵等装置，运用20KPa左右的压力，从喷嘴中将浆液喷射出来，对土体造成一定的冲击破坏，使浆液与土体上崩落下来的土进行搅拌混合，通过一定时间的凝固，使土体有一定的固结体形成。

（2）二重管旋喷法。运用双通道的二重注浆管。当二重注浆管向土层的预定深度钻进以后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时对高压浆液和空气两种介质的喷射流喷出，对土体造成冲击破坏。即通过高压泥浆泵等高压发生装置对20MPa左右，从内喷嘴中高速喷出，通过0.7MPa左右压力将压缩空气从外喷嘴内喷出。在高压浆液与外环气流的共同作用下，显著增大了破坏土体的能量，最后在土体中有较大的固结体形成。

（3）三重管旋喷法。对分别输出水、气、浆三种介质的三重灌浆管进行运用。高压水射流和外围环绕的气流同轴喷射对土体产生破坏，该旋喷方法对土体破坏的能量相对较大，有更大的旋喷桩桩径产生。

3 公路工程中旋喷桩技术的应用

3.1 旋喷桩技术的应用要求

（1）布桩技术的要求。对公路工程地基进行加固处理时，应与实际情况相结合，开展旋喷桩的布设。一般是对高压喷射注浆的压力和旋转力进行运用，使土体受到的破坏并形成的直径保持在1.2m左右的旋喷桩，桩高应为9～10m，控制桩与桩之间的距离为2.5m左右。在旋喷桩布设的过程中，应对各项指标的检查进行注意，例如：各桩位置偏差应保持在5cm以下，钻孔垂直度的误差也不能超出原基础的1%等。

（2）喷射注浆材料的技术要求。与工程需要相结合，可以对不同强度等级的水泥、水等材料进行运用。一般强度等级为32.5的硅酸盐水泥和饮用水是具有良好应用效果的材料，使喷射注浆混合搅拌的效率得到有效保障。

（3）旋喷技术的要求。在开展旋喷注浆过程中，应对设备速度和压力的控制进行注意。通常情况下，对由低速到高速缓慢提升的方法进行运用，并确保旋喷压力保持在0.65MPa±0.15MPa，使得水泥浆液与土颗粒的混合质量得到保障，最终实现固结体质量的提升。

3.2 旋喷桩技术的施工工艺分析

在公路工程地基加固施工中，旋喷桩技术的应用具有复杂的施工工艺，应严格按照规范的流程进行操作，对工程施工的进度、成本及质量都控制在一定范围内。

（1）在旋喷桩布设之前，施工人员应与工程的实际情况相结合，详细勘察地基土质的情况，并通过放线测量，使桩位得到有效确定，并将标记工作做好。将高压喷射注浆设备的误差调好并开展试运转，使设备处于良好状态并用于布桩钻孔。

（2）钻孔布桩是旋喷桩技术应用过程中的一项主要工作，需要施工人员进行高度重视。通常情况下，钻孔施工之前应将钻杆长度测量工作做好，并控制好钻孔的深度，同时与工程设计和施工需求相结合，根据三角形排布位置对旋喷桩进行布设。

（3）在运用高压喷射注浆设备开展喷浆施工时，应对喷射压力调整好，同时选用适宜的材料将其制作成高质量的浆液，开展随用随配，使浆液的粘稠度得到有效保障，确保浆液不会对喷嘴造成堵塞。

（4）浆液喷射的过程中，应对喷射压力进行有效控制，确保浆液能够充分与土体土颗粒进行混合，满足密实度的标准要求。其次，在适宜的范围内对喷射的速度进行控制，由慢到快、自下而上，开展边提升边喷射操作，使喷射的质量得到有效保障。

（5）在一次喷射停止之后，需有一段时间的停顿，确保浆液与土颗粒达到均匀混合，以浆液不会下沉作为喷射完成的判定标准。在喷射之后应仔细清洗设备的各个部分，确保设备始终保持在最佳状态。

3.3 控制旋喷桩技术的施工质量

施工人员要想使旋喷桩技术的效率得到最大程度的提升，应对地基处理的施工质量进行有效控制，应严格按照施工规范进行操作，同时与工程实际情况相结合，对各项旋喷桩技术参数进行设定，并对施工现场实施全面管理，重视工程后期的质量验收工作，为公路工程质量的提升发挥出基础性作用。

4 旋喷桩施工技术存在的问题及处理方法

4.1 不均匀的固结体强度、缩颈措施及处理方法

（1）与设计要求和地质条件相结合，对不同的旋喷方法和预防机具进行选用。

（2）在喷浆之前，先开展压浆压气试验，在一切达到正常以后即可开展配浆操作，准备配浆，使配浆的连续开展得到保障。在配浆的同时还应用筛实施过滤操作。

（3）与固结体的形状和桩身均匀性相结合，对喷嘴的旋转速度、喷射压力、提升速度和喷浆量进行调整。

（4）运用定位旋转喷射或复喷的扩大桩径方法对容易出现缩颈部位和底部不易检查部位进行处理。

（5）对浆液的水灰比及稠度进行有效控制。

（6）对喷嘴的加工精度、形状、位置及直径进行严格要求，使喷浆的效果得到有效保障。

4.2 压力上不去及压力快速上升的预防及处理措施

（1）若压力上不去，应进行停机检查，在检修后，若压力自然上升，则应运用清水开展调压试验，直至达到所需的压力要求即可。

（2）若压力快速上升，则应开展停机检查，首先应卸压，若喷嘴出现堵塞，则应提升钻杆，用铜疏通，其他情况的堵塞应将接头松开开展疏通，当堵塞问题消失以后再实施旋喷处理。

4.3 钻孔沉管难度大、偏斜、冒浆等的预防及处理措施

（1）放桩位点时，应开展钎探。若地下有埋设物存在时，应进行清除或对桩钻孔点进行移动，在完成清理后再开展钻孔施工。

（2）喷射注浆之前应先对场地进行平整，钻杆应保持垂直，且倾斜度控制在小于0.3%即可。

（3）对侧口式喷头进行运用，使出浆口孔径减小，并提升喷射能力，出浆量应与实际需求量保持一致，有效减少冒浆问题的出现。

（4）对水泥浆液的配合比进行有效控制。

（5）与冒浆现象相结合，在浆液中对适量速凝剂进行掺入，使固结时间缩短，在一定土层范围内使浆液保持在凝固状态，还能在空隙地段对注浆量进行适当增大，在空隙填满之后再开展继续旋喷。

（6）与较大冒浆量的现象相结合，运用提升旋喷压力、适当缩小喷嘴孔径以及提升和旋喷速度加快的方式进行处理。

4.4 固结体顶部出现下凹的预防及处理措施

与设计长度相比，旋喷长度应超出0.3～1.0m，或者哎完成旋喷桩施工以后，凿去固结体顶部的部分，运用混凝土在凹穴的部分填满或在旋喷孔中直接对浆液进行注入。或在完成旋喷注浆以后，在固体顶部的0.5～1.0范围内，对0.5～1.0m进行钻进，在原位提杆再进行一次注浆复喷。

5 结语

综上所述，高压旋喷桩技术是目前发展较为先进的一项地基加固和止水防渗技术。在公路工程地基加固及地基开展中能有效将地基不均匀沉降得到有效减少。但目前旋喷桩技术仍有较多不足之处存在，要求施工技术人员在工作中开展认真的研究分析，不断将新技术引入，提升施工水平，最终实现高压旋喷桩技术更好地服务于公路工程施工中。

［1］JGJ79）2002建筑地基处理技术规范［S］.

［2］张劲泉，王文涛.桥梁检测与加固手册［M］.人民交通出版社，2007.

［3］刘静，胡焕.校旋喷桩在桥梁基础中的新应用［J］.中南工业大学学报，2000，31（3）.