浅谈地基处理高压旋喷桩试桩施工

樊喜铭

（身份证号码：210682198411176418）

浅谈地基处理高压旋喷桩试桩施工

樊喜铭

（身份证号码：210682198411176418）

本文结合青岛至连云港铁路路基工程，介绍了地基处理高压旋喷桩试桩施工，进行分析得出相关施工参数。从而为该项工艺在本项目全面施工应用奠定条件，为相关工程的类似研究提供参考。

地基处理 高压旋喷桩 试桩 施工工艺

1. 工程概况

1.1 概况

根据地质钻探，本工程所处地层为海相沉积平原，地形平坦，下有软卧层，地层从上至下主要为：粉土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土、粗砂、泥质砂岩。采用高压旋喷桩对基底进行加固处理。

1.2 主要技术标准

高压旋喷桩设计桩径d=0.6m，桩间距1.4m，桩长12.7米。由路基面中心向两边按三角形布置；加固后旋喷桩要求单桩承载力不得低于280KN，复合地基承载力不得低于171Kpa，其无侧限抗压强度不得小于3MPa。

旋喷桩试桩选定三种配合比，每种配合比4根试桩，编号分别为XP1-1～4、XP2-1～4、XP3-1～4。三种配合比（水泥:粉煤灰:干土：水）分别为：① 1:0.33:3.32:1.33② 1:0.428:3.56:1.428③1:0.538:3.838:1.538

2. 试桩目的

1)依据现场试验桩施工确定满足设计强度要求的水泥及粉煤灰掺量、水泥浆的配合比以及水泥浆比重。

2)确定机械性能能否满足要求。

3)确定合适的高压水泥浆泵浆压力值。

4)确定合适的钻杆提升速度、旋转速度等参数。

5)验证成桩的均匀性、连续性和桩径大小以及28天桩体抽芯无侧限抗压强度。由此确定本标段的高压旋喷桩的施工工艺及技术参数，以确保正式施工时高压旋喷桩的施工质量。

2.6 达到检验、校核设计提供的相关软基处理数据的目的。

3. 施工工艺流程及方法

3.1 配比试验

水泥采用PO42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于40%（重量比），水泥浆水灰比选用0.65～0.75之间，在施工现场取样进行室内配合比试验，确定浆液最佳配合比。

因本段地下水对混凝土有侵蚀性，采用普通硅酸盐水泥和粉煤灰作为胶凝材料，粉煤灰为掺合料。掺量一般按水泥总量的25%～35%之间。

3.2 施工准备

作好场地平整，保证路通、水通、电通，同时进行测量定位，用白灰点标示，并插上小三角旗。对参加施工的人员进行岗前培训、技术交底等工作。

3.3 施工流程

单重管法施工时，同时压入水泥浆和压缩空气，使用外径为42mm的钢管为注浆管，喷射流为浆液，初定泵压为20MPa，水泥浆从喷嘴中喷出直接冲击切削土体，达到水泥浆置换土体颗粒，满足设计要求。

3.4 施工方法

施工时首先用钻机引孔，再用旋喷机喷射，即先把浆液管下到预定加固范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体，将开孔和灌注桩体同时进行，一次成桩，其工作步骤为：

①钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆对准孔位中心，水平位置偏差不超过5cm，竖直度控制在1%桩长内。

②钻孔下管：钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置，在下管过程中，需防止管外泥砂堵塞喷嘴，确保下管顺利，下管过程中同时输送压缩气流，直至注浆喷头下到预定位置（预定加固范围最深点）。

③制浆：喷射注浆材料采用PO42.5普通硅酸盐水泥，水灰比根据适配暂定为0.65～0.75。

④试管：当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，检查注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。

⑤高压注浆：高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合操作规程要求。开动高压注浆泵，开始注浆，当注浆压力和电机转速稳定并达到试桩设计参数后，再按试桩设计提升速度开始提升钻杆，边旋转边喷浆边提升。

⑥喷浆结束与拔管：喷浆由下而上至设计高度后，停止喷浆，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出。

⑦设备清洗：当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路和注浆管及喷头。⑧移位：桩机移至下一桩位，重复进行上述步骤的施工。

3.5试桩检测

现场开挖深度1m,目测检查桩身搅拌均匀；尺量直径为61cm,63cm,61cm，满足大于设计桩径60cm的要求。

经取芯检测，每根试桩桩身连续性、均匀性、完整性均较好，芯样无侧限抗压强度大于设计强度值3.0Mpa。

利用油压千斤顶、压力表及百分表对2根（XP2、XP3）高压旋喷桩进行单桩竖向抗压静载荷试验，竖向抗压承载力特征值均为280KN，满足设计要求。

3.3 试桩结论

经检测，本次试桩结果满足设计要求，经分析确定旋喷桩施工采用SJ6配合比，工艺参数如下：

（1）钻机使用型号为MGJ-50型。

（2）水泥：粉煤灰：水=1:0.428:1.428施工工艺为两钻一喷。

（3）水泥浆也到达出浆口后，应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

（4）旋喷速度20r/min,提升速度20cm/min。（5）供浆必须连续，拌合必须均匀。

4. 施工注意事项及质量保证措施

4.1 施工注意事项

钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在10mm内。

旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。

旋喷冒浆处理：在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，应查明原因，采取相应的措施。

地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。

在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗，再重新进行插管和旋喷。插管过程中，为防止泥砂堵塞，可边射水边插管，以免泥砂堵塞。

选用水泥应经试验及过筛，其细度应在标准筛（孔径0.08mm）的筛余量不大于15%，浆液搅拌后不得超过4 小时。

钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆要保持钻杆有0.3m 以上搭接长度，以免旋喷固结体脱节。中途机械发生故障时，应停止提升和旋喷，以防断桩。并应立即检查，排除故障。为提高旋喷桩桩体质量，在桩底部3m 范围内应采取较长持续时间的措施。

旋喷桩施工完成后，现场不能随意堆放重物，防止旋喷桩变形。

4.2 旋喷桩施工质量保障措施

（1）加强施工机械设备准备，钻机提升所用电动机应能保证钻杆顺利提升，钻杆旋转所用电机能保证钻杆顺利按正常匀速旋转，防止出现卡钻和堵管现象。

（2）做好材料准备和现场其它准备工作，对进场水泥作好检验,质量要满足试桩材料要求。现场所用搅拌桶、电动机及相关施工工具安装调试完好，比重仪、钢尺和垂球等检查仪器准备好，确保能顺利施工。

（3）加强施工过程控制，开钻前检查钻杆的垂直度和钻杆长度满足钻孔深度，孔底注浆稳定一段时间并由现场值班技术人员检查后才能上提，认真监督提升速度和旋转速度，出现卡钻后要重新下钻注浆，确保整个施工处于可控状态。

5 .结语

为保证路基地基处理质量，加快项目工程建设，通过试桩施工为后续全面施工提供了切实可行的施工技术资料及试验参数，对全线路基地基处理高压旋喷桩施工起到了一定的指导作用。

[1]《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-2008）

[2]《铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10414-2003)

[3]《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106）

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1007-6344（2015）12-0083-02