高压旋喷桩施工技术在公路施工中的应用

李雪峰

摘要：软土地基在公路施工中具有比较明显的危害，在交通量不断增加的情况下，极易产生沉降现象，严重影响路基的稳定性和坚固性。高压旋喷桩技术在软基施工中应用的非常广泛，能够减少沉降现象的发生，提高公路的质量。本文对高压旋喷桩施工技术的特点、加固原理、施工准备工作以及施工工艺进行了详细的分析。

关键词：高压旋喷桩；施工技术；公路施工；技术要点

随着国家经济建设的高速发展，各类大型基础建设工程突飞猛进，由于地质成因和地层构造复杂，地基沉降给工程建设增加了难度。但随着我国软基施工技术的提高和发展，深层搅拌桩、塑排插板桩、CFG桩、碎石桩等软土地基处理在交通、水利及大型建筑物中应用的越来越广泛，但由于以上处理方案各有局限性，无法进行软基处理或无法保证施工安全，本文介绍一种不受净高限制的软基处理方法，即高压旋喷桩施工技术。

一、高压旋喷桩施工技术的概述

所谓的高压旋喷桩施工技术，又叫做高压旋喷注浆法，主要是指在公路施工中通过钻机施工到指定深度，随后利用高压泥浆泵将水泥浆通过钻杆机端安装的特殊喷嘴喷射到周围的土体。同时，需要匀速提升钻杆，高压射流会破坏附近土体的结构，这时需要施工人员强制其与化学浆渣进行混合，从而使地基内部硬化成为圆柱形柱体，且直径比较均匀。施工人员还可以按照施工需求去提升速度，随时变化喷射压力；施工人员还可以变换喷嘴的直径，使流量得到改变，从而确保根据设计需要形状形成固结体。在进行公路施工时，高压旋喷桩技术根据注浆管不同分为多种类型，其中包括有单管、二重管、三重管及双高压的多重管等。单管主要是指单纯的喷射水泥浆液；二重管是将一层高压空气包裹在水泥浆液的射流外面，同时通过喷射的形式破坏涂层的结构，填充和置换作业也要同步进行；三重管是通过包裹高压空气和高压水流破坏涂层结构，随后填充和置换一定量的水泥浆液。

二、高压旋喷桩加固机理

高压旋喷桩主要是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后，用高压泥浆泵等高压发生装置，把浆液以20-40MPa压力通过安装在钻杆杆端的特殊喷嘴，向周围土体喷射浆液，同时钻杆以一定速度逐步向上提升，注入剂形成高压喷出后具有很大的动能，产生高速高压的喷射流，借助高压喷射流使一定范围的土体结构遭到切削破坏，并使土体与喷射浆液混合、胶结、硬化，从而在地基中形成具有较高强度的水泥土桩，达到改良土质、增加地基强度、减少土体压缩变形的目的。

三、施工准备工作

（一）技术准备

技术准备是保证公路工程顺利施工的技术保障。施工前，首先確定高压旋喷桩施工的配和比，使水泥土无侧限抗压强度大于设计强度。配合比确定后，根据喷射参数计算实际水泥浆用量和水的用量，并根据单位时间内被处理的土量，将水泥土混合液中的水泥、外加剂、土粒和水的比例确定。施工前需要根据确定的参数进行成桩试验，以选择最佳的施工设备、施工方法，达到人、材、机的最优配置。随后，开挖检查固结体尺寸及连续性，进一步确定喷射注浆是否满足工程所在地地质适应性和可靠性。最后，再进行载荷和透水试验，当试验结构满足喷射技术参数要求后，才能进行正式施工。

（二）场地准备

场地准备是给工程正常施工提供作业面的前提条件，主要对施工现场的杂草、垃圾等清除干净，然后将工作面整平，对需要压实的进行压实。场地整理完毕后，即可进行排浆沟的开挖，并设置回浆池，回收浆液，以防止浆液对环境造成污染。

（三）机具设备准备

施工前，必须按照设备管理制度对设备进行检查和维护，以保证工程施工的正常进行。在高压旋喷注浆施工前，施工人员必须认真检查高压设备、管路系统、设备压力及排量是否满足正常施工需要。例如检查管路系统时，应对密封圈进行认真检查，看是否有倒刺、起皮等问题，出现此类问题禁止用到管路系统中。通道和喷嘴对注浆质量产生重要影响，施工前应确保通道和喷嘴内无杂物，并配足一些常规配件，保证工程的顺利开展。

（四）人员准备

在配备人员时需要根据工会曾规模的大小进行规划，确保人、材、机的配置达到最佳状态。在进行施工时，第一生产要素就是人，人的因素很大程度上影响到工程的顺利进行。比如管理人员的能力和素质等都直接影响着工程的进度和质量。管理人员需要认真做好施工技术交底工作，使每个岗位的施工人员都能够形成良好的质量安全意识。

四、高压旋喷桩施工工艺

（一）钻孔定位

在完成施工准备工作以后，测量人员在确定桩位时，需要根据业主或设计提供的控制网进行。测量人员在将桩位设置好以后，操作人员需要根据要求对钻机进行移动，同时校对核实钻机位置，使其准确性得到保障，随后对钻机的机头进行校正，确保其与孔中心位置垂直，尽量减少纵横的偏差，通常将偏差控制在大于45mm且小于55mm范围内。钻孔施工的垂直度直接影响到其准确性，所以在定位钻机以后需要将其垂直度控制小于1%的范围内。在对钻机进行全面检查以后，才能够实施钻孔作业，同时将钻孔施工记录做好，一般施工记录包括有空号位置、深度、土层情况以及异常情况等。

（二）造孔

在钻机完成定位以后，需要实施钻孔，同时将注浆管置入设计要求的深度。进行钻孔施工时要选择合适的钻进方法，方法的选择可根据施工区域的地质情况、验身长度、施工设备等综合进行考虑。在钻机完成以后，要及时检验成孔的空位、深度及垂直度，下一道工序需要在其满足设计要求后进行。

（三）喷射作业

施工人员需要对喷射方向和提升速度进适当的控制，并且对注浆的用量进行确定，对施工过程中每孔实际用浆量、材料用量和施工压力等数据进行详细记录，为工程的质量控制提供依据。在钻机施工深度与设计要求相符合时，需要认真检验喷射的方向和摆动的角度，确保其满足设计要求。接下来进行喷射作业，施工自下而上进行。在进行喷射施工时，需要记录好原始的浆液初凝时间、气浆流量及压力、提升速度及旋摆速度等，比如喷射所采用的旋喷桩机型号为MGJ-50型，一般转速控制在每分钟大于10转且小于20转的范围内；喷浆压力控制在21Mpa左右；提升速度控制在每分钟0.25米；水泥用量控制在每米150千克。

五、结束语

综上所述，在公路施工中，高压旋喷桩施工技术应用的非常广泛，能够以较低的成本达到较好的效果，实现理想的经济效益。应充分认识到这一技术的有效性，做好施工准备工作，对施工中的每个环节进行控制，使施工质量得到切实有效的保障。在实际的施工中，需要对这项技术不断进行创新和完善，增强路基结构的安全性、稳定性和耐久性，使工程的整体性能得到充分发挥，促进公路行业的可持续发展。

参考文献：

[1]张建飞.高压旋喷桩在高速公路路基治理中的应用[J].交通世界，2018（Z1）.