市政工程高压旋喷桩施工技术探究

张召永 马光山

摘    要：在现阶段市政工程施工建设中，很多项目规模更大，高度更为突出，必然施工建设中面临着较大挑战，尤其是从基础施工处理方面来看，如果基础处理不到位，基础结构稳定性不佳，势必会影响到整个市政工程项目的有序建设。市政工程基础施工中运用高压旋喷桩施工技术可以发挥出积极作用，有助于在优化具体施工流程的基础上，更好保障最终施工效果，成为当前颇受重视的施工处理方式。

关键词：市政工程;高压旋喷桩;施工技术

1  工艺特性

高压旋喷桩施工技术主要就是借助于钻机以及注浆装置，将浆液以及其他混合材料，在高压喷射作用下，实现对于土体的冲切和扰动，继而也就可以在相应浆液和原有土体的充分混合后，形成相对稳定可靠的旋喷桩结构，这一圆柱状固结体必然也就能够较好提升基础结构的稳定性，在防渗漏方面也可以发挥理想作用。从当前市政工程项目的施工建设中来看，因为其涉及的范围越来越广，进而也就会遇到较多的不良基础条件，对于基础施工处理往往提出了较高的要求，需要恰当选择适宜合理的基础施工手段。高压旋喷桩施工技术在该方面就能够表现出明显优势，在淤泥质土、粉土、黄土以及粉质粘土等多种不良土层中都可以得到良好运用，基础结构的改良加固作用较强。在高压旋喷桩施工技术的应用后，其往往可以借助于形成的旋喷桩结构发挥出基础加固以及防渗效果，应该结合不同土层特点以及市政工程基础施工要求进行优化布置。

（1）施工机动性强。高压旋喷桩的机具对比水泥搅拌桩和CFG桩等其他软基处理机具体积及占用空间要来得小，机具进出场及架设比同类软基处理工艺机动性更强，更适用于施工现场环境比较复杂、作业面交叉比较混乱的施工现场，尤其对于综合管廊上方有高压或通讯杆线受限的情况，高压旋喷桩由于其机具的紧凑性，更能体现其机动性，做到其他软基处理无法做到的优势。

（2）适用范围广。高压旋喷注桩对黏性土、素填土、粉土、淤泥、淤泥质土、黄土、砂土和碎石土等地基都有良好的处理效果。

（3）成桩效率高。高压旋喷桩采用浆液与土体强制搅拌混合的方式，就地加固原土，一次性成桩，施工工艺简便，成桩效率高，工期短。

（4）成桩效果好。高压旋喷桩桩体水泥含量高，强度高，接近于混凝土桩，形成的基础强度大，防渗效果好。

（5）对周围建筑物影响小。综合管廊建设多位于城市人口密集处，周边建筑物多，由于高压旋喷桩震动小、噪音低，不会对临近基坑的建筑物产生裂缝或倾斜、地面道路产生开裂、周边管线产生沉降。

2  高压旋喷桩施工工艺

2.1  试桩、技术参数确定

在每个工点施工前，要先行打入数根工艺试验桩，用于检验工程机械的性能，调整优化施工技术的各类参数，具体包含灰浆稠度、工作压力、钻机钻进与提升速度、水灰比、钻具转速等等，还要根据软土地基的土层性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入量。技术参数的确定，可为后续施工奠定基础，形成保障，因此在试桩及技术参数确定后，后续所有施工环节与流程均要以此为依据。

2.2  测量放样

现场施工人员要结合施工图纸标注的坐标以及施工规划图等资料，对施工段落进行合理布桩，并用显著颜色对其做出标识。桩与桩之间的距离要科学合理，并将误差控制在技术标准允许范围内。在对布桩完成验收合格后，则可进入下步施工环节。

2.3  钻机就位

钻机是高压旋喷桩施工中的关键设备之一。在运至施工现场后，要严格安装并调试，待其转速、压力等指标达到一定运行状态后，则可正式投入使用。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后双向调平钻杆，并再次复核对中及调平，严格控制垂直度误差及对中误差。

2.4  钻孔

高压旋喷桩施工技术的应用需要重点关注于钻孔环节，要求针对钻机及其钻进流程进行严格管控，以形成较为理想的成桩条件。结合高压旋喷桩的施工要求，在钻机的选择中需要体现出较强针对性，能够针对事先标注的点位进行精确控制，确保钻进就位稳定，钻头也能够处于点位的中心位置，避免出现任何偏斜或者是松动现象。在钻杆的应用中需要实时调控，促使钻杆的垂直度能够得到良好保障，避免偏差值过大，应该尽量控制在 1%以内。

2.5  灰浆的制作

选用合适标号的水泥，根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比例等标定最高水位线，按照特定比例添加水泥，并充分拌合均匀，测定泥浆比重达到相应数值，若不能达到则要继续提高水泥的掺入比例。要确保充分的搅拌时间，避免搅拌均匀性，超出初凝时间的浆液不可投入使用。

2.6  旋喷和复搅

将注浆管下放到特定深度后，调整回流阀门，使旋喷罐内的压强达到特定值。水泥浆达到喷嘴后，要检验喷射方向、摆动角度等，并严格掌握旋喷压力、水泥用量参数等对桩体均匀程度具有直接影响的要素。由于水灰比的不同对于桩身强度具有深刻影响，因此必须注重浆液初凝时间、水泥浆压力、旋摆角度、喷射方法等，同时严格施工过程记录，做好故障问题的应对处理。

3  高压旋喷桩施工质量控制要点

3.1  旋喷工艺参数设计

高压旋喷桩每个桩基的旋喷压力、深度以及桩间距等参数都应根据土质、软土层分布以及复合地基的强度要求进行调整和优化，并且单桩的喷射压力以及注浆速度等参数也需要根据不同深度的土质确定。原则上压缩空气的流量在每分钟 0.8m3～1.2m3的范围，水泥浆流量则应在 80L/min～120L/min。此外，当高压旋喷桩的长度较大时，由于其下部随着深度的增加，受到桩间土的反向挤压力越来越大，因此需要将桩径设计成下粗而上细的形式，以保障旋喷桩的成桩质量与承载力。此外，为了解决这一问题也可以采用重复旋喷的方式，有效增加旋喷桩的桩径和强度。

3.2  基于试验优化旋喷桩施工工艺

为了确保软土地基的处理效果达到预期，需要在工艺设计阶段进行一系列试验，验证和优化高压旋喷桩施工的工艺参数、单桩的几何尺寸以及水泥浆配方。首先需要按照初步工艺设计进行现场的试验性施工，进而对定型的固结体取样并进行物理和力学性能试验，验证其抗压强度等指标是否达到设计标准。其次，需要对水泥浆进行试拌和试件制作，并且完成规范性的性能测试，验证其抗渗、抗压以及固结速度等参数，并且在必要时调整配方，直至其各项指标达到施工工藝要求。

3.3  冒浆及桩顶凹陷的处理

高压旋喷桩施工作业中时常出现水泥浆混合软土颗粒流出桩孔的现象，如果出浆量不大于注入水泥浆的20%则基本不会影响施工质量。当观测到这一数值超标时，必须分析原因并重新评估施工工艺方案的可行性。假如断定是由于相应施工深度的软土层孔隙率过高，则可以通过在水泥浆中添加速凝剂加以控制，或者调高旋喷压力与注浆量，保证这一施工段的成桩效果。而旋喷桩桩顶凹陷通常是由于其顶部水泥浆与软土的拌合物淅水和干缩造成的，可通过加大旋喷长度并在固化后凿去大于设计长度部分的方式加以控制。或按照设计长度施工，将桩顶部有缺陷的部分凿去，再用混凝土填满或再次注入浆液。也可以在旋喷注浆至设计标高后，在桩体顶部约80cm处再钻进50mm～100cm，原位提杆注浆复喷一次。

4  结语

在市政工程基础结构施工处理中，高压旋喷桩施工技术的应用具备明显优势，需要结合市政工程基础土层的具体状况，恰当选择适宜合理的水泥浆喷射方式，同时逐步规范各个具体技术操作流程，最终更好提升基础加固效果。

参考文献：

[1] 李椋京.高压旋喷桩的施工技术[J].福建建材，2018（12）：53～54.

[2] 谭建文.高压旋喷桩处理软土地基施工技术分析[J].科技经济导刊，2018（24）：29～30.