高压旋喷桩在东莞市政项目施工中软土地基的应用

贾林林

摘 要：为了消除软土地基对市政项目施工带来的隐患，进一步提升市政项目施工中质量和安全，对高压旋喷桩在东莞市政项目施工处理软土地基进行了分析和探讨，为类似提供参考和经验。

关键词：高压旋喷桩;施工;软土地基

0 引言

广东省东莞市临珠江水系，因历史、社会变化，陆地版图扩大。据有关资料显示，该市软土地基占比大，对市政项目如管网工程、隧道、深基坑等顺利实施影响较大，一方面，软土地基比较疏松，稳定性极差，易造成坍塌;另一方面，软土地基结构不够均匀，承载力受限，易造成毁坏和凹陷[1，2]。

因此，对软土地基进行处理至关重要，一方面，保障市政项目推进的整体质量和安全;另一方面，有利于工程降本增效。总体而言，对软土地基处理方法主要有PHC管桩、深层搅拌桩、砂石换填、袖阀管注浆和高压旋喷桩等[3-6]，而高压旋喷桩因其具有经济适用、简单灵活的设计方法和施工中基本不产生环境污染等优点，在市政项目中越来越受到重视。

本文结合东莞市市政项目特点，探讨了高压旋喷桩的原理、应用及控制要点，为类似项目提供参考和经验。

1 高压旋喷桩

高压旋喷桩是高压喷射注浆法对软土地基加固处理的一种方法，其根本原理是利用工程钻机等设备成孔，将安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴置入土层预计深度后，通过360°旋转并缓慢提升注浆管，用20 MPa 左右的压力将预先制备好的以水泥、水及速凝剂掺合料等材料为主固化剂的浆液，从喷嘴中喷射冲击土体，把土和浆液强制拌合，经一定时间的凝固，便在土中形成圆柱状的固结体，这种新的半刚性水泥土桩能提高地基强度和地基承载力。

该技术在土层性质为黄土、淤泥、粘性土等道路的地基加固施工和建筑物临时/永久地基处理中应用效果较好[7，8]。黄志成[9]证明在黏土软基实际工程中高压旋喷桩应用效果良好，处理后地基持力层承载力特征值达到180 kPa，符合设计要求。孙志崇[10]也表明高压旋喷桩加固深厚素填土地基处理是可靠有效的，处理后的复合地基承载力达到了设计要求，并节约了工程造价。

2 应用实例

2.1 研究区域

东莞市地质变化多样，其中万江街道隶属水乡片区，该片区多为后期人工造地，片区内水系发达，河涌纵横交错。其中东莞市水生态五期工程万江街道18-20年批次截污管网康富路设计路由位于两条河涌交叉处，设计管线剖面图见图1，地质环境差，多为淤泥质土及粉细砂，具有含水量高、孔隙率大、压缩性高、固结度差、抗震性能低、灵敏度高、触变性强等特点，受扰动后，其强度恢复时间较长，在地震作业下，可能出现震陷，工程性质不良。

在设计管道位置均为淤泥质土，标贯击仅为2击，地质特性极其不良。为防止不良地质造成的病害，对该位置进行了高压旋喷桩处理，并在桩顶设置砂石褥垫层，保证管道的正常使用。

2.2 施工参数的拟定

根据本工程地形条件及以往的施工经验，施工工艺参数拟采用如下：

2.3 试桩工艺及控制要点

设备、材料、人员进场就位后进行施工。

施工中的控制要点主要体现在以下几个方面：

（1）放样布孔：根据批准后的布孔方式进行放样布孔，其中心允许误差不得大于50 mm。

（2）钻孔：放样布孔后，钻机就位将钻机立轴与孔位中心对正，保证成孔偏斜率不大于1.5%。钻孔采用SGZ—ⅢA型地质钻机，泥浆护壁钻进的方法进行施工。

（3）制浆。高压喷射注浆所用水泥采用P.O42.5普通硅酸盐袋装水泥，水泥应保持新鲜，受潮结块的不再使用。因环境气温较高，浆液边用边制，因特殊原因浆液存放时间超过有效时间的，应降低标号使用或按废浆处理。高压喷射注浆所用的水泥浆比重不小于1.2。

（4）试喷：试验桩正式喷射前，先进行试喷，检验机械、管路及各连接部件的性能、密封情况，避免喷射注浆施工中出现中断。

（5）高压喷射注浆：高压喷射注浆施工时利用高喷台车将管下至设计深度，接通气、浆管路，按照试验要求拌制水泥浆液，准备就绪后，按试验要求参数进行喷射注浆，直至水泥浆液从孔口返出后，并达到设计比重时，再按拟定的20 cm/min提升速度提升喷射管，直至喷到设计高程。高喷灌浆过程中，利用返浆对先期完成的各孔进行回灌。

（6）记录：施工中钻孔、高喷灌浆的各道工序应详细、及时、准确记录。

（7）试验总结：试验桩完成后，及时对试桩工艺进行总结，并对施工中可能出现的意外情况制定应急措施。

2.4 施工质量控制及特殊情况处理

（1）高压喷射注浆自下而上进行施工，注浆过程应达到：①高压注浆设备的额定压力和注浆能满足试验的基本要求，并确保管路系统的畅通和密封。②风、浆均能连续输送，高压喷射作业时不得停喷或中断。

（2）二重管机具试运转时的空压机风压应保持0.7 MPa。

（3）水泥浆液应搅拌均匀，并进行严格的过滤，防止喷嘴在喷射作业时堵塞。

（4）随时监测水泥浆液的比重，当施工中浆液比重超出范围时，应立即停止喷浆，并调整至正常范围后，方可继续喷射。

（5）因故停喷后重新恢复施工前，应将喷头下放20 cm

～30 cm，采取重疊搭接喷射处理后，方可继续向上提升及喷射注浆，并应记录中断的深度和时间。停机超过3 h时，应对泵体及输浆管路进行冲洗后，方可继续施工。

（6）施工过程中，由专人记录各施工工艺参数，如发现异常现象，应尽快查明原因，排除故障后继续施工。

（7）喷射作业完毕后，应设专人及时进行孔口补浆，即连续将冒浆或新鲜浆液回灌至孔内，直至浆液面稳定为止。

（8）当钻进过程中遇有粒径较大的块石部位，墙体不能良好搭接时，应补孔进行灌浆处理。

（9）施工中，当冒浆量超过注浆量的20%或完全不冒浆时，应采取下列措施进行处理：①如地层中有较大空隙造成不冒浆时，可在此部位增大注浆量，填满空隙孔口回浆后再继续灌浆。②对于漏浆孔段不冒浆时，可采取停止提升，加浓水泥浆液，浆液中掺速凝剂等方法进行处理，处理后再继续灌浆。③当冒浆过大时，可通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径，或加快提升速度，减少冒浆，但应征得监理同意。

2.5 效果分析

采用高压旋喷桩对软土地基进行加固完成后，对加固后的地基养护28 d，经检测，单桩最大竖向抗压承载力为240 kN， 复合地基（单桩）最大荷载为288 kN，同时各项检测结果表明，高压旋喷桩复合地基承载力满足设计要求，达到了软土地基加固处理的目的。

3 结语

东莞市地质变化多样，多为淤泥质土及粉细砂，高压旋喷桩是目前效果比较好的地基处理方法之一，采用高压旋喷桩加固处理后，单桩竖向抗压承载力、复合地基承载力均大于设计值，满足设计要求，为类似提供参考和经验。

参考文献：

[1]何正恒.水利施工中软土地基处理技术的分析[J].绿色环保建材，2020（2）：242.

[2]张道杰，葛莹.公路施工中软土地基处理技术分析及应用[J].工程技术研究，2020，5（1）：75-76.

[3]沈勤，崔旭旺.PHC管桩静压法施工技术及问题处理[J]. 施工技术，2015，44（13）：26-29.