公路工程高压旋喷桩施工技术

高杰义

(山西晋北高速公路养护有限公司，山西 晋北 048000)

0 引 言

公路工程中路基质量的高低直接影响到公路的路用性能，但是在当前公路路基施工过程中由于地质条件的影响经常出现路基沉陷等病害问题。所以这对路基出现的各种病害问题需要积极的选择有效的措施进行控制。而随着高压旋喷桩技术的出现，可以将路基沉陷相关问题解决，高压旋喷桩技术应用时通过采用高压水流切割手段对土体进行处理，使其成为旋喷桩体以达到加固土体质量的要求。高压旋喷桩应用时具备施工效率高、噪音小、无污染等优势，故而在公路路基工程中得到广泛应用。

1 技术特点

1.1 施工灵活多变

高压旋喷桩施工技术公路工建设中常用的一项技术，该技术灵活多变可以满足不同工程建设标准以及后期维护的要求。公路工程项目在运行中，受限于地质条件的影响经常出现塌陷问题，此时通过使用高压旋喷桩施工技术，利用设备喷嘴将准备好的水泥浆液以规定压力喷射到底部塌陷部位上形成稳定的主体结构形式，使其成为填充的实体，提升路基的强度[1]。

1.2 成本较低

高压旋喷桩施工技术所使用的材料比较容易取得，在相同条件之下成本是比较低的，所以可以有效的降低成本，具备较高的经济效益。

1.3 噪声小，无污染

高压旋喷桩施工技术在施工中噪声很小，并且不会产生严重的污染问题。传统施工技术应用中，会产生很大的施工噪音给周边群众产生严重的影响。而高压旋喷桩施工技术在具体的操作中，施工机械产生的噪音非常小，同时不会破坏周围环境，起到了环保的作用。

2 工程概况

某高速公路施工项目全长53 km，经过地质勘查发现，该项目处在第四纪松散沉淀物的区域内，包含粘性土、粉性土与砂土的土质形式。这一地质条件不能达到公路路基的施工技术标准，所以在项目开展施工前，需要做好软土路基的加固处理，才能满足工程的要求。综合分析现场的实际情况，技术人员确定应用高压旋喷桩的方式开展地质处理，并且开展路基施工。

3 施工技术参数确定

在高压旋喷桩施工前，需要先结合现场情况进行试桩试验，确定最为科学合理的工程技术参数，保证提杆速度、泵入压力符合技术保准。结合现场情况，确定采用桩径0.6 m、桩间距1.3 m、三角形布置方式进行施工，总计需要使用8根试验桩，编号1#～8#，试验桩长约16.0 m。

图1 工艺性试验桩布置

在试验中，桩体施工方式采取单管法进行，试块结构的28 d龄期立方体抗压强度在1 800 kPa以上，单桩允许承载力。

4 高压旋喷桩施工技术

4.1 施工准备

高压旋喷桩作业前，准备好各项施工机械设备，结合现场情况做好安装施工，检查设备的各项功能，没有任何故障问题，保证达到要求后才能投入到工程中施工。按照施工工艺标准，检查完毕后，对设备开展联机试验检测。检测阶段，各个设备的压力、流量等达到浆液喷射施工标准。如果经过检查需要进行浆嘴与风嘴的更换，可以先开展试喷作业，符合喷射的标准要求后才能正式施工。

4.2 测量放线

为了使得桩体结构定位达到精确的标准，应该根据要求设置外围控制网，现场设置内部控制点网，然后做好桩位检测确定。在现场施工中，按照各个桩位桩位的情况做好现场内控制网点的设置，一般会通过外围、场内两个控制网的设置，以达到桩位精度的标准。控制网确定完成后，开始桩位测量放样。桩位确定后，在现场需要埋设标桩，选择直径16 mm以上的钢筋制作标桩，埋设深度在0.8 m以上。为了防止施工阶段导致标桩损坏，应该加强保护处理。标桩设置后，要做好测量复核检测，达到精度要求才能由监理工程师检测确定。

4.3 钻孔就位

根据确定的孔位进行桩机安装施工，与孔位是对正的，精度合格。钻机安装完成后，保证垂直度符合标准，如果发现不能满足设计要求，需要做好校正处理，避免在钻孔桩出现倾斜等质量问题。钻机作业环节，防止发生窜浆的情况，开始先做好单排桩的旋喷作业，然后是双排桩旋喷施工，这两个部分的施工间隔超过24 h[2]。

4.4 钻孔

为了使得桩孔垂直度合格，孔壁稳定性达标，通过钻机实施预先成孔作业。钻孔直径为130 mm，以预先成孔方法穿越上部砂层的结构。钻孔作业阶段，随时检查确定，保证垂直度达标，以提升钻孔施工质量。如果钻进环节有钻杆倾斜的情况发生，应该立即纠正处理。钻孔作业环节，钻进速度的控制非常重要，确保倾斜缺陷问题得到解决。

4.5 下注浆管

下注浆管环节做好喷头防护工作尤为重要可以预防发生风嘴、浆嘴的堵塞问题。如果下入注浆管的过程中发现高喷管不能下入，需要结合实际情况做好现场处理工作。从工程具体情况出发，如果没有严重的塌孔问题发生，需要将喷嘴下入到规定深度。注浆管无法下入到内部空间，可以通过压注浆泵送水泥方式进行喷管摆动处理，摆动的同时下管作业。

4.6 制浆

本次项目中选择应用的是强度为32.5普通硅酸盐水泥材料，浆液比重为1.6～1.8之间。根据试验标准要求，合理确定水灰比参数，各个原材料加入比例合格。利用搅拌机制作水泥浆液，且制作环节要提起足够的重视，利用称重的方式进行各个材料加入比例符合要求，各个材料的加入比例偏差不能超过5%。如果选择高速搅拌处理法方式，时间不能超过60 s，如果普通搅拌处理，搅拌时间不超过90 s。浆液温度严格控制，以5～40 ℃之间为最佳。浆液结束后，4 h内全部使用完毕，如果超出规定时间，应该做废弃处理，禁止使用[3]。

4.7 喷射注浆作业

注浆管插入到规定施工位置，根据送浆、送风的方法开展施工。首先是孔底部位上进行连续数秒的定喷作业，然按照设计要求调解泵压与风压参数，在孔口返浆符合要求后，就要根据旋转、提升同时的作业方式开展施工。旋转速度为20～25转/min之间，提升的速度则应控制在20～25 cm/min之间。桩头下部1 m施工区间内，提钻应该按照最慢的速度进行，然后进行复喷施工，此时可以提高桩体密实度的标准。

喷浆作业后，要做好注浆孔的二次回灌施工。根据施工试验的要求，明确具体技术参数，然后是做好高压旋喷作业施工。在施工环节，需要及时做好水泥浆液比重的检查，如果浆液的比重无法达到技术标准要求，应该停止喷杆的提示施工，并且做好浆液水灰比参数的调整，经过检查符合工程要求才能再次喷浆作业。喷射注浆阶段，技术人员需要做好各项参数的记录，最为关键的就是提升速度、喷射压力、流量、气压等。高压旋喷灌注作业阶段，保证施工连续进行，且重复喷射灌浆的长度要超过0.3 m。如果灌浆环节，有压力突然提升或者下降的情况发生，需要及时检测孔口回浆浓度，经过处理后才能继续施工[4-5]。

4.8 回灌浆液

高压喷灌作业结束后，因为浆液固结环节会存在体积收缩的情况，孔内浆液下降的速度会比较快，所以此时连续进行喷孔的浆液回灌处理，且要连续压浆施工，如果浆液没有再次下降即为合格。

4.9 提管冲洗

浆液喷射作业阶段，应该把注浆泵的吸管转移到水箱内部，同时需要及时进行管道的清洗处理，达到洁净度的要求，防止管道内部有浆液存在而产生堵塞的问题，否则将会给后续施工产生不利的影响。

5 结 语

总而言之，在高速公路工程施工中，对于路基工程的承载力、强度有着很高的要求。但是由于地质条件等综合影视的影响是的路基工程的指标达不到实质要求，而通过高压旋喷桩技术的应用后可改善路基土体强度的性能，使得路基各方面综合参数满足实施要求，对推进公路工程的建设有积极作用。