高压旋喷桩施工技术要点及质量保证措施探析

黄灵玲，蒋如洁，何文光

（浙江省正邦水电建设有限公司，杭州 311200）

高压旋喷桩技术是通过钻床向深土层内安装注浆管，用高压注浆从喷头喷出的方式，冲击破坏沙土，钻杆在此过程中会将浆液与沙土粒等材料混合搅拌，最终成为一个圆柱状的浆液沙土凝固体。目前，高压旋喷桩施工技术的应用已经比较成熟，相关工艺技术在实践中逐步完善。文章以三门县海塘加固工程为例，重点对高压旋喷桩施工技术工艺的选择、施工技术要点以及施工质量控制等方面进行分析。

1 工程简介

三门县海塘加固工程（浦坝北岸闭合塘标段）位于三门县东南部的浦坝港镇，是三门县海塘加固工程组成部分。本工程在长坝头闸站的上、下游消力池等部位地基采用高压旋喷桩加固，设计桩径为600mm，桩距1m，桩数量为1703根，桩长8m。该工程采用水泥型号为42.5R，水泥掺入量计划按21%（113kg/m）分别进行现场施工；水灰比为1(浆液密度：1.51g/cm3)；提升速度0.20m/min；设计要求28d无侧限抗压强度达到1.5MPa，单桩承载力与复合地基承载力分别高于80kN与90kPa。

2 施工工艺与技术要点

2.1 施工工艺流程

本工程采用单重管高压旋喷桩施工工艺，施工工艺流程图，如图1 所示。

图1 旋喷桩施工工艺流程图

2.2 施工技术要点

2.2.1 桩位放样

在开始施工之前，需用全站仪放样以确定每个桩位的位置，确保桩孔偏差在合理范围以内。

2.2.2 钻机就位

钻机进场后需到达指定位置进行开工前的准备工作，包括调平、对中等，器械工作参数均须达到开工标准；钻机调整完毕后，施工时所需的空气压缩机、高压泵以及泥浆泵等设备也需进行相应的调节，尽量避免在工作时出现问题；钻机工作前需对钻杆尺寸进行调整，要符合工程的设计需求[1]。

2.2.3 钻进

在钻进工作正式开始前，需将运行中的机械在地面进行试喷，试喷效果符合要求后，保持机器的旋转状态进行钻进工作。此时还需要喷水配合钻进作业，喷水的目的是避免砂土泥浆堵塞喷口，水压不宜过大，保持在1MPa 以内即可，在此配合之下，继续钻进作业。同时应注意钻进过程中相关数据的记载，随时记录钻杆节数，保证钻孔深度数据，在达到设计标高后停止钻进工作。

2.2.4 浆液配置

水灰比例一般取1.0~1.5，水泥型号为42.5R，在施工正式开始前1h 需将水泥浆准备妥当，搅拌时，按照正确的顺序依次添加水和水泥，搅拌时间要超过3min，浆液的搅拌不能停顿，直至在搅拌机内达到喷浆。在将浆液排放至料仓的过程中需要筛除里面未能充分溶解的水泥硬块，最后，将准备好的水泥浆送至器械内即可开始喷射注浆作业。

2.2.5 高压喷射注浆

高压喷射注浆作业是需要连续进行的，整体作业方向是从下到上的。作业流程是需要先零荷载开启空压机，空压机可以正常运转之后，继续零荷载开启高压泵，同时向孔内输送风与水，在输送的风量和泵压达到预定值的时候，方可开启注浆泵，当泵头有水泥浆喷出后开始提升作业。钻杆的作业状态应在施工过程中尽可能保持不间断地进行钻进工作，工作时不要轻易中断，如果工作时钻机出现意外，需要立即停止相关施工作业，在切断电源之后对钻机进行检修。在钻机旋喷时，可以通过适当延长喷浆时间保证桩底部乃至整个桩的质量，提高成桩率。随着钻进工作的持续进行，需及时观察土层性质的变化，适时调整旋喷参数，以适应工作要求。

2.2.6 钻机移位

当钻机旋喷提升达到工程设计的数值时，需要立即停止作业，并将机械放置在合理的位置，不对桩造成影响，工作结束后，需清洗注浆泵和运输管道，最后将钻机移位，以待后续工作。

2.3 高压旋喷桩施工主要技术参数

表1 高压旋喷桩施工主要技术参数

2.4 施工控制要点

1）施工前应处理好场地，确保“三通一平”，报告工程监理；对所有的进场水泥量、每日使用水泥量做好登记管理记录，方便随时查验复核等工作进行；高压旋喷桩的施工作业应由专业人员负责，并且施工过程需要相关人员的全程监控，并做好施工日志记录表，按照要求工作。

2）桩的长度需要按照设计要求施工作业；在钻机进入场地之后开始作业之前，需要及时进行调平、对中等工作；钻杆长度也应用相对明显的颜色画出刻度线，方便施工人员了解钻孔深度，在成桩4 周后的时间点要钻孔取芯，测量桩长度钻机就位时底座需要及时调整平稳，并且立轴、转盘需与孔位对准，倾角误差不能超过1%；喷浆前要确保钻杆尺寸已经校准符合施工要求，在成桩28d 后钻孔取芯，检查成桩效果。

3）在正式作业之前，需对相关机械设备做统一检修，使机械设备的各项性能指标，可以达到施工作业时所要求的相关参数；当注浆泵机启动后，特别注意不要一开始就注浆提升，一定要等泥浆流出喷嘴时才能开始喷浆，并且喷浆时需要从下到上开始旋喷注浆。

4）在旋喷桩的施工作业中，将常会有沙土伴随浆液冒出地面的情况发生（即冒浆）。需要观察冒出浆液的量有多少。一般情况下，只要冒浆量不超过20%都是正常的；但也不能完全无冒浆或者冒浆量过大超过20%，出现这两种情况时表示施工作业可能存在问题，需要及时查明情况，并采取正确的措施[2]。

3 质量要求与保证措施

3.1 质量要求

3.1.1 质量检验

在成桩的第3 天，应用轻型动力触探检查桩身的均匀性；无侧限抗压强度试验需要达到28d 1.5MPa；在28d 荷载试验中，需单桩承载力与复合地基承载力分别超过80kN 与90kPa。

3.1.2 外观检查

桩体外观检查，桩体表面应均匀圆滑，没有凹陷情况，也没有缩颈现象；水泥浆液的搅拌施工足够均匀，桩体凝结密实，不松散。

3.1.3 检验标准

高压旋喷桩的检查标准，如表2 所示。

表2 高压旋喷桩的检查标准

3.1.4 检验程序

①施工准备→②编制施工方案→③施工技术交底→④现场试桩→⑤检桩→⑥检测合格后→⑦高压旋喷桩施工。

3.1.5 施工检查内容

1）施工前检查：

在施工前，需检查原材料的质量合格证书，谨防质量造假；浆液配比需要符合工程条件；设备运转是否正常，尤其是高压旋喷设备、空压机、泥浆泵等，在正常作业之前都应开机试运行，确保所有设备都能正常运行；检查桩位的位置信息不能出错，检查相应仪表、仪器的功能，需均可正常工作，不能出现停表、反应迟钝等状况，还需保证供压、供水等的数值符合标准；在施工作业前需进行试运行，根据实际情况及时调整施工参数[3]。

2）施工时检查：

在施工时，需要经常检查的项目有以下几种：要确定钻机钻杆的垂直程度和钻头的相对位置；明确水泥浆液的配比数据；确定喷射注浆时的喷射压力、喷射速度以及喷射量等；还有钻机转速、沉钻与提钻速度等。

3）施工后检查：

在施工完毕后，主要检查固结体是否达到设计的要求，会选用相关的参数进行综合检查评估。

3.1.6 成桩质量检查

在高压喷射注浆结束后28d 左右进行成桩质量检查，通过检查关键部位的内芯情况确定桩的质量标准，对于不合格的需要进行补充喷浆，直至达到质量检查的要求方可。

3.2 质量保证措施

为使施工质量达到工程要求，在工程中经常采用一些质量保证措施，在本次工程中，采用的质量保证措施有如下10 种：

1）在正式灌浆之前，还需先在地面试验，待符合要求之后可以开启注浆施工作业。

2）施工尽量避免相邻孔喷浆，相邻孔之间容易出现串浆的情况，提高了喷浆失败的概率。

3）施工所用材料均须出具质量合格证明，并分批次抽查，对不合格的材料不予使用；尤其是水泥，既要做好前期的质量控制，也要做好后期的质量管理，特别是做好防水。

4）在确定施工材料配比之前，需先试桩，试桩效果符合要求之后，正式施工作业即可应用试桩时的材料配比，每日的施工作业就有保障。

5）正式施工前需要进行成桩试验，由参与工程的各个单位共同决定相关施工参数，保证成桩直径符合设计要求。

6）在喷浆施工时，需将速度控制在合理范围之内，整个喷浆过程应当保持均匀、连续，尽量避免喷浆间断情况的发生；施工过程中出现任何问题，可根据需要暂停施工作业，检查问题并排除故障，再次喷浆时需要增加50cm 的接桩量，避免出现断桩之类的情况。

7）高压喷桩成桩之后，需要返浆回灌，保证在桩体凝固收缩后的高度符合设计标高，需要注意的是回灌的水泥浆液浓度配比应较大。

8）施工作业现场需配置技术人员，技术员应及时注意检查相关技术参数保持在合理的范围内，如注浆速度等参数均须满足设计要求，同时对于施工现场出现的特殊状况、质量隐患等需及时处理。在施工中遇到原有地质报告与实际钻孔情况有出入的，应如实记录，真实反映当前工作的实际状况。

9）在施工中当做到灵活应变，在实际的施工中会出现各种各样的突发情况，比如地质条件变化与原有设计不符，此时需核对施工工艺，如有需要，及时调整施工工艺参数，保证桩的施工质量，同时应就参数调整等事项及时和各单位部门做好沟通，取得同意后方可在新的参数指标下继续施工。

10）在施工现场，除了应用中的设备之外，需要多配备一些配件，尤其是容易损坏的、容易出现故障的、使用频率高的配件，对于这些设备配件要多做准备，避免机械设备发生故障时不能工作，延误工期，增加成本。

4 结 语

在三门县海塘加固工程中，通过采用单重管高压旋喷桩施工技术在需要加固的地基处进行加固，路基的承载能力得到了提高，并且应用高压旋喷桩施工技术有效减少了基础工程的不均匀地基沉降，发挥了该工艺的优势。在施工过程中，根据要求控制相关技术要点，并且质量控制工作贯穿施工的前、中、后各个阶段，按照要求施工、检查，充分保证工程质量。