旋喷桩施工工艺

一 前言

由中铁十七局集团电务工程公司施工的遂渝铁路第六标段DIIIK61+871.1 2-6.0钢筋混凝土盖板箱涵，基底位于软弱土层上，软土层厚9~11米，为提高软土层的承载力和抗滑力，设计采用高压旋喷桩来加固地基，通过施工我们总结了高压旋喷桩的施工工法，基底经过成都铁路局第三方质量检测单位检测全部合格。

二 工法特点及适用范围

本段为丘间洼地，软土层，局部夹有细砂，地势平缓，基底为淤泥质粘土，最大埋深11m，下伏基岩为泥岩夹砂岩，地下水埋深为1~8m，无冻结深度。

（一）结构设计要求

1．旋喷桩的有效直径为0.45m，桩底置于基岩面上，并堪入岩层0.5m。

2．旋喷桩成等边三角形布置，桩间距1.2m。组成复合地基承载力fsp.k≥200MPa.

3．旋喷桩顶部按设计要求铺设50cm厚砂卵石夹两层双向50KN/m土工格栅。

三 工艺流程

四 机具设备

（一）材料： P.o.32.5水泥、水

（二）施工设备

高压注浆泵

   泥浆搅拌机 1000L   数量：2

五 工艺原理

（一）旋喷前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封必须良好。

（二）垂直施工时，钻孔的倾斜度一般不得大于1.5%.

（三）在插管和喷射过程中，要注意防止喷嘴被堵，在拆卸或安装注浆管时动作要快，水、浆的压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗再重新插管和旋喷。

（四）喷射时，要做好压力、流量、和冒浆量的量测工作，并按要求逐项记录。钻杆的旋转和提升必须连续不断。

（五）深层旋喷时，应先喷浆后旋转和提升，以防注浆管扭断。

（六）搅拌水泥时，水灰比要按设计规定，不得随意更改，在旋喷过程中应防止水泥浆沉淀，使浓度降低。禁止使用受潮和过期的水泥。

（七）施工完毕，立即拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵。管内部不得有残存水泥浆。

六 操作要点

（一）冒浆的处理

1．在旋喷过程中，往往有一定数量的土粒，随着一部分的浆液沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、旋喷的大致结果和旋喷参数的合理性等。根据经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施：

2．若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正常旋喷。

3．冒浆冒过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固节所需的浆量所致。

减少冒浆量的措施有三种：

1)提高喷射压力；

2)适当缩小喷嘴孔径；

3)加快提升和旋转速度。

对于冒出地面的浆液，如能迅速地进行过滤、沉淀除去杂质和调整浓度后，可予以回收再利用。但回收再利用的浆液中难免没有砂粒，故只有三重管喷嘴注浆法可以利用冒浆再注浆。

（二）控制固结形状

固结体的形状，可以调节喷射压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和速度予以控制。根据本工程需要，采用边提升边旋转 形成圆柱状。

（三）消除固结体顶部凹穴

当采用水泥浆进行喷射时，在浆液与土搅拌混合的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，造成在固结体顶部出现一个凹穴，凹穴的深度随土质、浆液的析出性、固结体的直径和全长等因素而不同，一般深度在0.3—1.0m之间。这种凹穴现象,对于地基加固或防渗堵水，是极为不利的,必须采取措施予以消除。对于新建工程的地基:当旋喷完毕后,开挖出固结体顶部，对凹穴灌注混凝土或直接从旋喷孔中再次注入浆液填满凹穴为止。

（四）喷射深层长桩

由于天然地基的地层情况沿着深度变化较大、土质种类、密实程度、地下水状态等一般都有明显的差异。在这种情况下，旋喷深层长桩形固节体时，如只采用单一的固定旋喷参数，势必形成直径不匀的上部较粗下部较细的固节体，将严重影响旋喷桩的承载或抗渗作用。以此，对旋喷深层长桩，应按地质剖面图及地下水等资料，在不同深度，针对不同地层土质情况，选用合适的旋喷参数，才能获得均匀密实的长桩。

在一般情况下，对深层土，可采用增大压力和流量或适当降低旋转和提升速度等方法。

（五）重复喷射

重复喷射有增加固结直径的效果，增大的数值主要随土质密度而定。通常在发现浆液喷射不足影响固结质量时或工程要求较大的直径时才进行重复喷射。

七 施工人员配置

  班长：1人  高压泥浆泵操作：1人    钻机操作：2人   搅拌浆液操作：1人

  技术人员：1人

八 质量控制

（一）水泥在使用前应作质量鉴定，搅拌水泥浆所用的水，应符合《混凝土拌和用水标准》。

（二）钻机安放平稳，钻杆保持垂直。旋喷时旋喷管允许倾斜度不得大于1.5%，钻机位置与设计位置偏差不得大于50mm。注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm.

（三）在注浆过程中出现压力骤然上升或下降、大量冒浆等异常情况时，应及时停止提升和注浆以防断桩。

（四）旋喷桩直径为φ45cm，固结体有效直径±50mm。

（五）旋喷桩上端嵌入粉质粘土层不小于1.0m，下端嵌入岩层不小于0.5m，加固后复合地基承载力标准值fsp.k≥200mpa

（六） 质量检验的内容：

1．固结体的整体性和均匀性。

2．固结体的有效直径。

3．固结体的垂直度。

4．固结体的强度特性（包括桩的轴向压力、水平推力、抗酸碱性、抗冻性和抗渗性等）。

5．固结体的溶蚀性和耐久性能等。

检验方法采用钻孔取芯，检验数量为成桩根数的1%。

九、效益分析

高压旋喷桩是地基处理方法之一，具有很多优点：机械设备简单，机动性强，操作简单，有效提高地基承载力的效果。但污水处理困难，影响现场环境。相对明挖换填，在相同的地地质条件下，可缩短工期，降低工程造价，应用范围广。对地基处理有很好的处理效果及经济效益。