旋喷桩工艺及质量控制

1、施工概述

1、4#风井距9层中发电子大厦较近，为保证大厦安全，该处采用不降水施工，以防止降水时带走砂粒，从而危及大厦安全。1、4#风井及4#风道靠近中发电子大厦侧设计双排旋喷止水帷幕，设计1、4#风井及4#风道外侧旋喷桩共计161根，其中1、4#风井83根，4#风道78根。旋喷桩分内外两层，外侧旋喷桩长度32.2m，内侧旋喷桩与相邻钻孔桩长度相同，旋喷桩采用三重管法施工，即：先送高压水、再送水泥浆和压缩空气，使用φ87钢管为注浆管，喷射流为浆液，以23--28MPa 压力从喷嘴中喷出，直接冲击切削土体，达到水泥浆置换土体颗粒，加固地基的目的。桩体设计直径800mm。

2、施工方法

先采用∮110钻机引孔，再用旋喷机喷射，即再把浆液管下到预定加固范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体，一次成桩，其工作步骤为：

1. 钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆（注浆管）对准孔位中心，偏差不超过5cm。

2. 钻孔下管：钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置，在下管过程中，需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴。

3. 制  浆：

喷射注浆材料用425号普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比取1.2，灌入水泥浆液比重取1.6，为保证旋喷止水效果，保证桩体质量，要求在桩体有效加固长度内不少于420kg/m水泥。

4．试  管：当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。

5. 高压注浆作业：高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合设计要求。喷射压力高即射流能量大，加固长度大，效果好，若提升速度和旋转速度适当降低则加固长度随之增加，在射浆过程中参数可随土质不同改变。

6. 喷浆结束与拔管：喷浆由下而上至地面以下2m处应停喷，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后不能拔出。

7. 浆液冲洗：当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。

3、旋喷桩质量保证措施

1．质量标准

（1）保证项目

旋喷桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比。检验方法：检查出厂证明、合格证、试验报告。

（2）基本项目

旋喷桩深度、直径、整体性、桩体强度等及其物理力学性能必须符合设计要求。

检验方法：钻孔取样检验、开挖检查或冒浆体试块试验，取施工过程中冒浆体试验其物理性能，作为判断强度参数，所取冒浆应选取喷射后期的即水泥与土混合状态较接近地下实际混合状态的冒浆。根据触探击数N10 用对比法来判断桩身强度。

（3）允许偏差

旋喷桩的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。

检查数量：按桩数抽5%。

项  目            允许偏差               检验方法

桩体中心位置        50mm              拉线及尺量检查

钻孔垂直度          0.5%              吊线和尺量检查

2．施工注意事项

（1）钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在10mm 内。

（2）旋喷桩施工前必须确定以下旋喷参数：旋喷速度、提升速度、喷嘴直径。旋喷施工主要技术参数如下：

项  目                 参  数

喷嘴直径（mm）         φ2

喷嘴个数（个）         2

旋喷速度（r/min）      10

提升速度(mm/min)       120～140

高压泵

压力（MPa）            24--28

流量（L/min）          75--90

空压机

压力（MPa）            0.7

流量（L/min）          1.2

泥浆泵压力（MPa）      0.9-1.2

流量（L/min）          58--90

（3）旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。

（4）旋喷冒浆处理

冒浆：旋喷时高压喷射流在地基中切削土体，其加固范围就是喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体。一部分细小的土粒被喷射浆液所置换，随着液流被带到地面上（俗称冒浆），其余与浆液搅拌混合。

在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，应查明原因，采取相应的措施。

地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。

（5）在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗，再重新进行插管和旋喷。使用双喷嘴时，若一个喷嘴被堵，则用复喷方法继续施工。插管过程中，为防止泥砂堵塞，可边射水边插管，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以免泥土堵塞。

（6）选用水泥应经试验及过筛，其细度应在标准筛（孔径0.08mm）的筛余量不大于15%，浆液搅拌后不得超过4 小时，当超过时应经专门试验，证明其性能符合要求方可使用。

（7）钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆要保持钻杆有0.3m搭接长度，以免旋喷固结体脱节。中途机械发生故障时，应停止提升和旋喷，以防断桩。并应立即检查，排除故障。为提高旋喷桩承载能力，在桩底部1m 范围内应采取较长持续时间的措施。

（8）当采用水泥浆进行旋喷时，在浆液与土搅拌混合的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，造成固结时出现凹陷（凹陷通常在桩顶0.3～1m 之间），深度随土质、浆液析出、固体直径等因素而异，当桩头凹陷量大对土加固及防渗影响大，应采取静压注浆补强。

（9）旋喷桩体的施工质量是保证施工期间基坑围护止水的关键，旋喷桩施工时，应严格按照施工规范进行施工。其施工要点如下：  

1）高压喷射注浆的施工参数应根据地质条件，通过现场试验和施工经验确定，并在施工中严格加以控制，三重管法高压水射流的压力应大于20Mpa。  

2）施工时应保证钻孔桩位偏差不应大于50mm。

3）喷射压力，提升速度对成桩直径有较大影响，应根据深度及土质条件进行调整。

（10）旋喷桩施工完成后，不能随意堆放重物，防止旋喷桩变形。

4、旋喷桩安全技术措施

旋喷施工采用高压喷射为主的手段，尤应注意安全措施。

1） 高压泥浆泵应全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在，各密封圈完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时断销卸压。

2）压力表应定期检查，保证正常使用，并要求将压力表检测证书送项目部试验室。

3）一旦发生故障，要停泵停机排除故障。

4）司钻人员需熟练操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆作用原理。

5）高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯不小于规定的弯曲半径，防止高压胶管破裂。