维普资讯 http://www.cqvip.com ２ ０ ０ ７年９月 第３３卷第２７期 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ ｎ瓜Ｅ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．２７ Ｓｅｐ．２００７ ・１１９・ 文章编号：１００９—６８２５｛２００７｝２７—０ｌ１９—０２ 高压旋喷桩在地基加固中的应用探讨 程云朋 摘要：分别介绍了单管旋喷法、双管旋喷法和三管旋喷法的工作原理，重点讨论了单管旋喷法进行旋喷桩施工的施工 方法、工艺和技术要求，并对如何控制其质量做一探讨，从而保证良好的施工效果，达到地基加固的目的。 关键词：旋喷桩，施工工艺，质量控制，地基加固 中图分类号：ＴＵ４７３．１ 文献标识码：Ａ １旋喷桩概述 的固结体，成桩直径一般为４０ ｃｍ～５０ ｃｎｌ，其加固质量好成本低 双管旋喷法是在单管法的基础上又加以压缩空 高压旋喷桩是高压喷射注浆法地基处理中的一种，就是利用 但固结体直径小；钻机等设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴置入地面以 气并使用双管道的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个同轴双 高压浆液以２０ ＭＰａ－３０ ＭＰａ左右的压力从内喷嘴中高 下，用高压泵等装置，以２０ ＭＰａ左右的压力把浆液从喷嘴中喷射 重喷嘴，在射流的外围加以０．７ ＭＰａ左右的压缩空气喷出，以增 出去，冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动使浆液 压喷出，利用此法在土体中形成直径明显增加的柱状固结 与土体混合。经一定的时间凝固，便在土中形成新的固结体，与 大喷射范围，体；三管旋喷法，使用分别输送水、气、浆三种介质的三重灌浆管。 周围土共同承受荷载。 按照喷射介质及管道一般可分为：单管旋喷法、双管旋喷法 高压水流和外围环绕气流同轴喷射冲切破坏土体，喷嘴周围加上 圆筒状的空气射流，进行水、气同轴喷射，可以减少水射流与周围 和三管旋喷法等。 避免水射流过早雾化，增强水压力 喷嘴边旋转、边 单管旋喷法是通过单根管路，利用高压浆液（２０ ＭＰａ～ 介质的摩擦，边提升在地基中形成较大的负压区，携带同时压人的浆液充 ３０ ＭＰａ）喷射冲切破坏土体，使高压浆液与土体混合凝固形成新 喷射、气体保护焊，其冷却时间在２ ｆｎｉｎ～５ ｍｉｎ之间；２）将桩的连接方 ７结语 式由焊接改为机械连接，减少管桩焊缝冷却时间，避免接头钢材 预应力管桩在沿海地区应用非常广泛，ＰＨＣ桩由工厂制成， 冷脆效应的产生。 是离心混凝土，且一般都用蒸汽养护，生产养护周期短，混凝土质 ５软基处桥涵基坑回填 量有保证。在软基加固全面展开施工前，应根据地质情况，根据 对采用预应力管桩加固的桥涵，设计中其基坑回填采用的是 桩型及锤击式施工机械拟定２个～３个施工方案进行试桩。其目 最后一锤贯人度、最后２ ｍ的每米 级配碎石，而桥涵两侧路基预应力管桩距离桥涵边墙的位置一般 的是通过试桩确定锤重、冲程、不大于桩帽间距，基坑回填的级配碎石将在管桩桩帽之下。在软 锤击数，同时根据地质情况确定进入持力层并满足设计要求的锤 并结合设计地质资料确定可行的终锤标准以指导全面施 基处管桩施打完毕后，上面浇筑３５ ｃｒｎ的管桩桩帽＋１０ ｃｒｎ碎石 击数；垫层＋２０ ｃｒｎ土工格室碎石垫层＋１０ ｃｎｌ碎石垫层，这样高强度 工。但是预应力管桩施工桩长不易与地层变化相协调，导致截桩 土工格室将铺设到桥涵边墙位置，土工格室的受力能够满足设计 浪费较多，大量施工时可考虑批量定制不同长度桩型，尽量减少 随着预应力管桩在客运专线软土路基处理中的广泛应 要求，桥涵的基坑回填级配碎石就起不到作用，建议采用一般的 截桩长度，用和发展，以及人们对它的理论研究和工程实践的不断积累，预 碎石填料进行桥涵基坑回填，从而降低成本。 ６桩间土的作用 目前，设计没有考虑预应力管桩桩帽之间土的承载力，建议 管桩应改变设计思路，即目前对桩间土不进行填料种类考虑，不 发挥任何作用改变为将桩间土的承载力作为安全储备来设计；充 应力管桩施工技术会不断的得到提高。 参考文献： ［１］徐至钧．预应力混凝土管桩基础设计与施工［Ｍ］．北京：机械 工业出版社，２００５．４． Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９９９．８． 分发挥桩间土的承载力，并据此设计管桩间距，管桩的长度及垫 ［２］李克钏．基础工程［［３］杜显洲．静压预应力管桩压桩力及常见问题的探讨［Ｊ］．山西 层厚度，使桩土均能达到各自的极限承载力，然后考虑一定的安 全系数，以达到最佳的经济效应和社会效应。 建筑，２００５，３１（６）：５０—５１． Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ ｉｎ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｗｏｒｋｓ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｒａｉｌｗａｙ ｌｉｎｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｆｏｒ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｃｏａｓｔａｌ ａｒｅａｓ 圈｝Ｉ（）ｌ Ｊ Ｘｉｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ｅｎｃｏｔｍｔｅｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｆｉｅａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ ｉｎ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｗｏｒｋｓ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｒｍｌｗａｙ ｌｉｎｅ ｐｒｏ— ｊｅｃｔ ｆｏｒ ｐａｓｓｅｇｅｒｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｃｏａｓｔａｌ ａｒｅａｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｃｕｓｈｉｏｎ ｓｅｔｔｉｇ，ｃｎｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｐｉｅ ｐｐｉｌｅ ａｔ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｓｉｔｅ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｃｕｌｖｅｒｔｓ，ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｊｏｉｎｔｓ ｏｆ ｐｉｌｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｏｃｅｌｌ＋ｇｒａｖｅｌ ｃｓｈｉｕｏｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ｉｄｓｃｕｓｓｉｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ；ａｔ ｔｈｅ ８＆ｎｌｅ ｔｉｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏ￣ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｕｍ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌｒ ｗｏｒｋｓ．ａ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｐｉｅ ｐｉｐｌｅ，ｗｏｒｋｉｇ ｃｕｓｈｉｎｏｎ，ｊｏｉｎｔ，ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 收稿日期：２００７—０５．１９ 作者简介：程云朋（１９８３一），男，助理工程师，中铁一局第１￣ｔＳＥ程有限公司，陕西咸阳７１２０００ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ １２０ ・ ． ． ２第３ ０ ３卷篓２０ ７ ９年 月７耆 １．１３ 西 建 筑陶 两道过滤网的过滤，以防止喷嘴发生堵塞，抽入储浆桶内的灰浆 要不停地搅拌。 填空隙，就在地基中形成较大的固结体，起到地基加固的目的。 ２旋喷桩施工工艺及方法 ２．１施工工艺及流程 整平原地面一测量放样桩位一钻机就位一对准桩心一钻杆 下沉一钻杆上提喷浆强制搅拌一复拌一提出钻杆并清洗钻杆一 钻机移位。 ３．２施工过程中的技术要求 １）桩位偏差小于５ ｔｉｎ，钻孔孔斜小于１．５％，要经常检测孔斜 以保证孔斜在要求范围内。２）钻杆要进行量测，并做好记录，经常 检查孔深，确保钻孔达到设计深度。３）旋喷过程中严格控制电子 称的计量及喷浆压力、提升及旋转速度。４）提升过程中拆卸钻杆 ２．２具体操作流程及方法 １）做好施工前的准备工作如材料储存棚的搭建、机械设备的 安装地点、施工水电的供应以及排水沟位置、场地平整等一系列 准备工作。 ２）桩位测设。桩位测量放样应严格按照图纸设计测设，偏差 不得大于５０ Ｈｕ１１。 后，继续喷射施工时，保持钻杆有效搭接长度不小于１０ 。５）经 常检查压力系统、管路系统，使压力、流量能够达到规范要求，防止 管路堵塞引起断桩，喷射不均匀等事故的发生，确保成桩质量。 ３．３施工过程中的注意事项 １）喷射注浆前要仔细检查高压设备、管路系统，设备压力和 排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好，各通道和 ３）试桩及相关参数的确定。为保证施工质量应严格遵守试 桩要求，在展开大批量制桩前必须进行试桩。试验桩数不少于３ 排９根，以便根据地质情况选择符合工艺的施工参数。现根据以 往施工经验及相关规范提出试桩用工艺参数如下： 旋喷提升速度宜控制在２０ ｃｍ／ｍｉｎ ２５ ｃｍ／ｍｉｎ范围内；旋 转速度宜控制在１５ ｒ／ｍｉｎ－－２２ ｒ／ｒａｉｎ；喷浆压力控制在２Ｏ ＭＰａ～ ３０ ＭＰａ范围内；清水压力控制在７ ＭＰａ～１５ ＭＰａ左右；桩顶１ １ＴＩ 范围内应选用较慢的提升速度和旋转速度，一般采用提升速度 １５ ｃｍ／ｍｉｎ￣２０ ｃｍ／ｍｉｎ；旋转速度１０ ｒ／ｎｌｉｎ～２０ ｒ／ｒａｉｎ。 喷嘴内不得有杂物。２）喷射注浆后由于浆液的析水作用，一般均 有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用０．６ 的水泥浆进行补灌，并防止其他钻孔排出的泥土杂物进入。３）在 喷射作业过程中，应随时观察冒浆情况，以及时了解土层情况，喷 射注浆的大致效果和施工参数是否合理。冒浆量小于总喷浆量 的２０％为正常情况，超出２０％或完全不冒浆时，应及时查明原 因，并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起不冒浆，可 在浆液中加入适当的速凝剂或增大注浆压力。如冒浆量过大，可 ４）喷嘴直径的选择。喷嘴安装在钻头侧面，是旋喷注浆的关 键部分，喷嘴直径的大小对喷射流速度影响很大，一般单管注浆 中喷嘴直径选用２．０ ｒｎｍ￣３．２ ｍｍ。 ５）钻机就位。钻机安放在设计孔位并应保持垂直，机座平 稳。施工时旋喷管允许偏差不得大于１．５％。 ６）钻孔。单管旋喷常使用７６型旋转震动钻，钻孔深度可达 ３０ １ＴＩ以上，适用于标准灌入度小于４０的砂土和粘性土层。当遇到 较硬地层时宜用地质钻机钻孔。钻孔的位置偏差不得大于５０ ｒｍ１ｏ ７）插管。对于使用单管喷浆进行旋喷桩施工来说，插管与钻 孔合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。 ８）喷射作业。当钻孔到达设计深度，喷灌到达孔底时由下而 上进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液的初凝时间， 注浆量、喷浆压力、旋转和提升速度、冒浆量是否符合设计要求， 并随时做好记录，绘制作业过程曲线图。 减少量或加快提升速度和旋转速度，也可以通过缩小喷嘴半径达 到减少冒浆。４）冒浆应妥善处理，一般采用沟槽把各桩连接起 来，冒浆随沟槽流通在各桩之间形成系梁，使整个桩区形成一个 大的固结团体，提高复合地基整体承载力。５）为了加大成桩有效 直径避免防止固结体缩小，可采用增加喷浆压力或缩小喷嘴直径 的方法。６）中间喷浆量不足或因机械故障、停电停水导致的施工 中断，必须进行复打，复打长度不小于整桩长度。７）施工过程中 要加强前后台施工配合，相关参数必须符合要求。８）当喷浆接近 设计标高时，为保证桩头施工质量，搅拌机在桩头１ １ＴＩ范围内宜 采用慢速，当喷管即将出地面的时候停止提升，搅拌１０ ｓ～２０ Ｓ 保证桩头均匀密实。 ３．４效果检验 一般检查频率为５，在施工完成２８ ｄ后对单桩、群桩进行取 芯检测，并做复合地基承载实验，确保加固后的地基达到设计要 求的承载力，满足工程要求。 ９）冲洗。喷射作业完成，应把注浆管等机具冲洗干净，管内不 得残存水泥浆，通常把浆液换成水在地面喷射达到清洗的目的。 １０）钻机移位到新的桩位。准备下一个作业循环。 ４结语 由于高压旋喷桩施工技术性强，要求严格等特点，因此要求 所有研究者、从业者在具体施工过程中应不断探索、总结。 参考文献： ３质量控制 ３．１原材料质量要求 旋喷桩用水泥必须为普通硅酸盐水泥，使用前必须进行严格 检测，防止过期、受潮、结块、变质等以免影响成桩质量。 配制水泥浆液时，用水易采用饮用水，地下水、污水不得采用； 水泥采用４２５号普通硅酸盐水泥。水灰比一般采用１：１～１．５：１ 范围内，根据每根桩用浆量，提前制作，并充分搅拌，搅拌时间少 ［１］殷永刚，屠筱北、公路工程地基加固［Ｍ］．北京：人民交通出版 社．２００２． ［２］王书斌，杜群乐、公路路基施工要点与质量控制［Ｍ］．北京：人 民交通出版社，２００５． ［３】陈冠雄，黄国宣，洪宝宁，等、广东省高速公路软基处理实用技 术Ｉ Ｍｌ、北京：人民交通出版社，２００５． 于１５ ｍｉｎ的不能使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经 Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｂｙ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ＣＨＥＮＧ Ｙｕｎ－ｐｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｉｇｌｎｅ ｐｉｅ ｊｐｅｔ ｇｒｏｕｔｉｇ ｍｅｎｔｈｏｄ，ｄｏｕｂｌｅ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ ｐｉｐｅｓ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｇｌｎｅ ｐｉｐｅ ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｇ ｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓ— ｓｅ ｔｈｅ ｗａｙ ｔＯ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｔｓ ｑｕａｌｉｔｙ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｅｎｓｕｒｅ ｗｅｌｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｎｄ ａａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｊｅｔ ｇｒｏｕｔｉｇ ｐｉｎｌｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｇ ｎ
