高压旋喷桩在回填砂地基处理上的应用

　　摘要：高压旋喷注浆法用于地基加固处理在我国已是较常见的地基处理方法，利用高压旋喷桩施工法，可以提高地基的抗剪强度，改善土的变形模量。此法加固地基的质量可靠，施工时无噪音无震动，可以不影响既有和临近建筑物正常使用功能。本文从高压旋喷桩的加固机理、施工关键工序、观测成果数据以及分析、效果验证等几个方面对高压旋喷桩进行了论述。
　　
　　关键词：高压旋喷桩，施工流程，质量控制，效果验证
　　
　　高压旋喷桩施工技术是上世纪70年代日本首先提出，它是在静压灌浆的基础上，引进水力采煤技术而发展起来的，是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。
　　高压旋喷桩地基加固技术是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，将浆液以20MPa左右的高压水流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度上升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后在土中形成具有一定强度的人工复合地基，该技术应用广泛，具有方便，工艺简单，地基加固见效快、耐久性好、施工工期短等优点。
　　施工单位应在工艺性试桩开工前及时编制施工方案，内容包括施工准备工作及施工工艺质量保证措施，施工设备（包括配套设备）、人员、安全、环保等。在高压旋喷桩开工前，应根据地质情况选取代表性地点做不少于5根工艺性试桩，以便取得符合设计要求的工艺控制数据，其中包括：提升速度，旋转速度，水压，水量，浆压，浆量，喷嘴直径与个数，各种材料的使用数量，进浆密度等数据，并经质量检验合格后，写出试桩总结报告，报驻地办初审，经总监办审批后，才能作为施工控制依据，操作规程，并严格认真执行。
　　高压旋喷桩施工工艺流程依次为平整场地，施工放样，桩机就位，贯入喷射管，喷射注浆，拔管，冲洗。工艺流程图见下图：
　　
　　
　　高压旋喷桩流程图
　　施工工艺质量控制要求：
　　在复检现场测量放样的中桩、边桩的放样是确定使用正确的数据和方法，桩位要做出明显标志，在确定桩数、桩距、桩位、处理宽度的正确后，同时在现场的技术人员、自检人员、监理都有一份经签认的施工桩位图副本，才可钻机就位，并开始作业。
　　钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm，桩身垂直偏差不超过1.5%，施工应对桩机的定位及垂直度进行认真检查，并填写检查记录表。喷射孔达到标高时，即可喷射注浆，在喷射注浆参数达到规定值后，随即分别按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求，提升喷射管，由下而上喷射注浆、喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，可采用复喷注浆工艺，即注浆过程中，在不改变施工参数的情况下，对同一土层进行重复喷射，可以增加土体破坏有效长度，从而加大固结体的直径、长度和固化强度。
　　在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降，上升或冒浆异常时应查明原因，并及时采取措施。高压喷射注浆完毕，应迅速拔出喷射管，为防止浆液凝固收缩，影响桩顶高度，必要时，可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。施工中应做好泥浆处理，及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出。施工中应严格按照施工参数和材料用量施工，并如实做好各项记录。
　　高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或工程经验确定，并在施工中严格加以控制。高压水泥浆或高压水的压力应大于20MPa。当设计深度范围内没有发现相对硬层，或者在设计范围内有无法打到设计深度的桩应如实记录，保证检查记录的完整性、真实性。
　　高压旋喷桩质量检验：
　　高压旋喷桩质量控制应贯穿于施工的全过程，施工质检人员、现场人员，必须严格控制施工工艺质量。施工中随时检查施工记录和计量记录，并依照施工工艺对每根桩进行质量评价。检查重点主要为水泥用量，水泥浆稠度及比重，桩长、钻头旋转速度、提升速度及注浆流量等。
　　成桩七天后，采用浅层开挖目测检查旋喷桩形状与直径，垂直度，整体性，均匀性，开挖深度为停浆面以下1.5cm处检查频率为工点总桩数的0.1%。
　　在成桩28天后，钻芯取样做无侧限抗压强度试验，每根桩从上中下取3个试件，桩体无侧限抗压强度不小于设计值。检验频率为每工点总桩数的3%，同时从钻取的芯样中检查旋喷的均匀性，桩长及桩底是否穿过软土层。以下情况，即定为不合格桩：1、桩长达不到设计要求；2、桩体喷浆不均匀、有断喷现象。
　　
　　高压旋喷桩的检测标准和方法：
　　
　　喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其它钻孔排出的泥土或杂物进入。在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。
　　在软弱地层旋喷时，固结体强度低。可以在旋喷后用砂浆泵注入M15砂浆来提高固结体的强度。在湿陷性地层进行高压喷射注浆成孔时，如用清水或普通泥浆作冲洗液，会加剧沉降，此时宜用空气洗孔。在砂层尤其是干砂层旋喷时，喷头的外径不宜大于注浆管，否则易夹钻。
　　
　　结束语：高压旋喷桩是一种比较实用的地基处理方法，它和水泥土搅拌法互有优缺点，在适用范围上也有互补性，是多层与高层建筑的复合地基的主流。毋庸置疑，熟练掌握各种地基处理方法，对结构设计人员及施工人员是非常必要的。
　　
　　参考文献：
　　【1】中国期刊网《从软土地基处理浅谈高压喷射注浆法的设计与施工》
　　【2】武新波《浅谈高压旋喷桩施工工艺》
　　【3】《建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）》
　　【4】苏建华《高压旋喷桩的施工质量监理控制》
　　【5】吴立鑫《高压旋喷桩施工注意事项》