高压旋喷桩在市政道路软基处理中的质量控制与常见病害防治

YAN JIU

168Gao ya xuan pen zhuang zai shi zheng dao lu ruan ji chu li zhongde zhi liang kong zhi yu chang jian bing hai fang zhi高压旋喷桩在市政道路软基处理中的质量控制与常见病害防治王星国

高压旋喷桩由于施工简便、施工时间短、造价低、软射量60～70L/min，压缩空气500～700kpa。软基处基处理效果明显及彻底等优点，近年来广泛应用在市政道理后负荷地基基础承载力基本容许值【fao】≥130Kpa,路软基处理中，并取得了良好的成效。结合江西省南昌市单桩竖向承载力特征值Ra≥280KN。

新建区马兰路高压旋喷桩施工实例，阐述了高压旋喷桩的施工原理和工艺流程，并对施工中产生的质量控制要点、三、高压旋喷桩施工共性的质量问题展开研究和探讨，并针对性的给出解决的1.施工原理

办法和措施。

高压旋喷桩的施工原理：钻机的钻杆部位携带专门制作的高压喷嘴，钻机工作时，喷嘴随钻杆下钻到土层地面一、引言

以下，当达到预先设定的深度后，借助于高压泵把按比例软土地基的处理方式有多种，其中高压旋喷桩技术是配好的水泥浆通过专门的高压喷嘴以一定的速度喷射到土在20世纪70年代开始引入我国，它是以高压旋转的喷嘴体中，高速喷射的水泥浆切割土层并与之掺杂融合，这个把水泥浆喷入土层，形成水泥加固体，来加固松软地基的过程中，钻杆在以预定速度旋转的同时，缓慢的上行，土一种软基处理技术，如今，高压旋喷桩技术在我国获得广层内的土体颗粒和水泥浆充分搅拌融合，形成土层加固泛的推广和应用。高压旋喷桩有效的把高压喷射注浆和深体，，最终在钻杆周围形成具有一定强度的圆形孔柱（旋层搅拌相结合，使松软地基变得足够坚固，增强地基稳定喷桩），改变软土路基的结构和组成，使整个软土路基强性，同时地基的抗剪强度也有了很大程度的提高。在进行度得到提升，达到设计承载力要求。

市政道路施工时，通过高压旋喷桩处理诸如淤泥、淤泥质目前，高压旋喷桩施工方法可分为单重管法、二重管土、粘性土、粉土及人工杂填土等土质都有非常好的效果，法、三重管法三种施工方法。根据施工的形式，则可分为在市政道路软基处理施工过程获得广泛的应用和推广。定式喷浆、摆式喷浆及旋式喷浆三种。综合考虑本工程的重要程度、施工位置和作用等，本工程采用二重管旋喷法。

二、工程概况

2.工艺流程

新建区马兰路（红湾大道～礼贤北路）工程位于新建本次施工设计采用如下工艺流程：施工准备→施工测旧城区内，是新建区总体规划中城市主干道之一。本工程量定位→确定孔位→钻机就位→配置水泥浆→钻孔→插管K0+050～K0+650段道路由于存在多个人工养鱼塘且周→旋喷注浆→旋喷结束成桩（具体流程图见图1）。边房建项目施工堆置大量建筑垃圾土，故该段施工范围内存在量杂填土和淤泥。根据地质勘查报告及钻探结果，马四、质量控制要点

兰路道路地质情况自上而下为：①杂填土层（0～3.6m），通过高压旋喷桩对软地基进行施工处理，这在工程施②淤泥（3.6～8.2m），③粉质粘土（8.2～11.6m）④工中属于隐蔽工程，其施工效果和施工质量的好坏主要是全风化千枚岩（11.6m以下）。为了减少杂填土及淤泥清依靠设定的技术参数、符合规范的操作以及施工工艺参数、除外运、外购中粗砂回填费用降低造价，遵循环保的原则浆液情况等因素来控制。

和理念，加快施工进度，依据该路施工设计的要求，采取（1）在正式施工前，施工现场必须进行不少于2根高压旋喷桩技术加固这段道路的地基。

的工艺性试桩，确认高压旋喷桩的各项技术参数、施工工本工程高压旋喷桩桩径为0.7m，桩间距为1.8m，桩序等指标。试桩合格后方可大面积进行高压旋喷桩施工。

长为11.18～13.6m，注浆材料水泥选用型号为PO.42.5（2）前期准备工作，首先进行施工场地平整、放样，号，用水量和水泥用量的质量比为1:1，注浆压力为根据预先确定好的桩位使旋喷钻机准确就位，此时，一定20～25MPa，提升速度<15cm/min，转速<16rpm，喷

要进行水平方向和垂直方向的校正，精确控制桩机进行精

技术应用图1 施工工艺流程图密对中，对中后使用定位卡进行固定。利用水平尺进行水理直径要控制在小于喷嘴直径的一半。平方向定位，利用测量锤来定位钻机导向架的垂直度，根（7）在开始喷射水泥浆的时候，要保证其压力和喷据设计要求，其垂直度数值范围为<1.5%。浆量达到工艺设定的标准时再缓慢提升高压喷嘴。此时，（3）旋喷桩工作前的检查工作，要对高压泵和空压一定要保证钻杆的提升和旋转始终保持同步持续运行，不机实施检查，查看喷射情况是否符合工艺要求，同时要检能间断。一旦在施工过程中发生故障，要及时中断钻杆的查管道各部位密封是否良好，所有检查工作完成，检查结提升和旋转，以避免桩体中断，并及时采取措施消除故障。果符合要求后才可进行旋喷工作。假如过程中出现机械故障而导致提升和旋转中断时，则要（4）现场具体的施工人员必须经过培训熟悉桩机的使钻杆下行到设计深度后，重新进行旋喷施工。工艺操作流程，按照预先设计的钻探深度实施控制。（8）桩底端质量要求相对较高，为确保其符合要求，（5）喷射管工作前，首先需要在地面进行喷水检验，钻杆头下行到工艺设计深度的时候，要在该位置保持旋转，调整喷射压力等参数符合要求后，方可下注浆管进行施工。持续十秒左右的时间，到孔口冒浆正常后开始旋转、提升、（6）在配置水泥浆的时候，必须按照施工工艺设定喷射，同时根据工艺要求，在桩底部1m区间内要合理增的标准来配置水泥浆，坚决不允许任意修改水灰比参数，加旋喷时间。不合格水泥禁止使用。在旋喷工作进行过程中，要避免泥（9）注浆结束成桩以后，要快速拔出喷射管。浆沉淀，使浓度降低，按比例配置好的浆液混合均匀加入（10）成桩大约28天之后，可以通过挖掘检查、钻吸浆桶的时候，要进行过滤，过滤所用的过滤网网孔的合孔取样或载荷试验等方式对桩体的质量状况进行检查和169JIAN SHE

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170验收。

五、质量病害

高压旋喷桩在具体的作业过程中，常常因为地质状况复杂、施工流程错误、人为操作不当等各方原因，造成高压旋喷桩断桩、冒浆、凹顶、强度不足等质量通病。为了严控高压旋喷桩的质量，保证软基处理效果，下面选取常见的质量病害进行分析。

（1）断桩

断桩产生的主要原因为钻杆因故障等原因造成长时间的旋转和提升中断，喷射管提升不连续，两段之间搭接不符合要求，甚至两段之间形成中断而不存在搭接。

（2）缩径

缩径，也就是桩体直径小于标准直径，一般情况下土质密度大、喷浆压力小，不符合工艺要求、钻杆上行速度过快以及各种故障等都会造成桩体直径缩小。

（3）孔口不冒浆

通常情况下，如果土层中存在大的孔洞或大的空隙，容易导致水泥浆漏失，从而造成孔口不冒浆的质量问题。

（4）孔口冒浆过大

之所以发生孔口冒浆过大的质量问题，主要就是因为喷浆管路出现问题如密封性能差或接头处损伤产生漏气现象导致喷射压力降低，另外喷嘴孔径大、钻杆提升和旋转速度低、土层密度小以及水泥浆切割半径小，或者是切割半径和喷浆量不匹配等因素也会造成孔口冒浆过大的问题。

（5）相邻孔口串浆

相邻孔口串浆产生的原因是高压旋喷桩在作业过程中，相邻的两个桩孔依次连续施工，没有间隔施工，另一个原因则是相邻的两个桩孔施工时间太近，间隔时间不足。

（6）固结体顶部下凹

喷射的水泥浆和土层充分融合以后，因为水泥浆存在析水的特性，使得固结体产生收缩现象，从而会在固结体的顶端形成凹陷，凹陷受到土质稳定性、析水特性以及桩体参数等因素的影响而表现出不同的凹陷程度。

（7）喷浆压力骤降

在施工过程中出现喷浆压力急剧降低的问题影响了桩体质量，造成压力降低的原因有很多，比如高压泵无法正常工作，管路密封不良发生漏油、漏气现象，另外，泵阀故障损坏和油管破裂以及安全阀调压低、栓塞油泵压力不足等也会造成喷浆压力急剧下降。

（8）喷浆压力骤升

造成喷浆压力骤然升高的缘由包括：高压喷嘴不畅，有堵塞现象，高压管路和出浆管路清理不干净，沉淀物等杂物存在于管路中造成堵塞，另外，泵体也会发生堵塞的现象。这些都会造成喷浆压力的骤然升高。

（9）旋喷体强度不够

如果使用受潮、过期或者标号不够的水泥容易导致旋喷体强度偏低，另外，配置水泥浆时搅拌不均匀，喷射压力和喷浆量的不稳定以及施工过程违规操作等也是造成旋喷体强度低的原因。除此以外，钻杆提升速度和旋转速度

不稳定，各种管路和喷嘴有轻微的堵塞现象，同样也会造成旋喷体强度降低。

六、防治措施

（1）施工过程中，始终保持钻杆处于同步提升和旋转的状态，这个状态必须是没有间断、持续性的，搭接长度要控制在10—20cm的范围内，这些措施可防止产生断桩的问题。

（2）充分了解地质信息，针对密度偏大的土层，制定合理的施工步骤，调整旋喷参数，提高注浆压力，防止出现缩颈。

（3）通常情况下，冒浆量低于20%为合理的范围，超出20%或者根本不冒浆则属于非正常现象，对此应针对问题，分析原因，并采取相应处理措施。检查喷嘴等是否存在堵塞现象，如果土层有孔穴，则可以利用速凝剂加快凝固速度，如果冒浆量大，可以适当的增加喷嘴压力或减小喷嘴直径，还可以调整工艺参数，提高钻杆旋转和上行的速度，调整注浆量到适宜的标准参数。

（4）施工过程中，连续施工的两个桩孔之间要间隔两个桩孔，如果两个相邻的桩孔依次施工则极容易造成串浆现象，为有效防止串浆，相邻桩孔施工的间隔时间需达到48h以上。

（5）旋喷作业结束成桩后，把桩体的顶端采取办法挖凿去一部分，产生的凹陷处浇筑混凝土或者再次旋喷注浆，另外，旋喷作业结束后，从固结体顶部起钻进0.5—1m的长度，并从此位置开始再次旋喷注浆，以进一步强化。

（6）当发生压力骤然降低的问题时，必须及时停止作业，查出问题并采取措施消除隐患，等压力升上了以后，先用清水进行压力试验，满足工艺要求的压力时再进行施工。

（7）当发生压力骤然升高的问题时，同样需要及时停止作业，释放压力，查明问题，消除隐患，如果是喷嘴堵塞原因，则可用铜针疏导，如果是其他部位的堵塞造成压力升高，则需松开接头进行疏通，消除堵塞隐患调整压力到适宜的数值时再进行作业。

（8）为保证旋喷桩的强度，首先在配置水泥浆时要采用符合施工设计需求的合格水泥，同时要做好管路、喷嘴等部位的清洁工作以避免堵塞，另外需要严格按照工艺操作流程操作设备，保持压力，注浆量、钻杆提升和旋转的速度稳定。

七、结语

在市政道路软基处理中，高压旋喷桩技术已经得到了广泛的应用，并取得了非常好的效果。但是为了确保高压旋喷桩的质量，减少质量缺陷，我们必须严格按照施工工艺，紧密结合工程实践，提前做好防治措施，在机械设备和工艺参数等方面对其强化质量控制，更好地促进施工效果的提升，最终满足工程质量的需要，切实提高软基处理效果。

（作者单位：中铁十六局集团第四工程有限公司）