高压旋喷桩在道路软基处理中的应用
摘 要：在津沽改线下穿通道的U15-U18段及搭板处，因按照原计划用于加强软土地基承载力的深层水泥搅拌桩机具过高，容易使机具与其上的高压线发生电击事故而在施工中无法得到实施，所以此段变更为高压旋喷桩。本文结合工程实例，分别从工作机理、施工流程、和质量检验三个方面对高压旋喷桩做了阐述。
关键词：软土地基处理，高压旋喷桩，质量控制
1、工程简介
津沽该线下穿通道工程全长440米，宽为30.5米，其中U型槽的JK3+493.302¬— JK3+573.302的范围内，道路中心线两侧上方有110KV高压线干扰，所以此段由原来的深层水泥搅拌桩变更为高压旋喷桩。此段旋喷桩设计桩长10—15 米，设计桩径600mm，梅花形布置，桩距1.5米，总根数为668根，总米数为8095.4米，从2009年11月8日始到2009年11月19日止，历时12天，工后检验效果理想。
2、高压旋喷桩概述
2.1.概念：高压旋喷桩是高压喷射注浆法处理地基中的一种，是利用钻孔设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20Mpa左右的压力把预先制备好的水泥、水玻璃等材料作为主固化剂的浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合，经一定时间的凝固，便在土中形成圆柱状的具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而使地基承载力得到加强的一种工程方法。
2.2. 加固机理：高压喷射注浆是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置，以高压设备使浆液成为20Mpa左右的高压流从喷嘴里喷射出来，冲击破坏土体，当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土料便从土体剥落下来，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，当喷射流以360°旋转、自下而上喷射提升时，固结体的截面形状为圆形即称为旋喷。在钻机的钻杆最前端设置一个高压液体喷射装置，当钻机把该高压喷射装置送到土层预定深度时，通过高压泵向钻杆中心孔连续输送高压水泥浆液，高压水泥浆液即通过喷射装置中的喷嘴小孔喷入钻杆周围的砂层、土层及砂土层，与此同时钻机带动钻杆缓慢旋转并提升使喷嘴缓慢螺旋上升，从而使高压水泥浆不断切割搅拌土层，形成水泥、砂、土及速凝剂的混合搅拌浆体，通过固化剂和软土间所产生的一系列物理化学反应，生成水化物，然后水化物胶结形成凝胶体，将土颗粒凝结在一起形成具有整体性、水稳定性和较高强度的结构整体，从而提高其复合地基承载力及改变地基土物理化学性能，达到提高地基承载力、减少地基沉降、阻止水体流动、增强地基稳定性的目的。旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变性性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。
3、施工流程
旋喷注浆施工流程可大致分为:施工准备，试桩、技术参数确定→测量放样，桩机就位，钻孔，水泥浆制备，旋喷和复搅，提管冲洗，移动设备→桩基工后检测；
3.1、 施工准备：钻机进场之前首先进行场地布置，清除施工区域的杂物，平整场地施工段落要平整密实，做好排水工作，确保在较干净的环境中进行施工,其次，准备好施工用电和施工用水；施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场，架设电缆接线到施工作业区。
3.2、试桩、技术参数确定：每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩，以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等，还应根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入量。通过试验桩确定本工程高压旋喷桩施工技术参数为：水灰比为1：1；钻进、工作压力20～25Mpa；提升速度≤0.25m/min；桩顶1米范围提升速度≤0.2m/min；转速应控制在20～25r/min，水泥掺入量范围在180～220Kg/m之间。
3.3、测量放样：测量人员根据施工图纸提供的坐标、平面布置图，在施工段落进行布桩，桩位用小木桩红色头醒目标注，桩间距误差不大于50mm，布桩完成自检合格后报监理工程师验收，验收合格后进行下一步工序。
3.4、钻机就位：搅拌机具运至现场后进行安装调试，待转速、压力及计量设备正常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，最后再精确调平。垂直度误差不超过1%，对中误差小于5cm。
3.5、钻孔：每台钻机在开钻前，技术人员对钻杆总长度进行尺量，根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数，并在最后一节钻杆上标定出下钻结束位置。钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法采用单管法旋转钻机。在钻杆下钻时采用小于10Mpa的水泥浆压力，一方面防止堵喷嘴，另一方面对土体进行第一次喷射，使土体成为混合液，减小喷浆时土体的阻力，以利于浆液充分搅拌，钻到设计的深度。成孔后，应校检孔位、孔深及垂直度，是否符合设计要求。
3.6、灰浆的制作：选用优质42.5#普硅水泥，根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线，按水灰比1：1添加水泥，并经充分搅拌，测定泥浆比重是否达到试配时比重1.47，如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。
3.7、旋喷和复搅：将注浆管下到预定深度后，调整回流阀门，使旋喷罐内的压强达到规定值，水泥浆到达喷嘴后，检验喷射方向、摆动角度，一切合格后，调整工作台和油泵阀门，使旋转速度控制在20—25 r /min和提升速度达到20-25cm /min的范围时开始提杆、旋喷，由下往上成桩，在桩头以下1米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升，并复喷一次，增加桩体的密实度，因为桩顶以下1米范围将承受较大的荷载，加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起关键作用。当喷浆结束后，要对注浆孔进行二次回灌，防止旋喷桩体因水泥浆固结出现顶部凹陷而达不到设计桩顶标高。在施工过程中，旋转速度、提升速度、旋喷压力、水泥用量参数的变化将直接影响桩的均匀程度和桩径，水灰比参数的变化将会影响桩身的强度，因此必须时刻注意检查浆液初凝时间、水泥浆流量及压力、提升速度、旋摆角度、喷射方法等参数是否符合设计要求，并随时作好记录，如遇故障应及时排除。
3.8、提管冲洗：喷射作业完成后，将注浆泵的吸浆管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排除，防止残存水泥浆将管路堵塞。
3.9移动设备:移动钻机至下一孔位，为确保桩与桩之间能很好咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。
4、质量检验 高压旋喷桩完成28d后方能进行质量检验。
4.1、触探及抽芯检验
成桩7d内采用轻型触探进行N10检测，检测频率为工程桩数的2%。抽芯检验的总桩数不得少于工程桩数的3‰，单位工程桩数小于1000根时，至少做3根。桩芯无侧限抗压强度（28d）应满足如下要求：桩顶～2/3桩长范围：≥1.6MPa；2/3桩长～桩尖范围：≥1.4MPa。
4.2、高压旋喷桩单桩承载力要求
高压旋喷桩单桩承载力表
桩长（m） 单桩承载力（KN）
10 307
11 337
12 367
13 397
14 427
15 442
质量检验标准
序号 控制参数 控制标准值 备 注
1 桩机安装垂直度偏差 ＜1% 查施工记录
2 桩位偏差 ±50 mm 查施工记录
3 注浆压力 ≥20Mpa 查施工记录
4 水灰比 1：1 查施工记录
5 水泥用量 ≥180kg/m 查施工记录
6 桩径 ≥600mm 开挖抽查2％
7 桩长 不小于设计值 查施工记录
8 旋转速度 20~25r/min
9 喷提升速度 10~25 cm/min
10 桩身强度 不小于设计值 抽芯检查
5、注意事项
5.1、施工时应先施工内排桩，后施工外排桩
5.2、水泥浆液应连续供应。如发生断浆现象，须复打，复打重叠长度必须大于1.0m。
5.3、浆液拌和应均匀，不得有结块；浆液不得离析或停滞时间过长，超过2小时应停止使用。
5.4、构造物基底水泥搅拌桩桩顶高程应根据构造物底高程进行计算确定，同时应考虑凿除50㎝桩头的影响。
5.5、旋喷废浆应予以充分利用，施工过长中可在相邻桩之间开挖一定深度的浆液存贮沟（沟宽0.6～0.8米，深0.8～1.0米），待浆液凝固后形成具有一定强度的桩间横系梁，以增强各桩间共同作用，提高地基承载力。施工中控制冒浆量小于注浆量的20％，超过20％或完全不冒浆应查明原因，采取措施。
5.6、成桩28d后，可开始基槽开挖，凿除50㎝软桩头，桩头凿除后桩长不得小于设计桩长。
5.7、提钻喷浆的速度控制，控制好旋喷速度，保证不大于25cm/min且稳定，灌浆管分段搭接的长度不得小于10cm。底部时应适当加大压力保证底部桩头大于设计，顶部时应重复提钻喷浆一次保证桩头的完整。
5.8、提升旋喷过程中确保压力达到设计要求，不小于20Mpa，使足够的水泥浆压入土体，钻杆旋转速度再规定范围内，20~25r/min，确保桩体的均匀性和整体性及强度。
6、结语
实践表明，采用高压旋喷桩技术进行软土地基加固的效果是显著的，它具有加固体强度高、加固质量均匀、施工操作简便、占地高度小等特点，可用于处理加固淤泥质土、粉土、粘土等软土地基，适用于场地狭窄、不宜进驻大型机械设备等场合，可有效地减少地基总沉降量和不均匀沉降，地基处理效果明显。
参考文献:
[1] 叶书麟. 地基处理工程实例应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1983，3
[2] 程云朋. 高压旋喷桩在地基加固中的应用探讨[J]. 山西建筑，2007
[3] 李 兵. 高压旋喷桩施工技术[J]. 甘肃科技，2005
桩基
内业：
（1）.测量部将认真审核图纸，对于坐标和桩基之间相对关系，进行详细的复核，以确保数据方面的正确性。
（2）在对桩基放样之后，我们将以监理要求方式上报监理，请监理给予审批，监理审批以后，我们会对分包单位给出技术交底材料，并要求分包单位认真审核，发现问题，能及时上报我项目部。
外业：
（1）初步放样，我们将根据审核过的图纸坐标进行仔细的放样，桩位由木桩定出，上砸铁钉，并对放样桩位进行现场桩基间关系检查，如有不符地方，立即进行检查，以尽快查出毛病所在。
（2）护筒开挖，桩基放样后，定出护桩，对护桩进行检查，如有偏差，将再次对桩基进行检查，然后才能进行护筒的开挖
(3)钻进就位，护筒就位后，我们将对护筒位置进行检测，并对护桩进行检查，如无误，可进行钻机的就位
（4）孔深定位，当钻机钻孔进行到一半，护筒基本不再沉降，我们会对护筒高程进行一次测量，定出桩基深度，给分包进行交底。
（5）孔深检测，当桩基达到预定深度时，进行清孔，我们会对护筒高程进行二次测量，算出桩理论深度，然后对已完成桩基进行检验，如无误，我们将上报监理，请监理部门进行验收。验收合格后，方可进行下道工序。
（6）钢筋笼就位，在钢筋笼就位过程中，我们将密切监视钢筋笼是否对准中心，在钢筋笼下到位的时候，我们将对钢筋笼的中心进行检测，是否与设计中心对齐。如无误，方可进行下道工序
（7）导管就位，在导管就位前，我们将对孔深进行三次检测，并对导管进行长度控制，保证导管到护筒底部符合规范要求。
（8）浇注混凝土，在浇注混凝土过程中，我们将严格控制混凝土面到护筒顶面的高度，以确保混凝土的不浪费，以及桩基的高度要求。
你再改下得了，这是桩基放样的测量流程
公路养护专业技术总结
本人是一名普通道路养护工人，自1990年参加工作，参加工作以来主要是从事道班养护工作，近二十几年的工作，培养了我脚踏实地，心细如丝的工作态度。在同事和领导的关心和支持下，使我的专业技术知识得到了非常大的提高，工作成绩也得了领导和同事们的一致好评，回顾过去的工作情况，我没有辜负党和人民对我的培养和关怀，把我培养成一名合格的道路养护工人。自参加工作以遵守机关的各项规章制度，积极服从领导工作安排，工作积极、任劳任怨，认真学习公路养护专业知识，不断充实完善自己，立足实际，务实工作，取得了一定成绩。下面是在专业技术工作方面总结，以便评审组织审查。
一、善于钻研，辛勤认真工作是从事专业技术工作的前提
本人参加工作以来，一直从事公路养护、公路工程相关的专业工作。道沥青路路面破碎维修，参与了水泥砼路面破板维护工程，2006年时春季雨水过多，不利于沥青路行车的状况下，本人和班长及班员采取三种处理措施：（1）开挖路肩明沟：春初翻浆路段两侧路肩上每隔6-8开挖一道横向明沟。及时排降除路面水份。（2）挖横断面或路基明沟，不致使路面积水。（3）挖渗水坑，在易于翻浆的路段，挖成直径20-1000px左右的坑，人工定期掏出坑积水，我总结了《沥青路面春季翻浆处治方法及要点》，公路水毁要以预防为主，及时清除水毁隐患，防患于未然，只要能从公路的设计、施工、养护等方面重视水毁，采取措施得当，公路水毁将会得到有效控制。
，勇于创新，总结经验。专业技术工作水平在实践逐步提高 。
二、敢于探索，理论结合实践，专业技术工作成绩显著
2008年地方交通实行通通村公路维修与养护，国道三级水泥砼路面有49km，为了交通行车舒适，找出一条即经济又合理的水泥砼路面破板修复办法，通过实践观察发现破板的主要原因是基层不稳定造成的，影响基层不稳定的主要因素是雨水渗透到基层，在荷载的作用下，基层开始变形发生唧泥，对这种现象，我们为旗交通局养护股提出要加强对水泥砼路面进行缝养的建议，采用科学的缝养和高密度缝养材料，对遏制水泥砼路面的破碎起到了明显的效果，受到了旗局的领导表扬。老油路路面呈块状，且极不稳定，上报给市处，经实地察看，建议挖除块松动油路基础，进行局部挖一补一措施，通过弯沉检测，各项技术指标合格，此项目被评为优质工程。本人在汛期时根的实际情况制定了详细的《汛期保通工作方案》，并每明负责收听天气预报，及时掌握天气变化，做到预防为主，防抢结合，确保公路安全渡汛。在汛前对所辖路段的桥梁、涵洞、边沟、截水沟进行了检查和疏通清理。疏通涵洞9道，清理边沟、截水沟12km，清除淤泥124立方米。到冬季时除雪保通，制定除雪保通工作方案。抢前抓早争主动，提前做好准备工作，9月份中旬开始进行冬季整备工作，储备防滑沙，除雪工具等。为保证除雪及时、彻底、高效，我们坚持“以雪为令，雪停即清”的原则，制定了四项保障措施。一是人力保证。分别与公路周边村屯村民取得联系，保证紧急时可雇用村民进行清雪。二是设备保证。与设备站保持联系，保证降雪时除雪设备能够及时到达现场清理。充分发挥机械除雪的工作效率，把机械除雪和人工除雪有机结合起来提高除雪速度及质量。养护内业 本人对各种资料进行整理及时归档，及时统计报表。内业档案基本实现了标准化、规范化、科学化。5月、10月份开展两次大型路况调查，详细掌握管养路段公路各项技术指标情况，分类整理基础资料，为养护工作提供信息保障。 无论在工作还是生活当中，我一直相信一份耕耘，一份收获，所以我一直在不断努力学习，不断努力工作。热爱自己本职工作能够正确认真对待每一项工作，工作投入，按时出勤，有效利用工作时间，坚守岗位。养护里程长，养护人员少，任务繁重的现状下，我能够做到跟班作业，保证按时完成任务，保证公路养护质量。我还经常了解一些养护方面的书籍博采众长。很好的树立了我们当代养路工吃苦耐劳的精神，发扬我们当代养路工良好的素质和形象。工作二十年以来，我严格要求自已，结合理论知识应用到公路养护中，取得了一定的实践和良好的社全经济效益。尽管只是尽自己的微薄之力去做事，做人。但我自问无愧于心，严格按照《公路养护技术规范》进行养护，作为一名合格的公路养护人员，很好地履行了养护员的职责，自认为是一名合格的公路养护人员。在以后的工作中，我会更加的努力，不断提高自己的公路养护专业技术水平，更好的完成领导安排的任务。
以上是我这么多年来从事的主要技术工作的情况，通过从书本上学习、从实践中学习、从他人那里学习，再加之自己的分析和思考，确实有了较大的收获和进步。成绩和不足是同时存在的，经验和教训也是相伴而行。我将继续努力，不断学习，总结经验，吸取教训，争取在以后的公路养护工作中取得更好的成绩。
三、不足之处和下一步打算
1、有时工作态度不够端正；
2、科学养护水平还需进一步提高。
在下一步工作中，
我将有针对性的工作，细化工作指标，纳入明年的工作计划之中。明年着重要加强以下几方面的工作：
1、坚持学习，扩展学习内容，要以提高养护人员的综合素质为目标；
2、系统性加强养路工的科学养护知识培训，提高养路工的专业养护知识水平和技能水平；3、加强管理，加大考核力度，从管理要效益；4、在摸索中发展，在发展中突破，务实创新，开创新的发展途径，加速养护工作的前进脚步，树立品牌意识，打造品牌形象，尽最大努力推进交通事业的快发展，实现林口站的跨越式发展。
写作思路：可以根据现如今中国桥梁建设的发展水平进行阐述，可以从技术创新体制建设方面这个角度出发进行描述，中心要明确等等。
正文：
现如今，我国的桥梁建设事业飞速发展，如何利用现有的设备来满足人民对交通便利的需求，成为桥梁建设所要面对的主要问题。相信随着施工施工技术的发展、经验的积累及计算软件的普及，会出现更多更好的公路桥梁施工方法。
由于我国仍处于社会主义初级阶段，我国桥梁施工单位与其他一些企业一样，工作任务仍要靠上级直接下达命令，所要做的科研项目和技术改进还要靠有关部门立项拨款才可进行后续工作，而当桥梁施工完成后又往往束之高阁，只有一小部分能产生应有的可观效益。自从中国加入世贸组织以来，由于受国际关系的影响，我国桥梁建设行业与真正的国际标准要求还是存在很大的距离。这使得企业在桥梁施工的技术创新方面的紧迫感和积极性都大打折扣。
首先，在技术创新体制建设方面出现了缓慢进展的局势。虽然国家有关部门已经明令要求大型桥梁施工单位要建立以技术为中心的一种系统的创新体系，但仅仅有一小部分的企业响应了国家的号召，大部分桥梁施工单位仍选择维持旧有的施工技术体制，甚至有些企业仅仅在表面上建立了技术中心，而实际上却没有按新的体系运行。
其次，桥梁施工单位对技术创新工作的重视程度还是不够。由于施工建设市场的不完善和一些不良的施工风气的影响，许多人认为只要能拿下桥梁施工工程就可以把一系列的任务都能完成，这也就造成了他们重经营轻技术问题的产生。
除了以上两个方面，施工技术创新的投入还是不够。这也就导致了技术创新的积极性不够，多数桥梁施工单位对于科技的投入量不够，技术进步速度受到不同程度的影响，造成了产业升级相应滞缓。
施工人员可以利用强制式来对混凝土的拌制，需要注意的是拌制时间一定要达到施工要求，拌制时间既不能太长，也不能太短。因为搅拌时间如果过短，那么混凝土的混合将不会均匀，而搅拌时间如果过长，那么将会破坏混凝土原材料的结构。
同时，在混凝土搅拌的过程中，一定要严格的控制加水量和外加剂的用量。只有科学的控制水灰比例，减少混凝土的干缩量。只有把混凝土拌制均匀，才能达到混凝土的设计强度，从而满足桥梁施工的需要。
良好的混凝土施工技术不仅能降低混凝土内部的温度，还能减少混凝土的内外温差，这样会使由温度造成的裂缝产生几率得到降低。施工人员可以利用插入式振动器的振实来进行混凝土浇筑的过程，在这个环节，是不允许过振现象所导的混凝土表面粗、细集料离析而靠近模板的混凝土表面集料集中问题的出现，也要注意不可产生漏振而使混凝土表面产生麻面、蜂窝、孔洞、裂缝等质量问题。
在每次地振捣部位振动直到混凝土停止下沉不再冒出气泡、表面呈现平坦泛浆，才可以徐徐提起振动器。总之，混凝土的振捣应引起施工人员足够重视，只有混凝土振捣的结果符合要求，才能使桥梁的施工质量得到保证。
裂缝是桥梁施工的主要病害，那么对于防止裂缝产生的关键在于混凝土的养护。混凝土浇筑收浆完成后应及早进行洒水养护，保持混凝土表面处于湿润的状态。由于水泥在水化过程中产生很大的热量，混凝土空心板在浇筑完成后必须在侧模外喷水散热，以免混凝土由于温度过高，体积膨胀过大，在冷却后体积收缩过大产生裂缝。
在桥梁工程的施工期间，预应力的检查结果一切正常。但在后期的相邻标段的现浇梁施工时，却发现梁顶面的高程出现异常，这很可能是由于边墩顶内侧支座脱空造成的。在对桥梁预应力问题的处理中，桥梁施工单位面临着巨大的压力， 桥梁的基础、桥墩、现浇梁施工的各个工序都会造成预应力问题的发生。
在桥梁可以通车后，气温回升会造成桥梁弯处梁不同程度发生了支座脱空现象, 使桥面伸缩缝受到严重的损害而使路面无法正常行车。支座脱空的处理方法是十分困难和复杂的，需要将箱梁整体起顶后进行支座位移，同时要对墩帽及桥墩进行加宽处理，基础要增加钻孔桩。匝道被迫封闭，处理时间长达半年。
局部蜂窝问题的产生主要是因为混凝土结构强度大大降低了结构的严密性，其疏松的结构强度几乎达到了最低点。在桥梁的使用过程中，如果发生局部蜂窝问题，会导致它所承受能力极大地减少，并且遭受腐蚀而造成重大的损伤的几率更大，大大地降低了桥梁施工工程的承载力和耐久性。
现如今，我国的桥梁施工建设如火如荼，如何利用现有的施工技术来满足人民对交通便利的需求成为桥梁建设所要解决的主要问题。相信随着施工技术的发展、经验的积累，会出现更多更好的桥梁施工方法，为国家和人民的财产安全提供更有效的保障。
