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
道路桥梁施工中存在的问题及对策论文
摘要：在道路桥梁建设大军的长时间共同努力下，我国道路桥梁建设取得了飞速发展的局面，形成了对交通发展和经济建设的有效支持。研究力图通过对道路桥梁施工的深层次研讨希望得出强化道路桥梁施工的科学结论和有效对策，在分析道路桥梁施工的过程和实际问题的前提下，从大的方向和基础性的细节提供了建立道路桥梁施工质量控制的目标体系，强化道路桥梁施工的养护环节等措施，为道路桥梁建设提供了建设性的建议。
关键词：道路桥梁施工；施工质量；养护；专业技能；素质；管理；技术
道路桥梁是交通网络实现系统延展和体系扩展的核心性公路构筑物，不但对交通网络建设，而且对整个社会和生活发展有着直接而重要的保障功能。一直以来道路桥梁存在表面上的裂缝、锈蚀等质量问题的困扰，在内部存在破坏、脆弱等隐患的制约，导致道路桥梁施工的目标难于全面达成，甚至形成了道路桥梁的功能性与安全性缺失。新时期的道路桥梁施工要有对问题的防范、解决和控制意识，要抓住技术、管理两个主要维度，重新认识道路桥梁施工问题的产生、积累和爆发的逻辑顺序和过程原因，形成有针对性的道路桥梁施工对策，规范道路桥梁施工的过程、细节和重点，保障道路桥梁施工更加安全、高效、经济。
1 道路桥梁施工过程中存在的基本性问题
1.1 道路桥梁工程表面裂缝
同理来讲道路桥梁混凝土材料一般本身都具有一定的泌水性和反水能力，再加上重力、荷载、温度等因素的作用下会有道路桥梁裂缝的出现。这些裂缝裂缝不仅直接影响桥梁的使用性能，而且还会形成对桥梁外观结构和表面质量的影响，直接削弱了桥梁结构的强度和刚度，甚至增加了道路桥梁施工过程中工程事故的发生率和影响程度。在建筑工程施工的过程中我们可通过永久式的伸缩方式控制温度的变化，减少混凝土浇筑施工中产生裂缝的可能性。
但是在建筑工程施工中很多情况下都会导致裂缝的出现，主要是收缩应力的问题，而结构长度问题是决定收缩应力的主要因素。因此在建筑工程施工中设计时，要考虑裂缝会产生的一些原因，同时也要依据自身的一些实际情况进行具体分析，使用最安全有保障的设计方案。
1.2 道路桥梁结构锈蚀
道路桥梁施工中一般会采用大量的钢筋和钢结构作为工程的主要材料和结构形式，钢筋和钢结构的状态和质量直接决定道路桥梁的外观、行车和安全。由于钢铁在材料上具有理化性质活跃的特点，出现道路桥梁的钢筋和钢结构锈蚀就成为常见的现象和普遍的问题。例如：在钢筋切割、焊接、浇筑的过程中没有必要的打磨、涂刷、处理和防护，导致钢筋内部全面暴露在自然大气之中，出现水分、氧气的双重影响，进而出现道路桥梁钢筋的深层次锈蚀。在钢结构的施工、安装过程中没有对钢结构的.有效防护，出现了钢结构电化学腐蚀和长期锈蚀，影响了钢结构的外观和结构性能。
2 解决和处理存在于道路桥梁施工问题的基本对策
2.1 建立道路桥梁施工质量控制的目标体系
工程施工中强化质量目标是第一要务，通过质量的控制不但可以确保道路桥梁施工的环节，而且有利于方法问题的出现，做到对道路桥梁施工综合地整治和全面地控制。在道路桥梁施工前要以质量作为目标进行体系构建，实施严格的道路桥梁施工质量评定、监督和管理措施，特别对于道路桥梁施工的典型性问题要加强事先分析和事中控制，并制定预先管控和实时管理的措施和做法，使道路桥梁施工能够顺应质量的要求、工程的需要和建设的方案，在完善道路桥梁施工质量目标控制体系的基础上，使道路桥梁施工既能够满足设计和建设需求，同时也能为道路桥梁建设提供质量、目标和体系上的保障。
2.2 强化道路桥梁施工的养护环节
从上文的分析我们可以得出一个基本的经验，那就是若在养护环节做到有效强化，那么无疑对道路桥梁施工的问题将会有着全面预防和有效整治的价值和功能。在道路桥梁施工中必须加强路面、附属设施的养护，特别对桥涵结构、隧道工程、基础道路等方面，更应该加强重点的养护工作，制定出道路桥梁施工中道路桥梁工程的养护策略，建立道路桥梁施工中道路桥梁工程的监测和维护制度，强化道路桥梁重点部位和核心环节的养护工作，将道路桥梁施工的问题和隐患做到全面防护，在专业养护和广泛管理的基础上，实现道路桥梁施工的全面强化，进而形成道路桥梁施工的组织、技术和体系资源，通过专业检查、定期检验和经常监督的措施，落实好道路桥梁施工的质量、效率、成本和效益目标。
2.3 强化道路桥梁施工参与者的专业能力
专业能力和素养是高质量道路桥梁施工的前提，培养、引进高水平、高素质的专业人才是提升道路桥梁施工参与者能力，提高道路桥梁施工水平，实现道路桥梁施工目标的基础。作为道路桥梁施工队伍首先要提升管理人员的组织能力和专业素养，通过提拔骨干、引进人才的方式，不断补充和加入道路桥梁施工管理队伍的新鲜血液，整合专业素质、道路桥梁施工要求、管理工作细节等各方面要素，有规划、有步骤地提升道路桥梁施工管理人员的专业水平和能力。在道路桥梁施工中还要提升监管队伍的建设质量，全面提升道路桥梁施工监管环节的效能，引入第三方的专业特长，整合道路桥梁施工的细节、过程，通过专业化的操作和控制有效确保道路桥梁施工的全面开展与合理进行。
3 结语
对道路桥梁施工的教训和经验告诉我们，复杂的道路桥梁施工过程和技术工种的高度交叉形成了道路桥梁施工质量的复杂影响与制约体系，必须从环节、体系的角度出发，保障道路桥梁施工的环节和过程顺利地开展，解决施工建设存在的隐患与问题，提升道路桥梁施工质量，确保道路桥梁施工安全，找到保障道路桥梁施工的路径和机制，使道路桥梁施工真正形成保障体系，让道路桥梁建设的明天越来越好。
参考文献
[1] 汤继银.道路桥梁施工中应注意的问题分析及防治措施[J].中国城市经济，2010（09）.
[2] 杨云彪.浅谈道路桥梁施工中应注意的问题[J].中国高新技术企业，2009（12）.
